智能矾花识别加药系统：基于图像处理的混凝剂智能调控系统，精准控制水质

       精准加药一直是水厂亟须解决的问题，絮凝剂的投加量直接决定了水质的好坏，铝系混凝剂投加量过高极易导致出水铝含量超标，投加量过低则导致沉淀出水浊度得不到保障，增加了后续处理的压力。通过数采仪、水质水压表等在线监测设备实时感知水系统运行状态，采用可视化方式有机整合管理系统与设备设施，对海量信息及时进行分析，最终给出相应的决策建议，并通过自动化设备实现命令的高效执行，以更加精细和动态的方式管理水系统，具有可靠性高、功率小、运行成本低、实时性强等特点，有助于规范管理、节能降耗、减员增效。

       中交路桥科技通过采集水下矾花图像中分布密度、平均面积等特征值，同时对比采集图像时对应的水厂水质、水量及投矾量数据，剔除与投矾量相关性不大的图像特征，对保留的各图像特征进行标准化处理。提取后的多个矾花图像特征量，采用基于java语言开发的神经网络开源框架，利用BP神经网络学习算法对标准化后个特性进行训练，神经网络模型将图像分为５类，分别对应絮凝剂投加状态为多加、少加、合适、多减及少减。再将判断结果通知到自控系统，即可完成药剂的智能判断与控制。

       中交路桥科技基安云矾花图像识别智能加药系统对传统人工模式中“肉眼识别＋大脑判断”过程进行模拟，通过水下摄像头连续不间断地采集水中矾花的状态，再对采集到的图像进行数字化灰度处理，由于原始图像信号中存在许多噪点和畸变，需再进行滤波、平滑、增强和复原处理；然后对图像进行边缘提取、图像分割等预处理。得到预处理的二值化图像后，通过区域增长、填充、特征提取等手段得到物体的密度、大小等 特 性，提取后的多个矾花图像特征量，用于智能模型的训练和分析判断。絮凝体的大小与絮凝剂投加量的关系一般情况下，随着加药量的增加，絮凝体大小逐渐增大，与此同时原水水质相关参数变化也会引起絮凝体粒径值小幅波动，主要有浊度、温度、ＰＨ 和电导率等，进水流量对絮凝效果也存在一定影响，原水流量大时，在反应池中停留时间就越短，絮凝剂投加量随之增多。

       沉淀池安装进水流量计、温度计、ＰＨ计、电导率仪及ＴＰ计，在沉淀池安装１台水下图像采集装置，采用4００万像素水下工业相机，自带ＬＥＤ发光管照明和自清洁机构，视频采集软件每秒触发一次采集流水图像，在池边安装现场弱电箱，用于水下图像采集装置供电并实现视频信号光电转换，图像采集装置的信号线为网线，通过光电转换器转换为光缆信号后，远传至控制室内，经过光电转换接入智能加药系统集成控制柜内的交换机。智慧集成控制柜内包含搭载核心智能算法服务器、数据传输模块、网络交换机、ＰＬＣ数据采集单元和工控显示屏。智能算法服务器硬件采用机架式服务器。对采集到的图像先进行图像数字化灰度处理，由于原始图像信号中存在许多噪点和畸变，进行滤波、平滑、增强和复原处理；然后对图像进行边缘提取、图像分割等预处理。在得到预处理的二值化图像后，通过区域增长、填充、特征提取等手段得到物体的密度、大小等特性，再结合大数据的实验结果进行综合分析，最终做出决策分类。

       中交路桥科技基安云矾花图像识别智能加药系统对传统人工模式中“肉眼识别＋大脑判断”过程进行模拟，主要利用图像处理技术，提取矾花图像特征量，同时根据水质、水量情况，通过智能算法预测出水水质，进而提前控制混凝工艺单元药剂投加量，从而保证混凝工艺单元出水稳定达标。