CN115639125B - 一种污泥浓度检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污泥浓度检测系统及方法，属于污泥浓度检测技术领域，污泥浓度检测方法通过污泥浓度检测系统实现，系统包括：搅拌装置；第一输送泵和第二输送泵，分别设于池体顶部的相对两侧；第一回流管，一端与第一输送泵连接，另一端与池体的内部连通；第二回流管，一端与第二输送泵连接，另一端与池体的内部连通；第一污泥浓度传感器组，设于第一回流管上；第二污泥浓度传感器组，设于第二回流管上；处理器，分别与第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组连接。通过处理器比较检测数据，当检测数据一致，取检测数据的均值作为污泥浓度检测结果，认为池体内部污泥浓度处于均匀的情况下，即保证了检测结果的可靠性和准确度。

Description

一种污泥浓度检测系统及方法

技术领域

本发明涉及污泥浓度检测技术领域，具体涉及一种污泥浓度检测系统及方法。

背景技术

目前，在对污水池的池体内部污泥浓度进行检测时，通常是采用污泥浓度传感器或污泥浓度检测仪等检测装置进行检测，而在检测过程中，污泥和污水会因为重力和密度的原因沉淀分层，就导致池体内部各处的污泥浓度不均匀，进而会影响检测结果；由此，本发明旨在提供一种在池体内部污泥浓度均匀的情况下，对污泥浓度进行检测的方案。

发明内容

本发明提供了一种污泥浓度检测系统及方法，以在池体内部污泥浓度均匀的情况下，对污泥浓度进行检测，保证检测结果的可靠性和准确度。

本说明书实施例的一方面公开了一种污泥浓度检测系统，包括：

搅拌装置，用于对池体内的污水进行搅拌；

第一输送泵和第二输送泵，分别设于所述池体顶部的相对两侧，并分别通过管道与各自所在一侧的所述池体内部连通；

第一回流管，一端与所述第一输送泵连接，另一端与所述池体的内部连通；

第二回流管，一端与所述第二输送泵连接，另一端与所述池体的内部连通；

第一污泥浓度传感器组，设于所述第一回流管上，以对所述第一回流管内的污水进行污泥浓度检测；

第二污泥浓度传感器组，设于所述第二回流管上，以对所述第二回流管内的污水进行污泥浓度检测；

处理器，分别与所述第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组连接，以接收所述第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组的检测数据，并进行比较，若一致，则取检测数据的均值作为污泥浓度检测结果。

本说明书公开的一个实施例中，所述池体顶部设有第三输送泵，所述第三输送泵位于所述第一输送泵和第二输送泵之间，所述第三输送泵的输入端通过管道与其下方的所述池体内部连通，所述第三输送泵的输出端通过管道分别与所述第一回流管和第二回流管连通，且两个连通点分别位于所述第一输送泵和第一污泥浓度传感器组之间，以及所述第二输送泵和第二污泥浓度传感器组之间。

本说明书公开的一个实施例中，所述搅拌装置包括：

第一搅拌机构，设于所述第一输送泵和第三输送泵之间；

第二搅拌机构，设于所述第二输送泵和第三输送泵之间。

本说明书公开的一个实施例中，所述池体侧面设有第三污泥浓度传感器组，所述第三污泥浓度传感器组的检测发射端和检测接收端分别设于所述池体的相对两侧，以检测该两侧之间污水的污泥浓度。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一污泥浓度传感器组和/或第二污泥浓度传感器组和/或第三污泥浓度传感器组包括至少一个光电污泥浓度传感器和至少一个超声波污泥浓度传感器。

本说明书实施例的另一方面公开了一种污泥浓度检测方法，使用上述中任意一项所述的污泥浓度检测系统进行污泥浓度检测；

所述污泥浓度检测方法包括如下步骤：

S1.通过搅拌装置对池体内的污水进行搅拌；

S2.通过第一输送泵、第二输送泵、第一回流管、第二回流管、第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组，分别将池体内相对两侧的污水抽出，进行污泥浓度检测，得到池体内相对两侧污水的污泥浓度；

S3.通过处理器比较池体内相对两侧污水的污泥浓度，若两侧污水的污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度；否则，重复执行S1～S2，直至两侧污水的污泥浓度一致，取两者的均值作为污泥浓度；

S4.将S3获取的污泥浓度作为第一污泥浓度，并停止搅拌，待池体内的污水恢复搅拌前的相对静止状态后，再次执行S1～S3，将此次S3获取的污泥浓度作为第二污泥浓度；

S5.通过处理器比较所述第一污泥浓度和第二污泥浓度，若所述第一污泥浓度和第二污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S4，直至所述第一污泥浓度和第二污泥浓度一致，取两者的均值作为污泥浓度检测结果。

本说明书公开的一个实施例中，污泥浓度检测方法还包括如下步骤：

S6.在池体的不同高度处分别设置第三污泥浓度传感器组，以直接检测池体内不同高度污水的污泥浓度；

S7.通过处理器比较不同高度污水的污泥浓度，若不同高度污水的污泥浓度一致，则将S5获取的所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S6，直至不同高度污水的污泥浓度一致。

本说明书公开的一个实施例中，在S7中，若不同高度污水的污泥浓度一致，则取不同高度污水的污泥浓度的均值，并与S5获取的所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值进行比较，若不同高度污水的污泥浓度的均值与所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值一致，则取两者的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S6，直至不同高度污水的污泥浓度的均值与所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值一致。

本说明书公开的一个实施例中，在S2中，将池体内相对两侧之间的中间位置的污水抽出，并分别与池体内相对两侧的污水混合后，再进行污泥浓度检测。

本说明书实施例至少可以实现以下有益效果：

1、本发明通过搅拌装置、第一输送泵、第二输送泵、第一回流管、第二回流管、第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组，分别对池体内相对两侧污水的污泥浓度进行检测，由处理器比较检测数据，当检测数据一致，取检测数据的均值作为污泥浓度检测结果；此时，则认为池体内部污泥浓度处于均匀的情况下，即保证了检测结果的可靠性和准确度。

2、本发明分别将池体内相对两侧的污水抽出，进行污泥浓度检测，得到池体内相对两侧污水的污泥浓度并进行比较，若污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度；然后待池体内的污水恢复搅拌前的相对静止状态后，再次执行S1～S3；从而得到第一污泥浓度和第二污泥浓度并进行比较，若污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度检测结果；否则重复执行S1～S4，直至污泥浓度一致。此时，则认为池体内部污泥浓度处于均匀的情况下，即保证了检测结果的可靠性和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例中所涉及的污泥浓度检测系统的模块示意图。

图2为本发明一些实施例中所涉及的污泥浓度检测系统的结构示意图。

图3为本发明一些实施例中所涉及的污泥浓度检测方法的步骤示意图。

图4为本发明一些实施例中所涉及的第三污泥浓度传感器组的侧面示意图。

图5为本发明一些实施例中所涉及的第三污泥浓度传感器组的分布示意图。

图6为本发明一些实施例中所涉及的搅拌叶的错位示意图。

图7为本发明一些实施例中所涉及的多个搅拌叶呈螺旋结构的俯视示意图。

图8为本发明一些实施例中所涉及的超声波污泥浓度传感器的电路中微控制器U1和显示屏LCD1的示意图。

图9为本发明一些实施例中所涉及的超声波污泥浓度传感器的电路中发射换能器J1的示意图。

图10为本发明一些实施例中所涉及的超声波污泥浓度传感器的电路中稳压芯片U3的示意图。

图11为本发明一些实施例中所涉及的超声波污泥浓度传感器的电路中接收换能器J2和对数放大器U6的示意图。

图12为本发明一些实施例中所涉及的光电污泥浓度传感器的电路的示意图。

附图标记：

1、搅拌装置；11、第一搅拌机构；12、第二搅拌机构；

2、第一输送泵；21、第一回流管；

3、第二输送泵；31、第二回流管；

4、第三输送泵；

5、第一污泥浓度传感器组；

6、第二污泥浓度传感器组；

7、第三污泥浓度传感器组；

8、池体；

100、电机；200、搅拌杆；300、搅拌叶；400、光电污泥浓度传感器；500、超声波污泥浓度传感器。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1和图2所示，本说明书实施例的一方面公开了一种污泥浓度检测系统，包括：

搅拌装置1，用于对池体8内的污水进行搅拌；

第一输送泵2和第二输送泵3，分别设于池体8顶部的相对两侧，并分别通过管道与各自所在一侧的池体8内部连通；

第一回流管21，一端与第一输送泵2连接，另一端与池体8的内部连通；

第二回流管31，一端与第二输送泵3连接，另一端与池体8的内部连通；

第一污泥浓度传感器组5，设于第一回流管21上，以对第一回流管21内的污水进行污泥浓度检测；

第二污泥浓度传感器组6，设于第二回流管31上，以对第二回流管31内的污水进行污泥浓度检测；

处理器，分别与第一污泥浓度传感器组5和第二污泥浓度传感器组6连接，以接收第一污泥浓度传感器组5和第二污泥浓度传感器组6的检测数据，并进行比较，若一致，则取检测数据的均值作为污泥浓度检测结果。

应当理解的是，处理器、搅拌装置1、第一输送泵2、第二输送泵3、第一回流管21、第二回流管31、第一污泥浓度传感器组5和第二污泥浓度传感器组6均可以使用现有方案或使用下述实施例中的方案。

污泥浓度检测系统的工作过程如下：

处理器与搅拌装置1、第一输送泵2、第二输送泵3、第一污泥浓度传感器组5和第二污泥浓度传感器组6连接，以控制他们工作。

通过搅拌装置1对池体8内的污水进行搅拌，在搅拌过程中，启动第一输送泵2和第二输送泵3，第一输送泵2抽取其所在一侧的池体8内部的污水（如图2所示的第一输送泵2正下方的污水）排向第一回流管21，污水经第一回流管21返回池体8内部，其中，第一污泥浓度传感器组5对第一回流管21内的污水进行污泥浓度检测，得到第一检测数据；第二输送泵3抽取其所在一侧的池体8内部的污水（如图2所示的第二输送泵3正下方的污水）排向第二回流管31，污水经第二回流管31返回池体8内部，其中，第二污泥浓度传感器组6对第二回流管31内的污水进行污泥浓度检测，得到第二检测数据；处理器接收第一检测数据和第二检测数据并进行比较，若一致，取检测数据的均值作为池体8内的污泥浓度，则认为此时检测出的污泥浓度是在池体8内部污泥浓度均匀的情况下进行检测，保证了检测结果的可靠性和准确度；否则，重新进行检测。

可以理解的是，在实际应用中，允许有系统误差，即“一致”是指进行比较的两者的差值在允许误差范围内，则认为一致；而且由于不同的污泥浓度检测仪器会有不同的检测精度，以及不同的池体8的工艺要求不同，允许误差范围不会有唯一确定的范围，即允许误差范围可以根据实际情况自行设定，如设定为50mg/L，则如果两者的差值小于或等于50mg/L，就可以认为两者差值在允许误差范围内，即在比较判断时，认为两者一致。

在一些实施例中，池体8顶部设有第三输送泵4，第三输送泵4位于第一输送泵2和第二输送泵3之间，第三输送泵4的输入端通过管道与其下方的池体8内部连通，第三输送泵4的输出端通过管道分别与第一回流管21和第二回流管31连通，且两个连通点分别位于第一输送泵2和第一污泥浓度传感器组5之间、以及第二输送泵3和第二污泥浓度传感器组6之间。

本实施例中，第三输送泵4位于第一输送泵2和第二输送泵3之间的中间位置，通过第三输送泵4将其下方的池体8内部的污水（如图2所示的正下方的污水），分别通入第一回流管21和第二回流管31，使得池体8内部一侧的污水与中间的污水混合后，再进行污泥浓度检测，得到第一检测数据；池体8内部另一侧的污水与中间的污水混合后，再进行污泥浓度检测，得到第二检测数据；这样进行比较后，得到的比较结果和检测结果更加可靠、准确。

在一些实施例中，搅拌装置1包括：

第一搅拌机构11，设于第一输送泵2和第三输送泵4之间；

第二搅拌机构12，设于第二输送泵3和第三输送泵4之间。

本实施例中，第一搅拌机构11和第二搅拌机构12的设置是为了使得池体8内部的污水得到较为均匀的搅拌，即第一搅拌机构11和第二搅拌机构12可以同步动作，在同步动作时可以同向转动或反向转动；也即，可以尽可能使得第一输送泵2、第二输送泵3和第三输送泵4抽取的污水的污泥浓度一致。通过上述得到的比较结果和检测结果更加可靠、准确。

在一些实施例中，第一搅拌机构11和第二搅拌机构12均包括电机100、搅拌杆200和多个搅拌叶300，电机100设于池体8顶部，搅拌杆200可转动地竖直设于池体8内部，并与电机100连接，多个搅拌叶300对称式或错位式分布设于搅拌杆200的相对两侧（如图6所示），或多个搅拌叶300沿搅拌杆200的圆周表面螺旋且倾斜向下设置（如图7所示），向下的螺旋结构起到类似于螺旋桨的作用，使得在电机100驱动搅拌杆200带动搅拌叶300转动时，搅拌叶300会对污水产生一个向下的推力，推动污水向下冲击池体8内底部的污泥，使得污泥能够与污水充分混合，即保证了搅拌均匀。通过上述得到的比较结果和检测结果更加可靠、准确。

在一些实施例中，如图4和图5所示，池体8侧面设有第三污泥浓度传感器组7，第三污泥浓度传感器组7的检测发射端和检测接收端分别设于池体8的相对两侧，以检测该两侧之间污水的污泥浓度。

本实施例中，通过第三污泥浓度传感器组7直接检测池体8的相对两侧之间污水的污泥浓度，将该污泥浓度分别与第一检测数据和第二检测数据进行比较，若都一致，则三者的均值作为池体8内的污泥浓度（即为检测结果）；否则，三者重新进行检测。通过上述得到的比较结果和检测结果更加可靠、准确。

在一些实施例中，如图4和图5所示，第三污泥浓度传感器组7有多组且分别分布于池体8的不同高度，用于检测池体8的不同高度污水的污泥浓度。

本实施例中，如图4和图5所示，第三污泥浓度传感器组7分布在不同高度和同一高度上的不同水平位置，即可以是矩形阵列分布。

至少有两种应用，第一种应用：将不同高度污水的污泥浓度进行比较，若一致，则认为池体8内部的污水得到了均匀的搅拌，即将第一检测数据和第二检测数据的均值作为池体8内的污泥浓度（即为检测结果）；否则，重新检测第一检测数据、第二检测数据和不同高度污水的污泥浓度。通过上述得到的比较结果和检测结果更加可靠、准确。

第二种应用：将不同高度污水的污泥浓度进行比较，若一致，则取不同高度污水的污泥浓度的均值，并与第一检测数据和第二检测数据的均值进行比较，若又一致，则取两者的均值作为池体8内的污泥浓度（即为检测结果）；否则，全部重新检测。通过上述得到的比较结果和检测结果更加可靠、准确。

在一些实施例中，第一污泥浓度传感器组5和/或第二污泥浓度传感器组6和/或第三污泥浓度传感器组7包括至少一个光电污泥浓度传感器400和至少一个超声波污泥浓度传感器500。

本实施例中，“至少一个”是指有一个或多个（一个以上）；即第一回流管21和/或第二回流管31上设有一个或多个光电污泥浓度传感器400和超声波污泥浓度传感器500，池体8侧面设有一个或多个光电污泥浓度传感器400和超声波污泥浓度传感器500。

当第一回流管21和/或第二回流管31上有一个光电污泥浓度传感器400和超声波污泥浓度传感器500时，将光电污泥浓度传感器400的检测数据与超声波污泥浓度传感器500的检测数据进行比较，若一致，则两者的均值作为第一检测数据或第二检测数据；否则重新检测。

当第一回流管21和/或第二回流管31上有多个光电污泥浓度传感器400和超声波污泥浓度传感器500时，将多个光电污泥浓度传感器400的检测数据进行比较，若一致，将其均值作为第一均值；否则重新检测。将多个超声波污泥浓度传感器500的检测数据进行比较，若一致，将其均值作为第二均值；否则重新检测。将第一均值与第二均值进行比较，若一致，则两者的均值作为第一检测数据或第二检测数据；否则重新检测。

当池体8侧面设有一个光电污泥浓度传感器400和超声波污泥浓度传感器500时，有两种情况；第一种情况：将光电污泥浓度传感器400的检测数据与超声波污泥浓度传感器500的检测数据进行比较，若一致，则认为池体8内部的污水得到了均匀的搅拌，即将第一检测数据和第二检测数据的均值作为池体8内的污泥浓度（即为检测结果）；否则，重新检测。

第二种情况：将光电污泥浓度传感器400的检测数据与超声波污泥浓度传感器500的检测数据进行比较，若一致，则取两者的均值，与第一检测数据和第二检测数据的均值进行比较，若又一致，则取两者的均值作为池体8内的污泥浓度（即为检测结果）；否则，重新检测。

当池体8侧面设有多个光电污泥浓度传感器400和超声波污泥浓度传感器500时，有两种情况；第一种情况：根据不同高度，将同属于一个第三污泥浓度传感器组7（即同一高度）的光电污泥浓度传感器400的检测数据与超声波污泥浓度传感器500的检测数据进行比较，若一致，则取同一高度的检测数据的均值，得到不同高度的检测数据均值，并进行比较，若又一致，则认为池体8内部的污水得到了均匀的搅拌，即将第一检测数据和第二检测数据的均值作为池体8内的污泥浓度（即为检测结果）；否则，重新检测。

第二种情况：根据不同高度，将同属于一个第三污泥浓度传感器组7（即同一高度）的光电污泥浓度传感器400的检测数据与超声波污泥浓度传感器500的检测数据进行比较，若一致，则取同一高度的检测数据的均值，得到不同高度的检测数据均值，并进行比较，若又一致，则取所有检测数据的均值，与第一检测数据和第二检测数据的均值进行比较，若又一致，则取两者的均值作为池体8内的污泥浓度（即为检测结果）；否则，重新检测。

在一些实施例中，如图8、图9、图10和图11所示，超声波污泥浓度传感器500的电路包括微控制器U1、显示屏LCD1、晶振X1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D1、发光二极管D2、三极管Q1、扬声器B1、电源插座PWR、反相器U2A、反相器U2B、反相器U2C、反相器U2D、反相器U2E、稳压芯片U3、发射换能器J1、接收换能器J2、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、运放U4、运放U5、对数放大器U6和运放U7。

微控制器U1的引脚19与晶振X1的一端和电容C2的一端连接，微控制器U1的引脚18与晶振X1的另一端和电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接后接地，微控制器U1的引脚9与电容C3的一端和接地的电阻R1连接，电容C3的另一端外接电压端VCC，微控制器U1的引脚15与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极外接电压端VCC，微控制器U1的引脚16与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极外接电压端VCC，三极管Q1的发射极与扬声器B1的一端连接，扬声器B1的另一端接地。

微控制器U1的引脚21、引脚22、引脚23、引脚39、引脚38、引脚37、引脚36、引脚35、引脚34、引脚33和引脚32与显示屏LCD1的引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13和引脚14一一对应连接，显示屏LCD1的引脚3与接地的电阻R4连接。

微控制器U1的引脚14与反相器U2A的输入端、反相器U2D的输入端和反相器U2E的输入端连接，反相器U2A的输出端与反相器U2B的输入端和反相器U2C的输入端连接，反相器U2B的输出端与反相器U2C的输出端、电阻R6的一端和发射换能器J1的一端连接，电阻R6的另一端外接电压端VCC，反相器U2D的输出端与反相器U2E的输出端、电阻R5的一端和发射换能器J1的另一端连接，电阻R5的另一端外接电压端VCC。

稳压芯片U3的引脚3与电容C4的正极和电源插座PWR的一端连接，稳压芯片U3的引脚1与电容C4的负极、电源插座PWR的另一端、电容C5的负极、电容C6的一端和发光二极管D2的负极连接后接地，稳压芯片U3的引脚4与电容C5的正极、电容C6的另一端和电阻R7的一端连接后作为电压端VCC，电阻R7的另一端与发光二极管D2的正极连接。

接收换能器J2的一端与电阻R8的一端连接，接收换能器J2的另一端与二极管D3的负极和二极管D4的正极连接后接地，电阻R8的另一端与电容C7的一端连接，电容C7的另一端与电容C8的一端、二极管D3的正极和二极管D4的负极连接，电容C8的另一端与电阻R9的一端和三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与接地的电阻R11连接，三极管Q2的集电极与电阻R9的另一端、电阻R10的一端和电容C9的一端连接，电阻R10的另一端外接电压端VCC，电容C9的另一端与电阻R12的一端连接。

电阻R12的另一端与电容C10的一端、电阻R14的一端和接地的电阻R13连接，电阻R14的另一端与运放U4的同相端和接地的电容C11连接，运放U4的反相端与电阻R16的一端和接地的电阻R15连接，电容C10的另一端与运放U4的输出端、电容C12的一端和电阻R16的另一端连接，运放U4的正极和负极分别外接电压端VCC+和电压端VCC-，电容C12的另一端与电容C13的一端和电阻R18的一端连接，电容C13的另一端与运放U5的同相端和接地的电阻R17连接，运放U5的反相端与电阻R19的一端和接的电阻R20连接，电阻R18的另一端与运放U5的输出端、电阻R19的另一端、电容C16的一端和接地的电阻R21连接，运放U5的正极和负极分别外接电压端VCC+和电压端VCC-。

对数放大器U6的引脚1与接地的电容C14连接，对数放大器U6的引脚2接地，对数放大器U6的引脚3与接地的电容C15连接，对数放大器U6的引脚4与电容C17的一端连接，对数放大器U6的引脚5和引脚6相连后与电阻R22的一端和电容C18的一端连接，对数放大器U6的引脚7与电容C19的一端连接，对数放大器U6的引脚8与电容C16的另一端连接，电阻R22的另一端外接电压端VCC，电容C18的另一端与电容C19的另一端、电阻R23的一端和运放U7的负极连接后接地，电容C17的另一端与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端与运放U7的同相端和接地的电阻R25连接，电阻R23的另一端与运放U7的反相端、电阻R26的一端和电容C20的一端连接，运放U7的正极外接电压端VCC+，运放U7的输出端与电阻R26的另一端、电容C20的另一端和微控制器U1的引脚12连接。

本实施例中，晶振X1提供工作频率，二极管D1提示工作状态，扬声器B1作为警报器，显示屏LCD1可以显示检测数据，微控制器U1可以与处理器连接，或者运放U7的输出端与处理器连接，当微控制器U1通过多个反相器U2A～U2E控制发射换能器J1发出超声波，超声波通过污水后，由接收换能器J2接收并转换为电信号，电信号经三极管Q2放大，再经主要由运放U4、运放U5和相应的电阻、电容组成的滤波放大电路进行滤波放大后，再由对数放大器U6放大，最后由运放U7放大输出到微控制器U1或处理器，微控制器U1将检测数据显示在显示屏LCD1。电压端VCC、电压端VCC+和电压端VCC-可以根据实际需要设置相应的电压，或者由与稳压芯片U3的引脚4连接的电压端VCC提供电压。

在一些实施例中，如图12所示，光电污泥浓度传感器400的电路包括电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、光发射器D5、硅光电池组B1、放大器U8和三极管Q3，电阻R27的一端与电阻R28的一端、电阻R29的一端和三极管Q3的集电极连接后外接电压端VCC，电阻R27的另一端与光发射器D5的正极连接，光发射器D5的负极与硅光电池组B1的一端、电阻R30的一端和电阻R32的一端连接后接地，电阻R28的另一端与硅光电池组B1的另一端和放大器U8的反相端连接，电阻R29的另一端与电阻R30的另一端和放大器U8的同相端连接，放大器U8的输出端与电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极与电阻R32的另一端连接后作为输出端VOUT，输出端VOUT与处理器连接。

本实施例中，光发射器D5一般为发射活性污泥最能吸收光谱的波长的光（一般为红外光）的发光二极管，光发射器D5发出红外光，经过污水，由硅光电池组B1接收并转换为电信号，电信号经放大器U8、三极管Q3放大后从输出端VOUT输出到处理器。

在一些实施例中，处理器连接有数据库。处理器接收检测数据后可以将检测数据存储到数据库，以便后续调取进行比较；同理，上述的各种“均值”也可以存储到数据库。

如图3所示，本说明书实施例的另一方面公开了一种污泥浓度检测方法，包括如下步骤：

S1.通过搅拌装置1对池体8内的污水进行搅拌；

S2.通过第一输送泵2、第二输送泵3、第一回流管21、第二回流管31、第一污泥浓度传感器组5和第二污泥浓度传感器组6，分别将池体8内相对两侧的污水抽出，进行污泥浓度检测，得到池体8内相对两侧污水的污泥浓度；

S3.通过处理器比较池体8内相对两侧污水的污泥浓度，若两侧污水的污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度；否则，重复执行S1～S2，直至两侧污水的污泥浓度一致，取两者的均值作为污泥浓度；

S4.将S3获取的污泥浓度作为第一污泥浓度，并停止搅拌，待池体8内的污水恢复搅拌前的相对静止状态后，再次执行S1～S3，将此次S3获取的污泥浓度作为第二污泥浓度；

S5.通过处理器比较第一污泥浓度和第二污泥浓度，若第一污泥浓度和第二污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S4，直至第一污泥浓度和第二污泥浓度一致，取两者的均值作为污泥浓度检测结果。

本实施例中，使用上述中任一实施例的污泥浓度检测系统进行污泥浓度检测，即污泥浓度检测方法的各个实施例方案，可以通过污泥浓度检测系统实现。

先后两次比较池体8内相对两侧污水的污泥浓度，若一致，比较两次的均值，若又一致，则可以认为池体8内的污水得到了较为均匀的搅拌，此时两次均值的均值（第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值）作为池体8内的污泥浓度，即检测结果的可靠性和准确度较高。

在一些实施例中，污泥浓度检测方法还包括如下步骤：

S6.在池体8的不同高度处分别设置第三污泥浓度传感器组7，以直接检测池体8内不同高度污水的污泥浓度；

S7.通过处理器比较不同高度污水的污泥浓度，若不同高度污水的污泥浓度一致，则将S5获取的第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S6，直至不同高度污水的污泥浓度一致。

本实施例中，通过比较不同高度污水的污泥浓度，若污泥浓度一致，则认为池体8内的污水得到了较为均匀的搅拌，即第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值作为池体8内的污泥浓度，即检测结果的可靠性和准确度较高。

在一些实施例中，在S7中，若不同高度污水的污泥浓度一致，则取不同高度污水的污泥浓度的均值，并与S5获取的第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值进行比较，若不同高度污水的污泥浓度的均值与第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值一致，则取两者的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S6，直至不同高度污水的污泥浓度的均值与第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值一致。

该实施例为上一实施例的进一步改进，本实施例中，通过比较不同高度污水的污泥浓度，若污泥浓度一致，不同高度污水的污泥浓度的均值，再与第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值进行比较，若一致，则认为池体8内的污水得到了较为均匀的搅拌，此次比较两者的均值作为池体8内的污泥浓度，即检测结果的可靠性和准确度较高。

在一些实施例中，在S2中，将池体8内相对两侧之间的中间位置的污水抽出，并分别与池体8内相对两侧的污水混合后，再进行污泥浓度检测。

本实施例中，中间位置的污水与一侧的污水混合后，进行污泥浓度检测得到第一检测数据；中间位置的污水与另一侧的污水混合后，进行污泥浓度检测得到第二检测数据；若第一检测数据和第二检测数据一致，则认为池体8内的污水得到了较为均匀的搅拌，进一步提高比较结果和检测结果的可靠性和准确度；即本实施例结合上述各个实施例进行应用后，可以进一步提高可靠性和准确度。

在一些实施例中，污泥浓度检测系统还包括存储器，存储器与处理器连接，并存储有可在处理器上运行的计算机程序；当处理器执行计算机程序时，处理器控制搅拌装置1、第一输送泵2、第二输送泵3、第三输送泵4、第一污泥浓度传感器组5、第二污泥浓度传感器组6和第三污泥浓度传感器组7工作，以实现上述的污泥浓度检测方法。

在一些实施例中，处理器还连接有显示终端，处理器通过显示终端将上述的各种检测数据（污泥浓度）、均值、比较结果和污泥浓度检测结果进行显示，以便于工作人员查看。

综上所述，公开了本发明的多个具体实施例，在不自相矛盾的情况下，各个实施例可以自由组合形成新的实施例，也即属于替换方案的实施例之间可以自由替换，但不能相互组合；不属于替换方案的实施例之间可以相互组合，这些新的实施例也属于本发明的实质性内容。

以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种污泥浓度检测系统，其特征在于，包括：

搅拌装置，用于对池体内的污水进行搅拌；

第一输送泵和第二输送泵，分别设于所述池体顶部的相对两侧，并分别通过管道与各自所在一侧的所述池体内部连通；

第一回流管，一端与所述第一输送泵连接，另一端与所述池体的内部连通；

第二回流管，一端与所述第二输送泵连接，另一端与所述池体的内部连通；

第一污泥浓度传感器组，设于所述第一回流管上，以对所述第一回流管内的污水进行污泥浓度检测；

第二污泥浓度传感器组，设于所述第二回流管上，以对所述第二回流管内的污水进行污泥浓度检测；

处理器，分别与所述第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组连接，以接收所述第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组的检测数据，并进行比较，若一致，则取检测数据的均值作为污泥浓度检测结果；

所述池体顶部设有第三输送泵，所述第三输送泵位于所述第一输送泵和第二输送泵之间，所述第三输送泵的输入端通过管道与其下方的所述池体内部连通，所述第三输送泵的输出端通过管道分别与所述第一回流管和第二回流管连通，且两个连通点分别位于所述第一输送泵和第一污泥浓度传感器组之间，以及所述第二输送泵和第二污泥浓度传感器组之间；

所述搅拌装置包括：

第一搅拌机构，设于所述第一输送泵和第三输送泵之间；

第二搅拌机构，设于所述第二输送泵和第三输送泵之间；

所述池体侧面设有第三污泥浓度传感器组，所述第三污泥浓度传感器组的检测发射端和检测接收端分别设于所述池体的相对两侧，以检测该两侧之间污水的污泥浓度；

所述第三污泥浓度传感器组具有多组并且分别分布于所述池体的不同高度，用于检测所述池体的不同高度污水的污泥浓度；

将不同高度污水的污泥浓度进行比较，若一致，则认为所述池体内部的污水得到均匀搅拌，从而将所述第一污泥浓度传感器组和所述第二污泥浓度传感器组的检测数据的均值作为污泥浓度检测结果；

或者，将不同高度污水的污泥浓度进行比较，若一致，则获取不同高度污水的污泥浓度的均值，并与所述第一污泥浓度传感器组和所述第二污泥浓度传感器组的检测数据进行比较，若一致，则所述第一污泥浓度传感器组和所述第二污泥浓度传感器组的检测数据的均值作为污泥浓度检测结果；若不一致，则指示所述第一污泥浓度传感器组、所述第二污泥浓度传感器组和所述第三污泥浓度传感器组重新检测；

所述第一污泥浓度传感器组和/或第二污泥浓度传感器组和/或第三污泥浓度传感器组包括至少一个光电污泥浓度传感器和至少一个超声波污泥浓度传感器；

光电污泥浓度传感器的电路包括电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、光发射器D5、硅光电池组B1、放大器U8和三极管Q3，电阻R27的一端与电阻R28的一端、电阻R29的一端和三极管Q3的集电极连接后外接电压端VCC，电阻R27的另一端与光发射器D5的正极连接，光发射器D5的负极与硅光电池组B1的一端、电阻R30的一端和电阻R32的一端连接后接地，电阻R28的另一端与硅光电池组B1的另一端和放大器U8的反相端连接，电阻R29的另一端与电阻R30的另一端和放大器U8的同相端连接，放大器U8的输出端与电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极与电阻R32的另一端连接后作为输出端VOUT，输出端VOUT与处理器连接；

超声波污泥浓度传感器的电路包括微控制器U1、显示屏LCD1、晶振X1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D1、发光二极管D2、三极管Q1、扬声器B1、电源插座PWR、反相器U2A、反相器U2B、反相器U2C、反相器U2D、反相器U2E、稳压芯片U3、发射换能器J1、接收换能器J2、二极管D3、二极管D4、三极管Q2、运放U4、运放U5、对数放大器U6和运放U7；

微控制器U1的引脚19与晶振X1的一端和电容C2的一端连接，微控制器U1的引脚18与晶振X1的另一端和电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接后接地，微控制器U1的引脚9与电容C3的一端和接地的电阻R1连接，电容C3的另一端外接电压端VCC，微控制器U1的引脚15与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极外接电压端VCC，微控制器U1的引脚16与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极外接电压端VCC，三极管Q1的发射极与扬声器B1的一端连接，扬声器B1的另一端接地；

微控制器U1的引脚21、引脚22、引脚23、引脚39、引脚38、引脚37、引脚36、引脚35、引脚34、引脚33和引脚32与显示屏LCD1的引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13和引脚14一一对应连接，显示屏LCD1的引脚3与接地的电阻R4连接；

微控制器U1的引脚14与反相器U2A的输入端、反相器U2D的输入端和反相器U2E的输入端连接，反相器U2A的输出端与反相器U2B的输入端和反相器U2C的输入端连接，反相器U2B的输出端与反相器U2C的输出端、电阻R6的一端和发射换能器J1的一端连接，电阻R6的另一端外接电压端VCC，反相器U2D的输出端与反相器U2E的输出端、电阻R5的一端和发射换能器J1的另一端连接，电阻R5的另一端外接电压端VCC；

稳压芯片U3的引脚3与电容C4的正极和电源插座PWR的一端连接，稳压芯片U3的引脚1与电容C4的负极、电源插座PWR的另一端、电容C5的负极、电容C6的一端和发光二极管D2的负极连接后接地，稳压芯片U3的引脚4与电容C5的正极、电容C6的另一端和电阻R7的一端连接后作为电压端VCC，电阻R7的另一端与发光二极管D2的正极连接；

接收换能器J2的一端与电阻R8的一端连接，接收换能器J2的另一端与二极管D3的负极和二极管D4的正极连接后接地，电阻R8的另一端与电容C7的一端连接，电容C7的另一端与电容C8的一端、二极管D3的正极和二极管D4的负极连接，电容C8的另一端与电阻R9的一端和三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与接地的电阻R11连接，三极管Q2的集电极与电阻R9的另一端、电阻R10的一端和电容C9的一端连接，电阻R10的另一端外接电压端VCC，电容C9的另一端与电阻R12的一端连接；

电阻R12的另一端与电容C10的一端、电阻R14的一端和接地的电阻R13连接，电阻R14的另一端与运放U4的同相端和接地的电容C11连接，运放U4的反相端与电阻R16的一端和接地的电阻R15连接，电容C10的另一端与运放U4的输出端、电容C12的一端和电阻R16的另一端连接，运放U4的正极和负极分别外接电压端VCC+和电压端VCC-，电容C12的另一端与电容C13的一端和电阻R18的一端连接，电容C13的另一端与运放U5的同相端和接地的电阻R17连接，运放U5的反相端与电阻R19的一端和接的电阻R20连接，电阻R18的另一端与运放U5的输出端、电阻R19的另一端、电容C16的一端和接地的电阻R21连接，运放U5的正极和负极分别外接电压端VCC+和电压端VCC-；

对数放大器U6的引脚1与接地的电容C14连接，对数放大器U6的引脚2接地，对数放大器U6的引脚3与接地的电容C15连接，对数放大器U6的引脚4与电容C17的一端连接，对数放大器U6的引脚5和引脚6相连后与电阻R22的一端和电容C18的一端连接，对数放大器U6的引脚7与电容C19的一端连接，对数放大器U6的引脚8与电容C16的另一端连接，电阻R22的另一端外接电压端VCC，电容C18的另一端与电容C19的另一端、电阻R23的一端和运放U7的负极连接后接地，电容C17的另一端与电阻R24的一端连接，电阻R24的另一端与运放U7的同相端和接地的电阻R25连接，电阻R23的另一端与运放U7的反相端、电阻R26的一端和电容C20的一端连接，运放U7的正极外接电压端VCC+，运放U7的输出端与电阻R26的另一端、电容C20的另一端和微控制器U1的引脚12连接。

2.一种污泥浓度检测方法，其特征在于，使用权利要求1所述的污泥浓度检测系统进行污泥浓度检测；

所述污泥浓度检测方法包括如下步骤：

S1.通过搅拌装置对池体内的污水进行搅拌；

S2.通过第一输送泵、第二输送泵、第一回流管、第二回流管、第一污泥浓度传感器组和第二污泥浓度传感器组，分别将池体内相对两侧的污水抽出，进行污泥浓度检测，得到池体内相对两侧污水的污泥浓度；

S3.通过处理器比较池体内相对两侧污水的污泥浓度，若两侧污水的污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度；否则，重复执行S1～S2，直至两侧污水的污泥浓度一致，取两者的均值作为污泥浓度；

S4.将S3获取的污泥浓度作为第一污泥浓度，并停止搅拌，待池体内的污水恢复搅拌前的相对静止状态后，再次执行S1～S3，将此次S3获取的污泥浓度作为第二污泥浓度；

S5.通过处理器比较所述第一污泥浓度和第二污泥浓度，若所述第一污泥浓度和第二污泥浓度一致，则取两者的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S4，直至所述第一污泥浓度和第二污泥浓度一致，取两者的均值作为污泥浓度检测结果。

3.根据权利要求2所述的污泥浓度检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S6.在池体的不同高度处分别设置第三污泥浓度传感器组，以直接检测池体内不同高度污水的污泥浓度；

S7.通过处理器比较不同高度污水的污泥浓度，若不同高度污水的污泥浓度一致，则将S5获取的所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S6，直至不同高度污水的污泥浓度一致。

4.根据权利要求3所述的污泥浓度检测方法，其特征在于，在S7中，若不同高度污水的污泥浓度一致，则取不同高度污水的污泥浓度的均值，并与S5获取的所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值进行比较，若不同高度污水的污泥浓度的均值与所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值一致，则取两者的均值作为污泥浓度检测结果；否则，重复执行S1～S6，直至不同高度污水的污泥浓度的均值与所述第一污泥浓度和第二污泥浓度的均值一致。

5.根据权利要求3或4所述的污泥浓度检测方法，其特征在于，在S2中，将池体内相对两侧之间的中间位置的污水抽出，并分别与池体内相对两侧的污水混合后，再进行污泥浓度检测。