(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210807915.8 (22)申请日 2022.07.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114849316 A (43)申请公布日 2022.08.05 (73)专利权人 冠兴 （西安） 通信电子 工程有限公 司 地址 710000 陕西省西安市未央区明光路 170号瑞景华庭1号楼 2单元1313室 (72)发明人 蒋洪美　孟翔　邢涛　苏芳　 (74)专利代理 机构 北京真致博文知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11720 专利代理师 娄华 (51)Int.Cl. B01D 29/60(2006.01)B01D 29/66(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/40(2017.01) G06V 10/75(2022.01) G01N 15/08(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (56)对比文件 CN 114506933 A,2022.05.17 CN 112344486 A,2021.02.09 CN 1090740 33 A,2018.12.21 CN 107764705 A,2018.0 3.06 EP 2859948 A1,2015.04.15 审查员 牛蒙 (54)发明名称 一种智能化反冲洗过滤的自动控制系统 (57)摘要 本发明公开了一种智能化反冲洗过滤的自 动控制系统， 涉及智能控制领域。 包括： 采集原水 图像、 标准滤芯图像和进水口端的滤芯图像， 经 图像处理单元得到原水灰度图像的灰度共生矩 阵和标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰 度差异矩阵； 经数据处理单元计算原水图像的杂 乱度、 相关性和标准滤芯图像与进水口端的滤芯 图像的相关系数， 得到进水口污水的浑浊程度和 当前时刻滤芯的堵塞程度， 对当前时刻滤芯堵塞 程度进行修正， 利用当前时刻滤芯的最终堵塞程 度和控制器进行自动控制。 本发 明在利用过滤装 置对废水处理的过程中通过检测浑浊程度预测 当前时刻滤芯的堵塞程度， 根据得到的实时的滤 芯堵塞程度控制反冲洗泵是否进行滤芯清洗， 确 保装置的过滤效率。 权利要求书3页 说明书11页 附图1页 CN 114849316 B 2022.09.23 CN 114849316 B 1.一种智能化反冲洗过 滤的自动控制系统， 其特 征在于， 包括： 图像采集单元： 用于采集当前时刻过滤器进水口端的滤芯图像和过滤前的标准滤芯图 像； 利用图像采集单 元对未过滤处理的进水口原水进行图像采集得到原水图像； 图像处理单元： 利用图像采集单元采集到的标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像中对 应位置像素点的灰度值获取 标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异 矩阵； 数据采集单元： 用于采集当前时刻过滤器前端的进水口压力、 过滤器后端的出水口压 力以及当前时刻过 滤器前端的进水口流速、 过 滤器后端的出 水口流速； 数据处理单元： 根据图像处理单元得到的灰度差异矩阵中每个位置的元素值计算进水 口端的滤芯图像和标准滤芯图像的灰度差异值； 获取灰度差异矩阵的行向量和列向量， 根据 灰度差异矩阵的行向量和列向量计算行与 列的相关性， 根据行与 列的相关性计算灰度差异 矩阵的相关系数； 利用得到的灰度差异矩阵的相关系数与采集的进水口压力、 出水口压力、 进水口流速 和出水口流速计算当前时刻滤芯的堵塞程度； 利用图像处理单元对原水图像进行灰度化处理得到进水口原水灰度图像， 得到原水灰 度图像每个像素点的灰度值， 统计原水灰度图像每种 灰度值的频率， 并根据原水灰度图像 每种灰度值及每种灰度值的频率 生成原水 灰度图像的灰度共生矩阵； 利用数据处理单元根据原水灰度图像的灰度共生矩阵以及原水灰度图像每个像素点 的灰度值计算进水口原水的浑浊程度， 计算公式如下： 式中： 为进水口原水的浑浊程度， 表示原水图像的杂乱度， 表示原水图像的相关 性， 表示原水图像的亮度； 其中原水图像的亮度的获取方法为： 提取原水灰度图像每个像素点的灰度值， 对原水 图像每个像素点的灰度值计算均值得到原水图像的灰度值均值， 将该灰度值均值作为原水 图像的亮度； 其中原水图像的杂乱度的获取方法为： 获取原水灰度图像的灰度共生矩阵， 计算原水 灰度图像的灰度共生矩阵中元素的均值， 对原水灰度图像灰度共生矩阵中每个位置的元素 值和原水灰度图像灰度共生矩阵的元素值均值作差处理， 将原水灰度图像灰度共生矩阵每 个位置的元 素值与原水 灰度图像灰度共生矩阵的元 素值均值的差值 绝对值进行累加； 对原水灰度图像灰度共生矩阵每个位置的元素值与原水灰度图像灰度共生矩阵的元 素值均值的差值绝对值的累加结果与原水灰度图像灰度共生矩阵的元素数量作商得到原 水灰度图像灰度共生矩阵的离 散程度， 将得到的该离 散程度作为原水图像的杂乱度； 其中原水图像的相关性的计算公式如下： 式中： 为原水图像的相关性， 表示原水灰度图像灰度共生矩阵中第 行第 列的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114849316 B 2元素值， 、 分别为灰度共生矩阵的行和列的序号， 表示原水灰度图像灰度共生矩阵第 行元素值的均值， 表示原水灰度图像灰度共生矩阵第 列元素值的均值， 表示原水灰度 图像灰度共生矩阵第 行元素值的标准差， 表示原水灰度图像灰度共生矩阵第 列元素值 的标准差； 利用进水口原水的浑浊程度对当前时刻的堵塞程度进行修正得到最终的堵塞程度， 并 将该最终的堵塞程度发送到控制器； 对当前时刻的堵塞程度进行修 正得到最终的堵塞程度的过程如下： 其中， 为最终堵塞程度， 表示当前时刻滤 芯的堵塞程度， 表示进水口原水的浑浊程 度； 当前时刻滤芯的堵塞程度计算公式如下： 式中： 为当前时刻滤芯的堵塞程度， 为当前时刻过滤器前端的进水口流速与过滤 器后端的出水口流速之差， 为滤芯承压值， 为进水口端的滤芯图像和标准滤芯图像的灰 度差异值， 为标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异 矩阵的相关系数； 标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异 矩阵的相关系数的获取 方法为： 获取标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度矩阵， 对标准滤芯图像与进水口端的 滤芯图像的灰度值作差得到标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异 矩阵； 将标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异矩阵中的元素值进行累加得到标 准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异值； 提取标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异矩阵中的行向量和列向量， 对标 准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异矩阵中的行向量进行转置使其与标准滤芯 图像与进 水口端的滤芯图像的灰度差异矩阵中的列向量格式相同， 计算标准滤芯图像与进 水口端的滤芯图像的灰度差异矩阵中的行向量与标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的 灰度差异矩阵中的列向量对应位置的相关性表征标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的 灰度差异矩阵的均匀性， 将标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异矩阵中的行向 量与标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异矩阵中的列向量对应位置的相关性 之和作为标准滤芯图像与进水口端的滤芯图像的灰度差异 矩阵的相关系数 控制器： 接收数据处理单元得到当前时刻滤芯最终的堵塞程度， 并利用接收到的当前 时刻滤芯最终的堵塞程度对过 滤器的反冲洗泵 进行控制。 2.根据权利要求1所述的一种智能化反冲洗过滤的自动控制系统， 其特征在于， 所述利 用接收到的当前时刻滤芯的堵塞程度对过 滤器的反冲洗泵 进行控制的过程 为： 设置堵塞阈值， 若当前时刻滤芯的最终堵塞程度大于等于堵塞阈值， 说明滤芯已经严 重堵塞， 需要 进行反冲洗操作清洗滤芯， 通过控制器控制反冲洗泵清洗滤芯； 若当前时刻滤芯的最终堵塞程度小于堵塞阈值， 说明滤芯上杂质不多， 能够继续进行权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114849316 B 3