沉淀池泥斗积泥检测装置的制作方法

本发明涉及污水处理设备，特别涉及沉淀池泥斗积泥检测装置。

背景技术：

1、沉淀池是污水处理工艺流程中的核心固液分离设施，主要依托重力沉降原理，实现污水中悬浮固体颗粒物的有效分离与去除，是保障污水出水水质及整套处理系统稳定运行的关键单元。常规沉淀池底部均配置锥形、漏斗形等收口式泥斗结构，该结构主要用于收集、暂存沉降后的污泥，且可通过泥斗底端预设的排泥口定期完成污泥外排作业，以此稳定沉淀池运行水位，保障污水处理效率，规避污泥堆积引发的设备运行异常问题。

2、泥斗内部的污泥积聚状态直接决定沉淀池的整体运行工况与处理效果，积泥量的精准管控是沉淀池运维工作的核心要点。实际运行过程中，若泥斗内积泥量不足，沉淀池底部有效沉降空间无法充分利用，且排泥间隔过长易造成底部污泥板结、厌氧发酵发黑发臭等问题，引发二次污染；若泥斗内积泥量过载，污泥上界面持续抬升并趋近沉淀池正常工作水位，会直接导致水体悬浮物超标、出水水质恶化，严重时还会出现污泥溢流、系统瘫痪等故障。因此，实时、精准、全面地检测泥斗内部积泥状态，是实现沉淀池智能化、精细化运维的重要前提。

3、目前，行业内针对沉淀池泥斗积泥状态的检测方式较为单一，主流检测手段主要包括人工巡检检测、超声波液位检测、压力传感器检测及光学红外检测四类，各类检测方式均存在固有技术缺陷，具体如下：

4、其一，人工巡检检测方式：该方式依靠运维人员定期抵达现场，通过肉眼观测或手持探测工具判断泥斗积泥高度及堆积状态。该检测模式自动化程度极低，不仅劳动强度大、人工成本高，且检测频次有限、数据实时性极差，无法适配沉淀池连续运行的监测需求，同时，沉淀池作业现场潮湿、污泥异味重、高空作业风险高，人工巡检存在极大的安全隐患；

5、其二，超声波液位检测方式：该方式通过在泥斗顶部布设超声波传感器，利用超声波发射与反射的测距原理，测算污泥界面的高度位置。但在高污泥浓度、高悬浮物的污水工况下，超声波信号极易发生衰减、散射，导致测量精度大幅下降；

6、其三，压力传感器检测方式：该方式通过在泥斗底部安装压力传感器，采集底部污泥压力数据，间接推算泥斗内部积泥总量与积泥高度。该检测方式存在明显的检测局限性，传感器仅能采集泥斗底部局部压力数据，无法区分压力变化是由积泥高度改变还是污泥密度波动导致，检测数据辨识度极低；

7、其四，光学及红外检测方式：该方式依托红外线、激光的光学探测原理，定位污泥界面位置以实现积泥检测。但污水处理浑浊工况下，水体杂质、悬浮颗粒会大幅衰减光学信号，导致光学探测穿透深度不足、检测误差大。

8、综上所述，现有泥斗积泥检测技术普遍存在核心缺陷：各类主流检测手段均为固定单点检测模式，仅能获取特定位置的积泥高度数据，无法适配锥形泥斗的异形空间结构，难以精准反映泥斗内部积泥沿斜面非均匀分布的真实工况；检测传感器长期处于高污染、高潮湿的污泥工况中，易发生污染、遮挡、漂移问题，长期运行可靠性与稳定性差；同时，现有检测技术仅能采集单一积泥高度数据，无法识别积泥分布形态、积泥异常堆积等特殊工况，检测维度单一、数据全面性不足，难以为沉淀池精准排泥、智能运维提供全面、可靠的数据支撑，无法满足现代化污水处理系统高精度、自动化的运行管控需求。

技术实现思路

1、本发明提供沉淀池泥斗积泥检测装置，用以解决上述背景技术中提出的至少一项技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了沉淀池泥斗积泥检测装置，包括：多个自清洁防护壳体，自清洁防护壳体与泥斗内壁固定连接，多个自清洁防护壳体沿泥斗内壁斜面自泥斗底部至上部均匀间隔排列，自清洁防护壳体内设置电容式接近传感器，各电容式接近传感器的检测端水平朝向泥斗内部空间，用于检测污泥接触或靠近时电容值变化并输出激活信号；

3、信号融合处理单元，与各电容式接近传感器通信连接，用于接收各电容式接近传感器的电容检测信号并进行融合处理，根据被激活电容式接近传感器的空间分布获取积泥的高度分布轮廓信息；

4、分级报警单元，与信号融合处理单元连接，用于根据融合处理结果在积泥量达到不同阈值时发出对应级别的报警信号。

5、优选的，相邻两个自清洁防护壳体之间的垂直间距为50mm至200mm，各自清洁防护壳体沿泥斗横截面周向至少对称布置两组，两组自清洁防护壳体分设于泥斗内壁斜面两侧。

6、优选的，信号融合处理单元包括信号采集模块、空间映射模块和轮廓分析模块，信号采集模块用于实时采集各电容式接近传感器的电容值信号，空间映射模块用于将各电容式接近传感器的电容值变化映射至其在泥斗内壁斜面上的空间坐标位置，轮廓分析模块用于根据被激活电容式接近传感器的空间坐标分布，构建积泥在泥斗内的空间分布轮廓，并获取积泥上界面高度、判断积泥分布均匀度。

7、优选的，获取积泥上界面高度包括：依据泥斗内壁斜面上处于最高位置的激活电容式接近传感器的高度坐标，确定积泥上界面高度。

8、优选的，判断积泥分布均匀度包括：比较泥斗横截面周向上不同组电容式接近传感器中处于相同高度位置的各电容式接近传感器的激活状态，若同一高度层面上的各电容式接近传感器激活状态不一致，则判定积泥分布不均匀，存在偏斜或局部堆积现象。

9、优选的，分级报警单元设有四级报警阈值，包括：

10、正常级，积泥上界面高度低于第一预设阈值，不发出报警信号；

11、预警级，积泥上界面高度达到或超过第一预设阈值但低于第二预设阈值，发出提示性预警信号；

12、超限级，积泥上界面高度达到或超过第二预设阈值，发出强制排泥指令信号；

13、异常级，信号融合处理单元判断积泥分布不均匀，发出故障提示信号。

14、优选的，自清洁防护壳体朝向泥斗内部一侧设置透明检测窗口，供电容式接近传感器的检测端透过透明检测窗口感应外部污泥，自清洁防护壳体设有压缩水喷嘴、机械刮片，压缩水喷嘴安装于自清洁防护壳体内部，压缩水喷嘴出口朝向透明检测窗口，用于喷射高压水流清洗透明检测窗口上的污泥，压缩水喷嘴输入端通过压缩水管路与外部高压水源连接，压缩水管路上设置高压水泵，机械刮片设置于透明检测窗口边缘，自清洁防护壳体内设置微型电机，微型电机输出端与机械刮片一端连接，微型电机配置为驱动机械刮片在压缩水喷射时沿透明检测窗口表面往复摆动，用于在水流清洗透明检测窗口后刮除残余污泥。

15、优选的，还包括自清洁控制单元，自清洁控制单元与高压水泵及微型电机电连接，自清洁控制单元用于控制各电容式接近传感器的自清洁操作的时间间隔和执行顺序，自清洁控制单元采用轮询方式，逐一对各电容式接近传感器执行自清洁操作。

16、优选的，自清洁控制单元设有清洁周期计时器和清洁执行计时器，清洁周期计时器用于设定清洁周期，清洁周期为相邻两次自清洁操作的时间间隔，清洁执行计时器用于设定单次自清洁操作的持续时间，在达到清洁周期时，自清洁控制单元按预设轮询顺序依次向各自清洁防护壳体的高压水泵发送高压水喷射指令，并同步驱动对应微型电机执行刮除动作，单次清洁执行持续时间结束后恢复该电容式接近传感器的正常检测状态并切换至下一电容式接近传感器。

17、优选的，信号融合处理单元还设有数据存储模块和通信接口模块，数据存储模块用于存储各电容式接近传感器的历史检测数据和积泥轮廓变化趋势记录，通信接口模块用于将检测数据和报警信号通过有线或无线方式传输至监控系统。

18、本发明的技术方案具有以下优点：电容式接近传感器均匀间隔排列，能够完整覆盖泥斗从底部排泥区域至顶部交接区域的全部斜面空间，相较于传统单一测点固定检测方式，可完全适配锥形泥斗异形渐变结构，消除检测盲区，能够精准捕捉泥斗周向、竖向的局部积泥偏堆、局部空置等非均匀堆积工况，真实还原泥斗全域积泥分布状态，避免因局部信息不足导致的排泥时机判断失误。

19、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。

20、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。