本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,具體涉及一種隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)狀的工業(yè)廢水、生活污水在經(jīng)過處理后,大多直接排放到河里,利用河流中的水的流動(dòng)性,達(dá)到一種搬運(yùn)的效果。但是一條河流總會(huì)存在流速緩慢的區(qū)域或者形成湖泊,因此排放到河流中的一些物質(zhì)就會(huì)在河流流速緩慢的區(qū)域或者湖泊處沉淀形成富營(yíng)養(yǎng)化的淤泥,水體自然分解的能力是有限的,這些富營(yíng)養(yǎng)化的淤泥會(huì)嚴(yán)重破壞該水域的生態(tài)環(huán)境,威脅周邊區(qū)域飲用水安全。
因此,就出現(xiàn)了水質(zhì)監(jiān)測(cè),在現(xiàn)有技術(shù)中,水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要是通過人工方式進(jìn)行的,由工作人員對(duì)被監(jiān)測(cè)水體進(jìn)行采樣,再由現(xiàn)場(chǎng)儀器對(duì)被監(jiān)測(cè)水體進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。這樣的方式存在監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng),不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)突發(fā)事件很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)?;谶@樣的情況,市面上就出現(xiàn)了一些遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng),主要是將監(jiān)測(cè)水質(zhì)的傳感器安裝在靠近水面的位置,對(duì)水體進(jìn)行定點(diǎn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這樣的方式存在的問題主要有兩點(diǎn),一是這樣的監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)的是水面附近的水質(zhì),一些污染物質(zhì)會(huì)沉淀在河底,這就有監(jiān)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問題;二是由于是定點(diǎn)監(jiān)測(cè),存在采樣數(shù)據(jù)單一的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在監(jiān)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確、采樣數(shù)據(jù)單一的技術(shù)問題,提供了一種隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為:隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng),包括:
自行走終端,自行走終端上設(shè)有配重腔,配重腔與外界聯(lián)通,配重腔內(nèi)設(shè)有簧片,配重腔內(nèi)與簧片相對(duì)的位置嵌設(shè)有電磁鐵;
監(jiān)測(cè)模塊,監(jiān)測(cè)模塊包括ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器,ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器均固定在自行走終端的外表面;
浮球終端,浮球終端內(nèi)設(shè)有密封腔,密封腔內(nèi)設(shè)有定位模塊、電源模塊、gprs模塊以及微控制器,ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器與微控制器之間設(shè)有數(shù)據(jù)線,浮球終端與自行走終端之間設(shè)有連接部,定位模塊、gprs模塊均與微控制器連接,電源模塊為定位模塊、gprs模塊、微控制器、電磁鐵以及監(jiān)測(cè)模塊供電,微控制器控制電磁鐵的工作狀態(tài)。
本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點(diǎn)在于:自行走終端的配重腔內(nèi)可加入石塊、水泥塊等重物,簧片將重物卡在配重腔內(nèi),當(dāng)需要讓重物與自行走終端脫離時(shí),電磁鐵工作,將簧片吸附,重物不被簧片卡住,重物與自行走終端脫離。
在工作時(shí),根據(jù)自行走終端的密度調(diào)節(jié)重物的大小,讓自行走終端既能夠沉入水底,而又不會(huì)陷入淤泥中,即讓自行走終端在加裝重物后,自行走終端與重物的平均密度略大約水的密度即可。監(jiān)測(cè)模塊包括ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器,ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器均固定在自行走終端的外表面,在自行走終端位于水底時(shí),能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)水底附近的污染物(或者說有機(jī)物)的狀態(tài),監(jiān)測(cè)水底附近的水質(zhì)。由于較多的污染物在河流流速緩慢的水域會(huì)逐漸沉降。因此,直接監(jiān)測(cè)河底附近的水質(zhì),能夠非常準(zhǔn)確預(yù)測(cè)河底生態(tài)系統(tǒng)的變化。
現(xiàn)有技術(shù)主要監(jiān)測(cè)水面水質(zhì),水面的污染物濃度會(huì)明顯低于河底的濃度,因此存在一定的滯后性,本方案能夠提前監(jiān)測(cè)到河流的污染情況,提醒工作人員提前做出反應(yīng)。
浮球終端和自行走終端相連接,當(dāng)河面無風(fēng)的情況下,浮球終端和自行走終端會(huì)隨著水流的緩慢作用而緩慢的移動(dòng);在河面有風(fēng)的情況下,浮球終端受到風(fēng)力的影響會(huì)拖著自行走終端移動(dòng)。自行走終端在移動(dòng)的過程中,對(duì)不同位置的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),使得工作人員可以或者更多采樣點(diǎn)(或者說監(jiān)測(cè)點(diǎn))的水質(zhì)信息,與現(xiàn)有技術(shù)只能或者一個(gè)采樣點(diǎn)的信息相比,數(shù)據(jù)更加全面。
浮球終端內(nèi)的定位模塊能夠?qū)⒍ㄎ恍畔⑼ㄟ^gprs模塊反饋給工作人員,方便回收。微控制器能夠在工作人員發(fā)送回收命令時(shí),控制電磁鐵工作,讓自行走終端與重物分離,這樣浮球終端和自行走終端的載重低了,其運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)加快,工作人員可以根據(jù)定位模塊反饋的運(yùn)動(dòng)軌跡,提前到合適的地點(diǎn)將其回收。定位模塊直接定位的精度較低,移動(dòng)定位時(shí)的精度較高,工作人員合理的預(yù)測(cè),能夠提高回收的效率。
本發(fā)明隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng),通過對(duì)水流和水面風(fēng)力的合理利用,將搭載有監(jiān)測(cè)模塊的自行走模塊在河底隨機(jī)移動(dòng),或者河底附近更為準(zhǔn)確的水質(zhì)信息,讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果更加準(zhǔn)確。自行走終端在移動(dòng)的過程中提升了采樣點(diǎn)(監(jiān)測(cè)點(diǎn))的數(shù)量,讓采樣(監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))更加全面。
進(jìn)一步,所述浮球終端的外表面上還設(shè)有水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī),水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī)可為電源模塊供電,水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī)也可受電源模塊驅(qū)動(dòng)。水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī),是電動(dòng)發(fā)電機(jī)安裝了水輪,電動(dòng)發(fā)電機(jī)是一種既能夠發(fā)電,也能夠受電力驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。這樣的設(shè)計(jì)可以利用水流的的動(dòng)力,讓為電源模塊補(bǔ)充電力,并且在回收時(shí),也能夠提供為浮球終端提供動(dòng)力,方便回收。
進(jìn)一步,還包括備用電源,備用電源僅為gprs模塊和定位模塊供電。這樣的設(shè)計(jì)是為了避免在電源模塊沒有電的時(shí)候,工作人員也能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)進(jìn)行定位,以便能夠正?;厥?。
進(jìn)一步,所述自行走終端的材料密度小于水的密度。這樣的設(shè)計(jì)是為了讓自行走終端在與重物脫離后,能夠浮在水面上,方便回收。
進(jìn)一步,所述連接部為波紋軟管,浮球終端和自行走終端之間的數(shù)據(jù)線位于波紋軟管內(nèi)。這樣的設(shè)計(jì)能夠?qū)?shù)據(jù)線進(jìn)行保護(hù)。
進(jìn)一步,所述配重腔與外界的聯(lián)通口位于自行走終端的底部。這樣的設(shè)計(jì)是為了方便重物脫離。
隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析方法,包括如下步驟:
監(jiān)測(cè)步驟:在自行走終端上裝載重物,然后將自行走終端沉入河底,監(jiān)測(cè)河底附近的水質(zhì)情況;
移動(dòng)步驟:讓自行走終端和浮球終端隨著水流和風(fēng)力的共同作用,隨機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn),再次監(jiān)測(cè)河底附近的水質(zhì)情況;
反饋步驟:將水質(zhì)的監(jiān)測(cè)結(jié)果通過gprs模塊反饋給工作人員;
回收步驟:卸除自行走終端上的重物,通過定位模塊預(yù)測(cè)自行走終端和浮球終端的運(yùn)動(dòng)軌跡,然后尋找到自行走終端和浮球終端,將其回收。
本方法,通過對(duì)水流和水面風(fēng)力的合理利用,將搭載有監(jiān)測(cè)模塊的自行走模塊在河底隨機(jī)移動(dòng),或者河底附近更為準(zhǔn)確的水質(zhì)信息,讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果更加準(zhǔn)確。自行走終端在移動(dòng)的過程中提升了采樣點(diǎn)(監(jiān)測(cè)點(diǎn))的數(shù)量,讓采樣(監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))更加全面。
附圖說明
圖1是本發(fā)明隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括:自行走終端10、配重腔11、簧片12、電磁鐵13、監(jiān)測(cè)模塊20、浮球終端30。
實(shí)施例1
隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析方法,包括如下步驟:
監(jiān)測(cè)步驟:在自行走終端10上裝載重物,然后將自行走終端10沉入河底,監(jiān)測(cè)河底附近的水質(zhì)情況;
移動(dòng)步驟:讓自行走終端10和浮球終端30隨著水流和風(fēng)力的共同作用,隨機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn),再次監(jiān)測(cè)河底附近的水質(zhì)情況;
反饋步驟:將水質(zhì)的監(jiān)測(cè)結(jié)果通過gprs模塊反饋給工作人員;
回收步驟:卸除自行走終端10上的重物,通過定位模塊預(yù)測(cè)自行走終端10和浮球終端30的運(yùn)動(dòng)軌跡,達(dá)到合理地點(diǎn)將自行走終端10和浮球終端30回收。
具體使用時(shí),通過對(duì)水流和水面風(fēng)力的合理利用,將搭載有監(jiān)測(cè)模塊20的自行走模塊在河底隨機(jī)移動(dòng),或者河底附近更為準(zhǔn)確的水質(zhì)信息,讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果更加準(zhǔn)確。自行走終端10在移動(dòng)的過程中提升了采樣點(diǎn)(監(jiān)測(cè)點(diǎn))的數(shù)量,讓采樣(監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))更加全面。
為實(shí)現(xiàn)上述方法,還公開了一種隨機(jī)式河底污水、淤泥監(jiān)控分析系統(tǒng)(如圖1所示),包括:
自行走終端10,自行走終端10上設(shè)有配重腔11,配重腔11與外界聯(lián)通,配重腔11內(nèi)設(shè)有簧片12,配重腔11內(nèi)與簧片12相對(duì)的位置嵌設(shè)有電磁鐵13;所述自行走終端10的材料密度小于水的密度,因此自行走終端10的材料選用的是工程塑料,重物的話可以采用的石頭或者水泥塊。所述配重腔11與外界的聯(lián)通口位于自行走終端10的底部。這樣的設(shè)計(jì)是為了方便重物脫離。
監(jiān)測(cè)模塊20,監(jiān)測(cè)模塊20包括ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器,ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器均固定在自行走終端10的外表面;
浮球終端30,浮球終端30內(nèi)設(shè)有密封腔,浮球終端30的材質(zhì)可選用塑膠或者塑料的,在本發(fā)明中選用的是兩個(gè)半球,通過螺紋和膠水密封固定在一起,在需要拆開時(shí),對(duì)其連接處進(jìn)行加熱,使得膠水軟化,從而進(jìn)行分離。
密封腔內(nèi)設(shè)有定位模塊(采用現(xiàn)有的gps模塊可實(shí)現(xiàn)定位功能)、電源模塊(采用蓄電池即可)、gprs模塊以及微控制器(可采用單片機(jī)控制功能),ph傳感器、cod檢測(cè)端以及重金屬濃度檢測(cè)傳感器與微控制器之間設(shè)有數(shù)據(jù)線,浮球終端30與自行走終端10之間設(shè)有波紋軟管,數(shù)據(jù)線穿過波紋軟管,定位模塊、gprs模塊均與微控制器連接,電源模塊為定位模塊、gprs模塊、微控制器、電磁鐵13以及監(jiān)測(cè)模塊20供電,微控制器控制電磁鐵13的工作狀態(tài)。
實(shí)施例2
與實(shí)施例1中的系統(tǒng)相比,不同之處僅在于,所述浮球終端30的外表面上還設(shè)有水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī),水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī)可為電源模塊供電,水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī)也可受電源模塊驅(qū)動(dòng)。水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī),是電動(dòng)發(fā)電機(jī)安裝了水輪,電動(dòng)發(fā)電機(jī)是一種既能夠發(fā)電,也能夠受電力驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。這樣的設(shè)計(jì)可以利用水流的的動(dòng)力,讓為電源模塊補(bǔ)充電力,并且在回收時(shí),也能夠提供為浮球終端30提供動(dòng)力,方便回收。
實(shí)施例3
與實(shí)施例1中的系統(tǒng)相比,不同之處僅在于,還包括備用電源,備用電源僅為gprs模塊和定位模塊供電。這樣的設(shè)計(jì)是為了避免在電源模塊沒有電的時(shí)候,工作人員也能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)進(jìn)行定位,以便能夠正常回收。
以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例,方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下,還可以作出若干變形和改進(jìn),這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍,這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn),說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。