本發(fā)明涉及溢油監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海上石油生產(chǎn)及運(yùn)輸導(dǎo)致溢油事故日益增多，不僅給相關(guān)企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)損失，還造成嚴(yán)重水體污染和生態(tài)環(huán)境破壞，并逐步危及人類的生活和健康，這也使石油污染問題進(jìn)入公眾的視野。根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定，各涉油企業(yè)和單位都要建立溢油應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)保護(hù)海洋環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

目前，已有的溢油監(jiān)測(cè)手段包括雷達(dá)和光譜儀監(jiān)測(cè)，如一種光譜儀及溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，光譜類溢油監(jiān)測(cè)裝置多為紫外誘發(fā)熒光技術(shù)，存在光源壽命短、監(jiān)測(cè)油品種類少，無法監(jiān)測(cè)汽油等缺點(diǎn)。中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110210224.1，公開了一種海面固定式雷達(dá)溢油監(jiān)測(cè)裝置及其方法，其中，雷達(dá)只能隨船只或固定在生產(chǎn)平臺(tái)，使用范圍較小，具有局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有的溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的光源壽命短，監(jiān)測(cè)油品種類少，使用范圍小的問題，本發(fā)明提供了一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)。

本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和多個(gè)監(jiān)測(cè)儀終端，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)儀終端與監(jiān)控中心通信連接，監(jiān)測(cè)儀終端向監(jiān)控中心傳輸監(jiān)測(cè)所得的信息，監(jiān)控中心設(shè)有電子地圖顯示系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)儀終端對(duì)應(yīng)的顯示在電子地圖顯示系統(tǒng)上，所述監(jiān)測(cè)儀終端包括主控板、光傳感器、led驅(qū)動(dòng)模塊和led發(fā)光模塊，所述光傳感器和led驅(qū)動(dòng)模塊均與主控板相連，led驅(qū)動(dòng)模塊與led發(fā)光模塊相連，led驅(qū)動(dòng)模塊給led發(fā)光模塊提供恒定的電流，led發(fā)光模塊能夠發(fā)出紫外光，光傳感器接收反射的紫外光并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，模擬信號(hào)送入主控板內(nèi)，主控板與監(jiān)控中心通信連接，監(jiān)控中心還包括通訊模塊、短信報(bào)警模塊和閥門控制模塊。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)儀終端還包括電源模塊、第一聲光報(bào)警器和攝像頭，電源模塊、第一聲光報(bào)警器和攝像頭均與主控板相連，電源模塊采用太陽能電池板或220v交流電，為主控板提供電源；監(jiān)測(cè)儀終端探測(cè)到水面有油膜時(shí)，其激發(fā)第一聲光報(bào)警器，并啟動(dòng)攝像頭對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，將拍攝后的畫面實(shí)時(shí)傳輸給監(jiān)控中心。

優(yōu)選地，所述主控板內(nèi)設(shè)置有單片機(jī)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將光傳感器送來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連，單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。

優(yōu)選地，所述電子地圖顯示系統(tǒng)中設(shè)置有第二聲光報(bào)警器，第二聲光報(bào)警器與監(jiān)測(cè)儀終端一一對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，所述閥門控制模塊與雨水、污水排水口的閥門或泵相連，其控制閥門或泵的開啟和關(guān)閉。

優(yōu)選地，所述短信報(bào)警模塊能向負(fù)責(zé)人發(fā)送短信報(bào)警，短信報(bào)警內(nèi)容中包括溢油應(yīng)急處置措施、應(yīng)急物資配備情況和應(yīng)急人員聯(lián)絡(luò)方式。

優(yōu)選地，所述通訊模塊用于與監(jiān)測(cè)儀終端實(shí)現(xiàn)無線通訊。

優(yōu)選地，所述監(jiān)控中心還包括用于對(duì)電子地圖顯示系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子地圖操作模塊，用于對(duì)監(jiān)測(cè)儀終端進(jìn)行調(diào)試、操作的監(jiān)測(cè)管理模塊。

優(yōu)選地，所述光傳感器設(shè)置有兩組濾光片，其中一組濾光片能夠?yàn)V除0-350nm的光譜，另一組濾光片能夠?yàn)V除380nm以上的光譜。

優(yōu)選地，所述led發(fā)光模塊包括型號(hào)為lz4-04uv00的紫外led燈。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明提供的基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)儀終端均勻的分布在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，每個(gè)監(jiān)測(cè)儀終端都能在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)顯示，便于監(jiān)測(cè)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和了解每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況。監(jiān)測(cè)儀終端是基于紫外光反射監(jiān)測(cè)水面溢油情況的設(shè)備，監(jiān)測(cè)儀終端光源壽命長(zhǎng)，受環(huán)境影響小，不僅可以監(jiān)測(cè)水面上泄漏原油，還可以監(jiān)測(cè)汽油、柴油等，監(jiān)測(cè)油品種類多，監(jiān)測(cè)儀終端探測(cè)油膜的厚度為1.4μm，相對(duì)于現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)裝置靈敏度大大提高。led發(fā)光模塊發(fā)出紫外光，紫外光經(jīng)水面發(fā)生后進(jìn)入光傳感器中，光傳感器將收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送至主控板進(jìn)行處理，主控板將信號(hào)送至上位機(jī)，當(dāng)水面發(fā)生溢油現(xiàn)象時(shí)，光傳感器收到反射的紫外光強(qiáng)度變強(qiáng)，電壓信號(hào)增大，主控板將處理后將信號(hào)送入監(jiān)控中心，相應(yīng)監(jiān)測(cè)儀終端內(nèi)的第一聲光報(bào)警器發(fā)生聲光報(bào)警提醒在現(xiàn)場(chǎng)的工作人員查看情況，在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)上與監(jiān)測(cè)儀終端相對(duì)應(yīng)的第二聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，提醒監(jiān)控中心的工作人員；同時(shí)，主控制板同步向監(jiān)控中心傳輸攝像頭采集的現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)和個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，便于工作人員查看現(xiàn)場(chǎng)情況。監(jiān)控中心的短信報(bào)警模塊給責(zé)任人發(fā)送短信報(bào)警，短信內(nèi)容中包括各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溢油應(yīng)急處置措施、應(yīng)急物資配備情況和應(yīng)急人員聯(lián)絡(luò)方式等信息，方便責(zé)任人及時(shí)處理溢油事故。另外，監(jiān)控中心的閥門控制模塊能夠控制污水、雨水排口的閥門關(guān)閉，及時(shí)、快速的切斷污染源，避免污染范圍的擴(kuò)大。

附圖說明

圖1為基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為監(jiān)測(cè)儀終端的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的說明：

結(jié)合圖1和圖2，一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和多個(gè)監(jiān)測(cè)儀終端，所述監(jiān)測(cè)儀終端與監(jiān)控中心通信連接，監(jiān)測(cè)儀終端向監(jiān)控中心傳輸監(jiān)測(cè)所得的信息，監(jiān)控中心設(shè)有電子地圖顯示系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)儀終端對(duì)應(yīng)的顯示在電子地圖顯示系統(tǒng)上。監(jiān)測(cè)儀終端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水面的情況，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，并顯示在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)上，為監(jiān)控中心的工作人員提供信息支持。監(jiān)測(cè)儀終端均勻的分布在需要監(jiān)測(cè)的水面上，各個(gè)監(jiān)測(cè)儀終端的位置信息和數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示在電子地圖顯示系統(tǒng)上。

監(jiān)控中心還包括通訊模塊、短信報(bào)警模塊和閥門控制模塊，用于對(duì)電子地圖顯示系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子地圖操作模塊，用于對(duì)監(jiān)測(cè)儀終端進(jìn)行調(diào)試、操作的監(jiān)測(cè)管理模塊。通訊模塊用于與監(jiān)測(cè)儀終端實(shí)現(xiàn)無線通訊。短信報(bào)警模塊能向負(fù)責(zé)人發(fā)送短信報(bào)警，短信報(bào)警內(nèi)容中包括溢油應(yīng)急處置措施、應(yīng)急物資配備情況和應(yīng)急人員聯(lián)絡(luò)方式等信息。閥門控制模塊與雨水、污水排水口的閥門或泵相連，其控制閥門或泵的開啟和關(guān)閉。電子地圖操作模塊能對(duì)電子地圖進(jìn)行拖動(dòng)、放大、縮小和標(biāo)注操作。

監(jiān)測(cè)儀終端包括主控板、光傳感器、led驅(qū)動(dòng)模塊和led發(fā)光模塊，所述光傳感器和led驅(qū)動(dòng)模塊均與主控板相連，主控板控制led驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)頻率，led驅(qū)動(dòng)模塊與led發(fā)光模塊相連，led驅(qū)動(dòng)模塊給led發(fā)光模塊提供恒定的電流，led發(fā)光模塊能夠發(fā)出紫外光，光傳感器接收反射的紫外光并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，模擬信號(hào)送入主控板內(nèi)，主控板與監(jiān)控中心通信連接。led發(fā)光模塊包括型號(hào)為lz4-04uv00的紫外led燈，led發(fā)光模塊能夠發(fā)出紫外光，在紫外燈上裝有用于濾光的濾光片。光傳感器設(shè)置有兩組濾光片，其中一組濾光片能夠?yàn)V除0-350nm的光譜，另一組濾光片能夠?yàn)V除380nm以上的光譜。

主控板內(nèi)設(shè)置有單片機(jī)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將光傳感器送來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連，單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。

監(jiān)測(cè)儀終端還包括電源模塊、第一聲光報(bào)警器和攝像頭，電源模塊、第一聲光報(bào)警器和攝像頭均與主控板相連，電源模塊采用太陽能電池板或220v交流電，為主控板提供電源；監(jiān)測(cè)儀終端探測(cè)到水面有油膜時(shí)，其激發(fā)第一聲光報(bào)警器，并啟動(dòng)攝像頭對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，將拍攝后的畫面實(shí)時(shí)傳輸給監(jiān)控中心。

電子地圖顯示系統(tǒng)中設(shè)置有第二聲光報(bào)警器，第二聲光報(bào)警器與監(jiān)測(cè)儀終端一一對(duì)應(yīng)。監(jiān)控中心可以清楚的觀察到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，為人員制定針對(duì)性的策略提供了信息支持。

將監(jiān)測(cè)儀終端安裝在企業(yè)雨水、污水排水口的水面或海水、河流和湖泊的水面上方10米以內(nèi)的范圍，首先，在水面無油膜時(shí)，led發(fā)光模塊發(fā)出紫外光到水面上，紫外光經(jīng)水面反射后進(jìn)入光傳感器中，光傳感器將收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過主控板的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，在液面無油膜時(shí)，數(shù)字信號(hào)數(shù)值在13000至25000范圍內(nèi)，將此數(shù)字信號(hào)數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)值儲(chǔ)存到主控板的單片機(jī)中。led發(fā)光模塊實(shí)時(shí)發(fā)射紫外光到水面上，光傳感器將收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過主控板的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)數(shù)值與主控板的單片機(jī)中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，主控板將對(duì)比后的結(jié)果送入監(jiān)控中心進(jìn)行處理。當(dāng)水面有油時(shí)，反射的紫外光強(qiáng)度變強(qiáng)，數(shù)字信號(hào)值迅速變大，當(dāng)數(shù)字信號(hào)數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，相應(yīng)監(jiān)測(cè)儀終端內(nèi)的第一聲光報(bào)警器發(fā)生聲光報(bào)警提醒在現(xiàn)場(chǎng)的工作人員查看情況，在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)上與監(jiān)測(cè)儀終端相對(duì)應(yīng)的第二聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，提醒監(jiān)控中心的工作人員。同時(shí)，主控制板同步向監(jiān)控中心傳輸攝像頭采集的現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)和個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，便于工作人員查看現(xiàn)場(chǎng)情況。監(jiān)控中心的短信報(bào)警模塊給責(zé)任人發(fā)送短信報(bào)警，短信內(nèi)容中包括各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溢油應(yīng)急處置措施、應(yīng)急物資配備情況和應(yīng)急人員聯(lián)絡(luò)方式等信息，方便責(zé)任人及時(shí)處理溢油事故。另外，監(jiān)控中心的閥門控制模塊能夠控制污水、雨水排口的閥門關(guān)閉，及時(shí)、快速的切斷污染源，避免污染范圍的擴(kuò)大。

本發(fā)明提供的基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)技術(shù)，提高了監(jiān)測(cè)水面溢油的效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)警、快速應(yīng)急響應(yīng)、降低事故損害和保護(hù)環(huán)境的目的。

當(dāng)然，上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。