[發明專利]一種多傳感器水體多污染參數實時監測預警裝置

無效

• 申請號: 201210201201.9
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN103513014A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 鄧宏貴;張海明;唐艷魁;姜佩龍;胡浩
• 申請（專利權）人: 中南大學;長沙高新開發區麓創電子科技有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N27/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域??本發明涉及一種多傳感器和自供電的懸浮水體多污染參數實時監測預警。

背景技術

隨著經濟的不斷發展，水污染問題越來越嚴重，除了因日常污染物排放引起的污染外，因事故引發的突發性水污染也越來越多，現有的水體污染檢測設備，都是離線和陸地上使用的，沒有能在水中實時監測的設備。無法及時檢測水污染的狀況和程度，只有在大面積的水體變色變味后，人們才能感知水體污染，而這個時候污染對人體和環境的危害已經非常大。如今迫切需要一種高科技的可靠監測裝置，對容易發生突發水域污染的水體進行在線實時監測，徹底改變以往的事后處理模式進而實現污染防治。

發明內容

本發明的目的是克服以往只能靠人工去取樣分析，單次檢測單參數的缺陷。提供一種自動處理、簡易的、高精度、無污染、高抗干擾、低功耗、具有漂浮和無需外接電源特性的水體多參數污染實時監測裝置。該裝置能實時采集水體參數，經過處理可以將污染級別通過裝置上方的LED現場顯示，以及通過無線網絡發送到遠程監測中心，實現雙層監控。

一種多傳感器和自供電的懸浮水體多污染參數實時監測預警裝置，其構成是可以進行更換的傳感器安裝卡，裝置內部有一根總線連接各個模塊和信號處理模塊。信號處理模塊，LED顯示模塊，無線通信模塊三者構成的透明凸起球體通過螺紋擰到V型器件上面，然后將自適應太陽能電池板板安裝到該裝置上。

所述的裝置由雙V型框架、圓形太陽能漂浮板、圓形透明凸起球體、溫度傳感器，pH傳感器以及用于檢測重金屬傳感器陣列構成。所述的雙V型框為內外皆為V型，其中內V型框架為空心密封的，外V形采用柵格式的總體設計。裝置的各類傳感器和重金屬傳感器陣列安裝在內V型框架上。所述的圓形透明凸起球體結構內部裝有高集成度、高亮度的紅綠LED以及通信模塊和微控制器。所述的圓形太陽能電池浮漂板為高轉換效率的太陽能材料制成。用所述的傳感器及其重金屬陣列槽安裝在內V框架上，然后用柵格結構的外V框架固定在內V上，用所述圓形透明凸起球體安裝在V型框架上，再用螺絲將將所述的自適應太陽能電池板安裝在透明球體外圍和V型框架上。

上述雙V型架構均采用防腐蝕的合金金屬材料制成。其中重金屬傳感器陣列槽表面采用保護膜進行保護，重金屬檢測采用陽極溶出伏安法，傳感器電極具有自動清洗功能。配制的溶液安放在內V架構內部。

其中雙V型架構底部和透明凸起球體內放置了太陽能蓄電池，用來接收自適應太陽能電池浮漂板轉換的能量以及用來提供一個穩定的輸出電壓電流。采用太陽能蓄電池保證各個模塊的正常運行，提高抗干擾能力，確保裝置的穩定性。

將該裝置放置在水中，其中V型框架位于水面以下，而圓形透明凸起球體則通過太陽能電池浮漂板漂浮于水面。當將該裝置放置在水中時，其中裝置底部和太陽能電池浮漂板背面的濕度傳感器先后檢測到信息并維持一段時間后，表明該裝置已正確放置于水體中，裝置自動開啟。

當裝置開啟后，通過通信模塊接收遠程控制中心發來的數據命令并將其存放在數據庫中作為參比數據。用以初始化裝置參數。初始化后，各個傳感器驅動模塊開始工作，驅動各自的傳感器用以檢測信號，通過其信號處理單元將信號做簡單的處理，然后通過總線傳輸到裝置全局信號處理單元。將信號進行分類處理，處理后的數據分為兩路，一路進入數據庫作為初始數據存放，另一路進入微處理器中，微處理單元將其數據存入對比模塊中，然后調用數據庫中的參比數據，經過對比模塊處理后的結果數據通過微處理器存入數據庫中。然后微處理器輸出使能信號用來驅動LED模塊，根據對比結果選擇性的點亮LED用以實現預警。同時，微處理器驅動通信模塊，數據通過無線網絡傳送到水體污染監測中心。

本發明既有自動懸浮、多傳感器檢測、太陽能供電功能，又將微處理器技術、數據庫技術和無線通信等技術融合一體。因此，本發明具有水體多參數實時檢測、無需外接電源、結構接單、安裝維護方便等優點。

本發明裝置的工作原理

當該裝置正確放置在水中時，裝置底部和太陽能漂浮板背面的濕感傳感器先后檢測到信息并維持一段時間后，表明該裝置已正確放置于水體中，裝置自己開啟。

重金屬傳感器陣列、PH傳感器、溫度傳感器分別采集水中的重金屬離子，PH值和溫度；通信模塊將采集到的信息傳到微處理器，微處理器中預先編好污染參數標準閾值和歷史檢測數據庫，通過將采集到的實時數據和數據庫中的數據比對、分析，判定水污染情況和發展趨勢，結果通過無線通信模塊傳到水體污染監測中心。