[發(fā)明專利]一種分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710030328.1
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN107741590B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻雯婷
• 申請（專利權(quán)）人: 喻雯婷
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01N33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

針對現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測的不足，本發(fā)明提供一種分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)及檢測方法，所述分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括5臺以上的激光檢測監(jiān)測儀、1臺無線信號轉(zhuǎn)接儀和1臺遠(yuǎn)程工控機(jī)；其中，激光檢測監(jiān)測儀與無線信號轉(zhuǎn)接儀之間無線雙向通信，無線信號轉(zhuǎn)接儀與遠(yuǎn)程工控機(jī)之間有線雙向通信。所述的檢測方法，包括5個步驟。有益的技術(shù)效果：本發(fā)明將TDLAS技術(shù)成功應(yīng)用到水下，實(shí)現(xiàn)低成本、多監(jiān)控點(diǎn)、連續(xù)線性的持續(xù)監(jiān)測，無需人員值守，特別適合水文、水質(zhì)監(jiān)測的長期性、連續(xù)性、突變性的特點(diǎn)，將有可能對現(xiàn)有的水質(zhì)環(huán)境檢測、監(jiān)測起到積極的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于TDLAS技術(shù)的分布式、連續(xù)激光檢測技術(shù)，具體為一種分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測，一般都是將水樣品用容器打撈上來后帶到實(shí)驗室進(jìn)行檢測，存在時效性差、數(shù)據(jù)可靠性差的問題：

首先，在實(shí)踐中，處于不同水層的雜質(zhì)密度與種類是不相同的，將取樣點(diǎn)處的水打撈上來的過程成，存在樣品被污染、稀釋的風(fēng)險。

其次，打撈上來的水樣品在氧氣、日照等因素的影響下，會發(fā)生揮發(fā)、變質(zhì)、彌散等問題。

再次，從樣本點(diǎn)取樣，也存在樣本容量偏小，測量、統(tǒng)計容易出現(xiàn)誤差的問題，缺少累積形成的歸納分析，即存在以點(diǎn)概面的缺憾。

最后，現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測是離散的、間斷的檢測方法。雖然有將設(shè)備裝載的車輛或船只上，但這樣做成本高、耗費(fèi)的人力物力資源多，不適合連續(xù)的檢測。

TDLAS技術(shù)，是采用激光對待檢測介質(zhì)的無損、實(shí)時采樣與檢測技術(shù)。已從早期由軍工領(lǐng)域的引入、應(yīng)用，逐步推廣大氣環(huán)境、井下安全、危險場所監(jiān)控等技術(shù)領(lǐng)域。目前現(xiàn)有在水下采用TDLAS技術(shù)的報道與應(yīng)用。如果能夠改進(jìn)現(xiàn)有水下檢測設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，把TDLAS技術(shù)與之結(jié)合，將有可能對現(xiàn)有的水質(zhì)環(huán)境檢測、監(jiān)測起到積極的作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測的不足，本發(fā)明提供一種分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)及檢測方法，具體如下：

一種分布式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，包括5臺以上的激光檢測監(jiān)測儀、1臺無線信號轉(zhuǎn)接儀和1臺遠(yuǎn)程工控機(jī)。其中，激光檢測監(jiān)測儀與無線信號轉(zhuǎn)接儀之間無線雙向通信，無線信號轉(zhuǎn)接儀與遠(yuǎn)程工控機(jī)之間有線雙向通信。激光檢測監(jiān)測儀負(fù)責(zé)監(jiān)測水質(zhì)。無線信號轉(zhuǎn)接儀負(fù)責(zé)激光檢測監(jiān)測儀和遠(yuǎn)程工控機(jī)的通信。遠(yuǎn)程工控機(jī)接受激光檢測監(jiān)測儀反饋的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并向激光檢測監(jiān)測儀下達(dá)控制指令。

進(jìn)一步說，激光檢測監(jiān)測儀包括設(shè)備艙6、左側(cè)浮力艙7、左側(cè)檢測艙9和樣品儲存艙11，其中，設(shè)備艙6為密閉的腔室。在設(shè)備艙6內(nèi)設(shè)有單片機(jī)和電源。單片機(jī)與電源相連接。單片機(jī)包括無線收發(fā)模塊。在靠近設(shè)備艙6的殼體1處開有數(shù)據(jù)交互窗口。在數(shù)據(jù)交互窗口處配有隔水無線天線和壓力傳感器。單片機(jī)與壓力傳感器相連，單片機(jī)通過壓力傳感器反饋的壓力值換算得知本激光檢測監(jiān)測儀的潛水深度。單片機(jī)的無線收發(fā)模塊與隔水無線天線相連。通過隔水無線天線、無線信號轉(zhuǎn)接儀，實(shí)現(xiàn)激光檢測監(jiān)測儀與遠(yuǎn)程工控機(jī)之間的雙向通信。

左側(cè)浮力艙7為一端開口的圓柱形空腔。在左側(cè)浮力艙7開口處設(shè)有前蓋板磁控閥12。在左側(cè)浮力艙7內(nèi)設(shè)有絲杠14，絲杠14的一端與左側(cè)浮力艙7閉口端相連，絲杠14的另一端指向左側(cè)浮力艙7的開口端。在絲杠14上活動連接有螺母15。螺母15與左側(cè)浮力艙7內(nèi)腔的大小相匹配，在螺母15與絲杠14間配有防水電機(jī)16。通過防水電機(jī)16帶動螺母15繞絲杠14轉(zhuǎn)動，即實(shí)現(xiàn)螺母15沿著絲杠14長度方向來回移動。

螺母15的初始位置位于絲杠14的中部。防水電機(jī)16與設(shè)備艙6內(nèi)的單片機(jī)相連接。單片機(jī)根據(jù)壓力傳感器檢測到的壓力值、人工設(shè)定的工作參數(shù)值，控制左側(cè)浮力艙7開口處的前蓋板磁控閥12開啟或閉合，控制左側(cè)浮力艙7內(nèi)防水電機(jī)16正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停機(jī)，實(shí)現(xiàn)激光檢測監(jiān)測儀的上升或下沉。