[發明專利]一種淤泥沉積在線監測系統及方法

在審

• 申請號: 201910373901.8
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110161507A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 任秀文;陳中穎;吳孝情;吳仁人;唐春燕
• 申請（專利權）人: 生態環境部華南環境科學研究所
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08;G01S7/521
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 劉巧霞;裘暉

本發明公開了一種淤泥沉積在線監測系統，包括若干個監測模塊和遠程數據處理器；每個所述監測模塊包括信息采集模塊、電源模塊、控制器和無線傳輸模塊，信息采集模塊包括立桿、第一子傳感器和第二子傳感器，第一子傳感器和第二子傳感器均固定在立桿上，二者垂直方向間距固定；第一子傳感器和第二子傳感器均與控制器數據相連；電源模塊為信息采集模塊、控制器、無線傳輸模塊供電，控制器通過無線傳輸模塊與遠程數據處理器相連。本發明還公開了基于上述在線監測系統的檢測方法。本發明可以對淤泥的沉積進行全天候、不間斷、全自動、無人值守、遠程無線傳輸的監測，最大限度地保證了野外復雜環境下流域淤泥沉積采集和分析的質量。

技術領域

本發明屬于淤泥監測領域，特別涉及一種可全天候工作的浸入式、介質不影響測量結果的淤泥沉積在線監測系統及方法。

背景技術

淤泥是靜水或緩慢的流水環境中沉積、經生物化學作用形成、天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。在有微生物參與作用的條件下形成近代沉積物，富含有機物，通常呈灰黑色；力學強度低，壓縮性強，其抗震性能很差。在強烈地震作用下，易引起建筑物地基沉陷。

在水土保持的科學研究中需要監測在流域中淤泥沉積的形成模型，以研究各大流域各個季節、天氣變化下的流域淤泥沉積過程。目前此領域方法主要有：測桿法、靜力觸探法、超聲波探測法、放射線探測法等。目前此類裝置受周圍影響較大，且需人工去到野外環境現場操作，存在效率低、精度差、安全性差等問題。

因此，需要提供一種全天候、全自動、測量精度高的淤泥沉積在線監測系統及方法。

發明內容

本發明的一個目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種淤泥沉積在線監測系統，可以對淤泥的沉積進行全天候、不間斷、全自動、無人值守、遠程無線傳輸的監測，最大限度地保證了野外復雜環境下流域淤泥沉積采集和分析的質量。

本發明的另一目的在于提供一種基于上述淤泥沉積在線監測系統的方法，通過無線通訊方式接收監測指令，并將采集到的實時沉積量數據傳遞到遠程數據處理器，可以對淤泥的沉積進行全天候、全自動的監測。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：一種淤泥沉積在線監測系統，包括若干個監測模塊和遠程數據處理器；每個所述監測模塊包括信息采集模塊、電源模塊、控制器和無線傳輸模塊，信息采集模塊包括立桿、第一子傳感器和第二子傳感器，第一子傳感器和第二子傳感器均固定在立桿上，二者垂直方向間距固定；第一子傳感器和第二子傳感器均與控制器數據相連；電源模塊為信息采集模塊、控制器、無線傳輸模塊供電，控制器通過無線傳輸模塊與遠程數據處理器相連。通過在野外不同區域設置一個監測模塊，即可實現該區域的淤泥沉積自動采集，通過發送到遠程數據處理器，即可實現分析等功能，實現全天候、全自動的監測。

優選的，在所述立桿上設有若干個固定安裝孔，每個固定安裝孔之間的距離已知，通過上述固定安裝孔，第一子傳感器和第二子傳感器在立桿上的位置可調。從而可根據淤泥的厚度對第一子傳感器的位置進行調整。

優選的，所述第一子傳感器采用超聲波傳感器，密閉封裝在第一殼體內，在第一殼體底面設有信號發射接收口；超聲波傳感器通過有線方式與控制器數據連接。

優選的，所述第二子傳感器為一超聲信號接收模塊，密閉封裝在第二殼體內，在第二殼體底面設有信號接收口；超聲信號接收模塊通過有線方式與控制器數據連接。

優選的，所述立桿上方設有垂直度檢測儀。通過該檢測儀，可以調整立桿的方向，使其盡量保持垂直，避免出現計算錯誤。

優選的，所述電源模塊包括互補控制器、主電源和蓄電池，主電源包括太陽能板及風能發電機，互補控制器控制太陽能板及風能發電機進行互補發電；主電源向監測系統供電，并向備用蓄電池充電。根據野外實際環境，采用太陽能板及風能發電機進行自主供電，無需額外提供電源，同時將蓄電池作為備用電池，可進一步提高電源供電的穩定性。