[發明專利]一種水庫壩前水質自動監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010011928.5
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111174828A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 於孟元;余信江;劉源
• 申請（專利權）人: 河海大學;長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G05D3/12;G05B19/042
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種水庫壩前水質自動監測裝置及方法，所述裝置包括呈豎直狀態固定安裝在壩面上的壩面監測軌道、設于壩面監測軌道中的水質監測儀、帶動水質監測儀上下運動的垂直移動機構、與水質監測儀通信連接的監測儀終端處理器、以及與監測儀終端處理器通信連接的遠端水質管理系統，所述監測儀終端處理器用于接收水質監測儀監測的水質數據并傳輸給遠端水質管理系統，還用于接收遠端水庫管理系統發送的指令信息，根據指令信息控制水質監測儀的監測頻次以及通過垂直移動機構調整水質監測儀的位置。本發明可直接實現水質分層條件下垂向水質監測技術，避免人工采樣存在的安全隱患，滿足水庫水質分層規律研究水質采樣的需求。

技術領域

本發明涉及水利水電工程與水質檢測技術領域，具體是一種水庫壩前水質自動監測裝置及方法。

背景技術

水電工程，尤其是規模巨大的高水頭電站，在蓄水后會出現水庫水溫分層現象，這一現象會進一步導致水庫壩前出現水質分層現象。目前傳統的水質監測通常是通過人工方式在水上進行采樣作業，而后再進行分析，人工采樣頻次受限，無法滿足未來長時間、實時監測的需求；同時，水上作業往往存在安全隱患，尤其是夜間與惡劣氣象條件下的水上作業。

目前，水庫壩前或取水口前還未有設有專門的水質監測裝置，且現有其他水質采樣裝置均存在下列問題：

采樣裝置多數以人工手動操作為主，脫離人工無法工作，采樣頻率低，無法滿足高頻次水質監測要求；采樣裝置大多僅能一次性取一次樣品，無法滿足同時多點采樣、分層采樣的需求；采樣裝置在需人工操作的情況下通常難以適應夜間水上作業或惡劣天氣條件下水上作業情形。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種水庫壩前水質自動監測裝置及方法，用于解決目前壩前水質采樣人工作業方式時效性差及安全作業等問題。

本發明采用如下技術方案：

一種水庫壩前水質自動監測裝置，包括呈豎直狀態固定安裝在壩面上的壩面監測軌道、設于壩面監測軌道中的水質監測儀、帶動水質監測儀上下運動的垂直移動機構、與水質監測儀通信連接的監測儀終端處理器、以及與監測儀終端處理器通信連接的遠端水質管理系統，所述壩面監測軌道為鋼管，壩面監測軌道由上至下間隔開設有孔洞，所述監測儀終端處理器用于接收水質監測儀監測的水質數據并傳輸給遠端水質管理系統，還用于接收遠端水庫管理系統發送的指令信息，根據指令信息控制水質監測儀的監測頻次以及通過垂直移動機構調整水質監測儀的位置。

進一步的，所述垂直移動機構包括滑輪、懸臂梁、電動卷線機鋼纜繩，懸臂梁固定安裝在壩面上，滑輪安裝于懸臂梁上，水質監測儀和監測儀終端處理器之間通過通信線纜連接，鋼纜繩和通信線纜的一端連接水質監測儀，另一端穿過滑輪后與電動卷線機連接，電動卷線機與監測儀終端處理器連接，由監測儀終端處理器控制電動卷線機使水質監測儀在壩面監測軌道內的上下運動。

進一步的，所述監測儀終端處理器包括控制模塊、與控制模塊連接的存儲模塊、顯示模塊、第一無線信息傳輸模塊和電機開關，電機開關與電動卷線機連接。

進一步的，水質監測儀的數據經控制模塊處理后，分別傳輸給與之相連的顯示模塊、存儲模塊和第一無線信息接收傳輸模塊，第一無線信息接收傳輸模塊用于將處理后的數據無線傳輸給遠端水質管理系統，還用于接收遠端水庫管理系統發送的所述指令信息并傳送給控制模塊，控制模塊根據所述指令信息控制電機開關，啟動電動卷繞器調整鋼纜繩和水質監測儀的升降。

進一步的，所述遠端水質管理系統包括工作站、第二無線信息傳輸模塊和電源，第二無線信息傳輸模塊和電源分別與工作站連接，第二無線信息傳輸模塊與所述監測儀終端處理器的第一無線信息傳輸模塊進行無線通信連接。

進一步的，還包括與監測儀終端處理器連接的配電裝置。

進一步的，所述配電裝置為一接220V交流電源的配電箱。