[發明專利]一種自動化河道水質監測預警裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202110573363.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113311129B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 刁婧;錢嘉偉;史常樂;韋立新;王炎良;李明生
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會水文局長江下游水文水資源勘測局;南京通海港口航道勘測科技咨詢服務有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N27/06;G01N21/47;G01P5/00;G01S19/42
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 高維波

本發明公開了一種自動化河道水質監測預警裝置及其使用方法，動力裝置為整體裝置在河道中的移動提供動力，控制并記錄集成監測預警裝置的移動地理坐標。集成監測預警裝置包括濁度、電導率及流速三個監測模塊。其中，濁度監測模塊利用感光傳感器測量激光發射器產生的激光光束在水中的散射程度獲取河道水體濁度，電導率監測模塊通過測量河道水體電阻獲取河道水體電導率的監測信息，流速監測模塊通過激光粒子成像技術觀測水體中顆粒的位移實現對河道水體的流速監測。該裝置的特點是通過光學原理的組合技術，實現了濁度監測模塊、電導率監測模塊、流速監測模塊等多種河道水質參數的同步自動監測，進而可實現對河道水質的實時綜合評價。

技術領域

本發明涉及河道水質監測預警領域，尤其涉及一種自動化河道水質監測預警裝置及其使用方法，用于遠程自動監測河道不同地理坐標、不同水深下的多種河道水質參數，并基于監測參數結果進行水質預警。

背景技術

河道通常具備區域供水的功能，因此，河道水質的安全保證是河道管理的一項重要工作。河道水質監測預警對于河道的管理者而言是一項關鍵的任務，其對于保障河道水質安全有至關重要的作用。因此，尋求一種高效、穩定、低成本的河道水質監測預警手段，是相關運行管理人員以及研究人員的關注重點，對保障河道供水安全有重大意義。

河道水質的監測預警主要有監測數據采集和水質預警兩個主要部分，水質預警建立在對大量水質參數監測數據的分析之上。常規的河道水質監測方法通常有實驗室取樣檢測和現場監測兩大類，其中，實驗室取樣檢測由于其分析速度緩慢、操作復雜、樣本可能有二次污染風險等特點，逐漸無法滿足現階段河道水質保障的任務；而河道水質現場監測實時、可靠、快捷的諸多優點，使其在河道水質監測領域有更好的發展前景。常規的河道水質現場監測方法，通常是在固定位置布設單一參數的監測裝置。目前，水質現場監測存在兩個技術難題：第一，由于河道蜿蜒修長，較難實現對河道水質情況的全面監測和了解，現有的固定測點水質監測方法無法全面的實時反映不同位置、深度的水質情況，而采用巡回船只定點采點，同樣難以精確的獲得任意一點的水質監測結果，同時巡回船只定點采點監測成本較高，監測頻率難以保證；第二，由于反映水質特點的參數較多，通常全面系統的水質監測需要涉及多種監測設備，無法通過單一功能的水質監測裝置完成，因此全面的水質監測工作需要安裝多種監測裝置，同時需要多名技術人員參與，工作量相當繁重。

針對上述問題，本發明旨在提供一種可以自動化同步自動監測多種水質參數，且可以實現河道任意坐標、任意深度實時監測預警的集成裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自動化河道水質監測預警裝置及其使用方法，利用裝載在控制盒中的螺旋槳，發電機，控制PC機及GPS定位裝置，控制并記錄裝置的實時位置，實現對河道全區域監測，并且，根據電學、光學、力學原理，集合激光發射器、感光傳感器、應力傳感器、高清攝像機、電壓表及電流表等部件對河道水質的多種水質監測參數進行采集，以解決傳統河道水質監測覆蓋區域有限，無法實現多參數同步自動監測的不足。另外，基于存儲于數據存儲器中的水質參數數據，開展河道水質的綜合分析，并根據水質參數監測結果對河道水質進行預警。為了達到上述目的，本發明公開了一種自動化河道水質監測預警裝置及其使用方法，動力裝置為整體裝置在河道中的移動提供動力，控制并記錄集成監測預警裝置的移動地理坐標。集成監測預警裝置包括濁度、電導率及流速三個監測模塊。其中，濁度監測模塊利用感光傳感器測量激光發射器產生的激光光束在水中的散射程度獲取河道水體濁度，電導率監測模塊通過測量河道水體電阻獲取河道水體電導率的監測信息，流速監測模塊通過激光粒子成像技術觀測水體中顆粒的位移實現對河道水體的流速監測。該裝置的特點是通過光學原理的組合技術，實現了濁度監測模塊、電導率監測模塊、流速監測模塊等多種河道水質參數的同步自動監測，進而可實現對河道水質的實時綜合評價，并基于水質監測參數結果進行水質預警。同時，動力裝置擴展了河道水質監測的測量范圍，動力裝置用于采集水質監測的實時地理坐標，構建反映河道水質的多參數三維空間監測數據。