CN104062296A - 一种舱底水检测报警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舱底水检测报警装置及方法，所述装置包括：检测传感器、单片机处理模块、显示报警存储模块和控制输出模块；检测传感器与单片机处理模块连接；单片机处理模块与显示报警存储模块相连；单片机处理模块与控制输出模块相连。所述方法单片机处理模块依据检测传感器检测得到的污水含油量的历次测量值A1～An，得到瞬时变化量最大值的变化范围对测量值进行判断；然后，在将有效的污水含油量测量值与前n次测量结果做滑动平均数，作为报警判断依据。本发明通过检测传感器可对含油污水进行集中实时监测，并通过软件算法提高了检测的准确性，在出现故障时可自行判断立即通知管理人员，提前做好故障的处理准备，能更有效地避免意外发生。

Description

一种舱底水检测报警装置及方法

技术领域

本发明涉及污水检测系统及方法，具体涉及一种舱底水检测报警装置及方法。

背景技术

目前国内外检测污水油含量的方法主要有两种：一种采用人工取样分析的方法，另一种采用在线监测分析方法。人工取样分析方法虽然作为标准能够测定污水含油量，但既费时又具有很长滞后性，而且人为因素影响较大，无法实现在线监控。而目前现有的污水油浓度在线检测方法都存在这样或那样的缺点，无法在工业现场真正作为检测仪表使用。而现有的在线监测方法在使用中，常常面对污水中杂质及管道污垢，存在漏报、误报的问题。其次，其无法及时发现检测系统自身的故障，难以在复杂环境下稳定的完成污水含油量的检测。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种舱底水检测报警装置及方法，以有效解决检测过程中的误报、漏报问题，提高检测、控制的准确性与仪器的可靠性，实现集中控制。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种舱底水检测报警装置，包括：检测传感器、单片机处理模块、显示报警存储模块和控制输出模块；检测传感器与单片机处理模块连接；单片机处理模块与显示报警存储模块相连；单片机处理模块与控制输出模块相连。

所述的检测传感器不少于2个，采用硬件冗余排除误差。

所述单片机处理模块采用ATmega16单片机。

所述显示报警存储模块包含ATmega128A单片机、LCD液晶屏、LED报警灯、按键键盘及SD卡槽；通过ATmega128A单片机接收单片机处理模块发送的检测信息，并存入SD卡中，并根据检测信息刷新LCD液晶屏显示及LED报警灯报警；通过按键键盘对所述舱底水检测报警装置进行设置并可调整显示内容。

一种舱底水检测报警装置的检测方法方法如下：单片机处理模块依据检测传感器检测得到的污水含油量的历次测量值A1～An，得到瞬时变化量最大值的变化范围对测量值进行判断；然后，在将有效的污水含油量测量值与前n次测量结果做滑动平均数，作为报警判断依据；其中瞬时变化量最大值的变化范围为：(An-A(n-1))max)*±20％，An为本次测量值，A(n-1)为前次测量值。

有益效果：与现有的舱底水检测报警装置相比，本发明的舱底水检测报警装置具有的突出优点包括：通过检测传感器可对含油污水进行集中实时监测，并通过软件算法提高了检测的准确性，在出现故障时可自行判断并立即通知管理人员，提前做好故障的处理准备，能更有效地避免意外发生，能高效快速的向污水处理装置发出控制信号，具有很好的实用性，能够产生较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是舱底水检测报警装置的结构示意图。

图2是本发明方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

舱底水检测报警装置包含硬件、软件。硬件设备如图1所示，由检测传感器1、单片机处理模块2、显示报警存储模块3和控制输出模块4组成。

检测传感器1上设有一个红外线发射端与两个接收端，用于采集数据，同时与单片机处理模块2相连，用于接收红外线发射控制信号与发送红外线接受端采集的信号。单片机处理模块2与显示报警存储模块3相连，将处理结果发送给从站；单片机处理模块2与控制输出模块4相连，将处理结果转化为控制信号输出；控制输出模块4与外部污水处理排放系统相连。

单片机处理模块2以ATmega16单片机作为数据处理器，包括外部电源、采集信号的放大滤波电路、数据传输接口。装置采用外部电源供电，将AC220V转换为DC±5V、DC±15V共内部使用。模块选用OP07放大器组成放大滤波电路对检测传感器1发送来的信号进行预处理。通过ATmega16单片机实现在软件上完成对误差的快速判断算法、对检测传感器工作状态的判断算法、对污水含油量采集信号的处理算法。并通过数据传输接口将检测信息发送至显示报警存储模块3，将控制信息发送至控制输出模块4。

显示报警存储模块3为装置的人机交互界面，包含ATmega128A单片机、12864LCD液晶屏、LED报警灯、按键键盘及SD卡槽。模块通过ATmega128A单片机接收有单片机处理模块2发送的检测信息，将其存入SD卡槽中，并根据检测信息刷新12864LCD液晶屏显示及LED报警灯报警。通过按键键盘对装置进行设置并可调整显示内容。

控制输出模块4接收单片机处理模块2发送的控制信息，通过继电器控制输出接口，将控制信号发送给污水处理排放装置。

装置的软件包含一种对误差的快速判断算法5、一种对检测传感器工作状态的判断算法6、对污水含油量采集信号的处理算法。如图2所示，一种舱底水检测报警装置的检测方法方法如下：单片机处理模块2依据检测传感器1检测得到的污水含油量的历次测量值A1～An，得到瞬时变化量最大值的变化范围对测量值进行判断；然后，在将有效的污水含油量测量值与前n次测量结果做滑动平均数，作为报警判断依据；其中瞬时变化量最大值的变化范围为：(An-A(n-1))max)*±20％，An为本次测量值，A(n-1)为前次测量值。

对误差的快速判断算法5，根据实验结果，通过前次测量结果的合理变动范围判断是否属于采样误差。算法中，求取上次采样结果分别乘以最大增量系数与最小增量系数的合理变化范围，将本次采样结果与该范围相比较，判断本次采样结果是否可取。并将可取结果存入，在采用滑动平均数求取最新五次采样结果的平均值作为最后结果，判断污水含油量。

对检测传感器工作状态的判断算法6，根据实验结果，通过两个或两个以上检测传感器测量结果的异同判断是否出现硬件故障。算法中，判断各检测传感器的采集结果是否存在过大差值，求取平均数，对在合理范围内的差异不做报警，并以平均数作为采样结果。对于合理范围之外的检测传感器进行跟踪监测，若数秒内的采样结果都在合理范围之外，启动报警。

舱底水检测报警装置，按照国军标要求严格测试，保证系统更加可靠稳定。抗浪涌、抗干扰能力强。采用领先同行业的电子技术和优质原材料，全面顾及系统的稳定性、安全性、可靠性及扩展性。独特的模块化设计，使得设备更可靠，维护更方便。设有速熔保险管保护，确保主机稳定。可靠的硬件电路，光电隔离技术、硬件容错技术、软件容错技术、看门狗电路的应用，使得系统运行更稳定，更可靠。人性化的远程控制，可根据不同的需要实现相关的系统控制及故障监测。

舱底水检测报警装置，是通过红外传感器对含油污水进行检测，并使用单片机对污水的处理排放进行控制，出现故障时可立即通知管理人员，提前做好故障的处理准备，能更有效地避免意外发生，能高效快速的控制排放污水的含油量。该系统还具有以下创新点：

(1)安装简单方便：系统对外接口可直接控制污水处理排放装置，非常简易和方便；

(2)操作简单方便：系统编程可视化、界面人性化，用户操作没有任何障碍；

(3)系统扩展性强：本系统全部采用模块化的结构设计，用户可以根据自己的情况选择所需的模块，就像是度身定做的一样；

(4)系统可靠性高：具有很高的稳定性、很好的可靠性和很兼容性，能有效地解决各模块间数据传输的数据冲突问题和电源传输问题；通过软硬件冗余提高了系统在复杂情况下正常工作的可靠性；

(5)管理轻松：可通过操作面板进行对设备的控制；可随时了解污水含油量，并可以根据实际需要，查询历史记；

(6)传感器故障检测：通过算法实现检测装置工作状态跟踪，及时反馈检测传感器可能出现的故障。

(7)检测准确性高：通过硬件冗余结合算法实现了的检测结果的排差优化，提高了装置的检测准确性。

(8)安装调试和维护方便：系统采用标准模块设计，安装方式统一，以所有设备的通用性。该智能系统特有的零功耗、光电隔离使得系统较其他同类产品更加安全稳定，同时系统采用集中式模块化的安装维护方式，局部控制元件故障不影响模块的正常运行，局部的模块问题不影响整个系统的运行。可轻松扩展或拆卸相应的模块使得对系统的日常维护变得轻松方便。

(9)具有实时监控功能：客户可以通过人机界面监视系统中所有模块的工作状况，并可对系统中的设备进行操控。

Claims (5)

1.一种舱底水检测报警装置，其特征在于包括：检测传感器(1)、单片机处理模块(2)、显示报警存储模块(3)和控制输出模块(4)；其中检测传感器(1)与单片机处理模块(2)连接；单片机处理模块(2)与显示报警存储模块(3)相连；单片机处理模块(2)与控制输出模块(4)相连。

2.根据权利要求1所述的一种舱底水检测报警装置，其特征在于：所述的检测传感器(1)不少于2个，采用硬件冗余排除误差。

3.根据权利要求1所述的一种舱底水检测报警装置，其特征在于：所述单片机处理模块(2)采用ATmega16单片机。

4.根据权利要求1所述的一种舱底水检测报警装置，其特征在于：所述显示报警存储模块(3)包含ATmega128A单片机、LCD液晶屏、LED报警灯、按键键盘及SD卡槽；通过ATmega128A单片机接收单片机处理模块(2)发送的检测信息，并存入SD卡槽中，并根据检测信息刷新LCD液晶屏显示及LED报警灯报警；通过按键键盘对所述舱底水检测报警装置进行设置并可调整显示内容。

5.一种如权利要求1所述的一种舱底水检测报警装置的检测方法，其特征在于所述方法如下：单片机处理模块(2)依据检测传感器(1)检测得到的污水含油量的历次测量值A1～An，得到瞬时变化量最大值的变化范围对测量值进行判断；然后，再将有效的污水含油量测量值与前n次测量结果做滑动平均数，作为报警判断依据；其中瞬时变化量最大值的变化范围为：(An-A(n-1))max)*±20％，An为本次测量值，A(n-1)为前次测量值。