CN104730221B - 一种水污染动态监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的一种水污染动态监控装置包括：小型声呐、无线收发装置A、自流槽、气体发生装置、可活动挡板、电源、微处理器、螺旋桨、壳体、传动轴、驱动电机、无线收发装置B、气囊、喷管、水质检测单元、GPS装置、陀螺仪。可在自来水管网中运动，小型声呐能够识别自来水管网的转弯处、节点处，GPS模块具有定位功能，陀螺仪可保持该装置的运行平稳，三者与无线收发装置A相连，将信息发送至无线收发装置B，再反馈至微处理器，微处理器控制驱动电机通过传动轴实现螺旋桨的旋转推进。该动态监控装置内设置有自流槽，可采集自来水水样，供水质检测单元实时检测。水样存在异常情况时，气体发生装置通过喷嘴给气囊充气，囊迅速膨胀弹开覆盖在两侧的活动挡板封堵自来水管的目的。

Description

一种水污染动态监控装置
技术领域
本发明专利涉及一种水质监控装置，具体涉及一种水污染动态监控装置。
背景技术
水是人类所必需的生存资源，但是随着近年来国内工业的快速发展，伴随而来的是严重自然生态问题，尤其是对水资源的污染更是不容忽视的严重问题，危及人类自身健康；由此所引发的水污染事故屡见于报端。因此国家和各地方政府也加大了对于水污染的监管力度。但水污染的问题却依旧存在，且有愈演愈烈之势。
面对日益严重的水污染问题，一些具有自动检测、监测功能的新技术和新设备投入了使用，并取得了有益效果，但是目前对水质污染检测、监测工作，其所采用的是一种的定点、定时的检测、监测方式。由于水污染问题存在着较大的偶发性因素，客观上就需要实现全面、实时、动态的监测。与此同时以往所采取的是一种被动式的检测、监测方式。如何实现水污染问题的主动式检测、监测，并能够同时采取有效的控制策略就成为了一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是发明的一种水污染动态监控装置。使其能够实现对水污染的主动式检测、监测。该装置可在自来水管网中自由活动，并且可以实时采集水质样本，检测所采集样本是否符合饮用要求。在发现管网中存在水污染问题时，可以通过自身装备的充气气囊装置的快速充气膨胀，实现对管道的封堵，与此同时发送报警信息。
为实现上述目的，本发明所涉及的一种水污染动态监控装置包括：小型声呐、无线收发装置A、自流槽、气体发生装置、可活动挡板、电源、微处理器、螺旋桨、壳体、传动轴、驱动电机、无线收发装置B、气囊、喷管、水质检测单元、GPS装置、陀螺仪。其特征在于：根据重量布局以及作用效果方向考虑，对小型声呐、无线收发装置A、自流槽、气体发生装置、可活动挡板、电源、微处理器、螺旋桨、传动轴、驱动电机、无线收发装置B、气囊、喷管、水质检测单元、GPS装置、陀螺仪在壳体中的布局位置做出重点规划，陀螺仪起到装置运动平衡的作用，其位置与重量相当的螺旋桨分别位于该装置的前端与尾部，无线收发装置A与无线收发装置B分别位于该装置的前后两端，在管道穿行过程中，采用小型声呐进行拐角和障碍物的检测，自流槽中的水为水质检测单元的检测对象，气体发生装置、可活动挡板、气囊、喷管共同作用，在反馈性措施还没下达和执行前，进行及时的封堵措施，无线收发装置A、微处理器、无线收发装置B为信号通信的主要元件，其中，设置微处理器控制无线收发装置B实现向外发送预警信息的动作，不仅起警示作用，同时能将气囊弹开的时间、地点等信息传递给监控中心，螺旋桨、传动轴、驱动电机、陀螺仪则为操控运动的主要元件。
所述小型声呐主要实现对水管管网中节点处的探索，使该装置在水管内部顺利穿行的用途，具有绕过管道内各种障碍物的功能，在探索发现管网节点时，将信息通过无线收发装置A发送至无线收发装置B，由无线收发装置B发送至微处理器，实现两者间的短距离的可靠传输，由微处理器控制驱动电机带动传动轴和螺旋桨改变运动方向。
所述自流槽两端有孔眼，该装置在水管中运动时，自流槽中的水作为样本可由水质检测单元进行水污染检测，在水质检测单元发现检测指标不符合安全要求时，立即触发气体发生装置，气体发生装置快速产生气体通过喷管将气体注入气囊中，气囊由常态迅速转化为充气饱满状态，弹开可活动挡板，此时的气囊的囊壁已经对水管管壁产生了压力，实现对自来水管道的封堵，此时微处理器控制驱动电机停止工作，该装置停止前进，并由微处理器通过无线收发装置B向外发送预警信息，形成一种及时的应对措施。
所述水质检测单元，旁边设置有自流槽，水质检测单元由多个功能检测装置构成，检测指标包括：微生物、重金属、有机化学品等多个类别，检测指标全面。
所述气体发生装置工作的同时，GPS装置记录位置信息，通过无线收发装置A向外发送，用户可以设立专门的上位监控机实现对数据的接收。该上位机同时也可以向无线收发装置B发送信息，以实现对该装置的控制。
本发明的有益效果在于：该装置能够实时在自来水管网中游离，行动具有随意性，可实时监测自来水管网中的水质，在发现水质不达标的情况下，自身气囊充气迅速膨胀，封堵自来水管，同时向外发送预警信息。相比较于以往的监控手段，该装置具有实时性强、检测效果好、反应灵敏、监测范围大的特点。
附图说明
图1为本发明一种水污染动态检测装置的结构图
图2为本发明一种水污染动态检测触发状态下结构图
图例说明：1.小型声呐、2.无线收发装置A、3.自流槽、4.气体发生装置、5.可活动挡板、6.电源、7.微处理器、8.螺旋桨、9.壳体、10.传动轴、11.驱动电机、12.无线收发装置B、13.气囊、14.喷管、15.水质检测单元、16.GPS装置、17.陀螺仪。
具体实施方式
以下结合附图所示举例作进一步详述。
如图1、2所示，本实施例的一种水污染动态监控装置包括：小型声呐1、无线收发装置A 2、自流槽3、气体发生装置4、可活动挡板5、电源6、微处理器7、螺旋桨8、壳体9、传动轴10、驱动电机11、无线收发装置B 12、气囊13、喷管14、水质检测单元15、GPS装置16、陀螺仪17。其中：根据重量布局以及作用效果方向考虑，对小型声呐1、无线收发装置A2、自流槽3、气体发生装置4、可活动挡板5、电源6、微处理器7、螺旋桨8、传动轴10、驱动电机11、无线收发装置B12、气囊13、喷管14、水质检测单元15、GPS装置16、陀螺仪17在壳体9中的布局位置做出重点规划，陀螺仪17起到装置运动平衡的作用，其位置与重量相当的螺旋桨8分别位于该装置的前端与尾部，无线收发装置A2与无线收发装置B12分别位于该装置的前后两端，在管道穿行过程中，采用小型声呐1进行拐角和障碍物的检测，自流槽3中的水为水质检测单元15的检测对象，气体发生装置4、可活动挡板5、气囊13、喷管14共同作用，在反馈性措施还没下达和执行前，进行及时的封堵措施，无线收发装置A2、微处理器7、无线收发装置B12为信号通信的主要元件，其中，设置微处理器7控制无线收发装置B12实现向外发送预警信息的动作，不仅起警示作用，同时能将气囊13弹开的时间、地点等信息传递给监控中心，螺旋桨8、传动轴10、驱动电机11、陀螺仪17则为操控运动的主要元件。
小型声呐1主要实现对水管管网中节点处的探索，使该装置在水管内部顺利穿行的用途，具有绕过管道内各种障碍物的功能，在探索发现管网节点时，将信息通过无线收发装置A2发送至无线收发装置B12，由无线收发装置B12发送至微处理器7，实现两者间的短距离的可靠传输，由微处理器7控制驱动电机11带动传动轴10和螺旋桨8改变运动方向。
自流槽3两端有孔眼，该装置在水管中运动时，自流槽3中的水作为样本可由水质检测单元15进行水污染检测，在水质检测单元15发现检测指标不符合安全要求时，立即触发气体发生装置4，气体发生装置4快速产生气体通过喷管14将气体注入气囊13中，气囊13由常态迅速转化为充气饱满状态，弹开可活动挡板5，此时的气囊13的囊壁已经对水管管壁产生了压力，实现对自来水管道的封堵，此时微处理器7控制驱动电机11停止工作，该装置停止前进，并由微处理器7通过无线收发装置B12向外发送预警信息，形成一种及时的应对措施。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更，仍属于本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种水污染动态监控装置包括：小型声呐（1）、无线收发装置A（2）、自流槽（3）、气体发生装置（4）、可活动挡板（5）、电源（6）、微处理器（7）、螺旋桨（8）、壳体（9）、传动轴（10）、驱动电机（11）、无线收发装置B（12）、气囊（13）、喷管(14)、水质检测单元(15)、GPS装置(16)、陀螺仪(17),其特征在于：小型声呐(1)、无线收发装置A(2)、自流槽(3)、气体发生装置(4)、可活动挡板(5)、电源(6)、微处理器(7)、螺旋桨(8)、传动轴(10)、驱动电机(11)、无线收发装置B(12)、气囊(13)、喷管(14)、水质检测单元(15)、GPS装置(16)、陀螺仪(17)均集成于壳体(9)，信息通过无线发送装置A(2)发送至无线收发装置B(12)，无线收发装置B(12)与微处理器(7)进行信息交互，微处理器(7)控制驱动电机(11)动作，驱动电机(11)带动传动轴(10)和螺旋桨(8)改变运动方向，无线收发装置A(2)将位置信息向外发送至无线收发装置B(12)，无线收发装置B(12)将信息反馈至微处理器(7)，也可由微处理器(7)通过无线收发装置B(12)向外发送信息，该装置内设有自流槽(3)，自流槽(3)与水质污染监测单元(15)互通，自流槽(3)两端有孔眼，该装置在水管中运动时，自流槽(3)中的水作为样本可由水质污染监测单元(15)进行水污染检测，喷管(14)可将气体注入气囊(13)中，气囊(13)可弹开可活动挡板(5)，在水污染检测单元(15)发现检测指标不符合安全要求时，触发气体发生装置(4)，气体发生装置(4)快速产生气体通过喷管(14)将气体注入气囊(13)中，气囊(13)由常态迅速转化为充气饱满状态，弹开可活动挡板(5)，此时的气囊(13)的囊壁已经对水管管壁产生了压力，实现对自来水管道的封堵,此时微处理器(7)控制驱动电机(11)停止工作，该装置停止前进，并由微处理器(7)通过无线收发装置B(12)向外发送预警信息；微处理器(7)控制驱动电机(11)的工作，微处理器(7)控制无线收发装置B(12)实现向外发送预警信息的动作。
2.根据权利要求1所述的一种水污染动态监控装置，其特征在于：小型声呐(1)可以有效实现对水管管网中节点处的探索，在探索发现管网节点时，将信息通过无线发送装置A(2)发送至无线收发装置B(12)，由无线收发装置B(12)发送至微处理器(7)，由微处理器(7)控制驱动电机(11)带动传动轴(10)和螺旋桨(8)改变运动方向。
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