CN106124725A - 一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置 - Google Patents

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杜宗印
杨华勇
李镇
朱宗军
张锋
陈燕虎
郭朝阳
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    • G01N33/18—Water
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    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
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    • B66D1/40—Control devices
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    • B66D1/46—Control devices non-automatic electric
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G—PHYSICS
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    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/048—Monitoring; Safety

Abstract

本发明公开了一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，包括岸基站、水底监测平台，绞车升降小平台和锚系缆载水质监测设备，所述岸基站建设于供电稳定、通风散热良好的水源岸边站房内，包括供电电源和监控中心；水底监测平台，通过光电复合缆与岸基站相互通讯，实现水下监测设备及水质监测设备的持续能量供给及信号采集；锚系缆载水质监测设备，安装于绞车升降小平台上，通过水密缆由水底监测平台完成持续供电，保证水质监测设备能够长期稳定运行。本发明具有水下长期、连续、原位、断面水质在线监测的优势，打破传统方式处于水面或取样的劣势。

Description

一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置
技术领域
本发明涉及一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，应用于河流、湖泊、水库、海洋等水域环境下的水质在线监测，为水域环境提供纵向、立体、原位的移动式实时在线监测。
背景技术
目前，水质监测方式主要分为人工采样监测、浮标监测和自动监测站在线监测三种方式。人工采样监测是由人工将水源水样采集运输至实验室进行化验检测，效率低下，并且水样经过一段时间的存放，不具有代表性；浮标监测主要是将水质监测设备固定于浮体之下，挂置于水下0.5米处，进行表层水水质监测；自动监测站主要采用泵抽方式将某一点内水样抽到站房内，由岸基自动分析仪进行水质监测。现阶段，水环境问题较为突出，由于水源本身及其它污染物无节制排放问题，简单水源采样、表层水质监测不能全面、真实、有效地反映水域的实际水质情况，进而不能满足实际需求。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对目前水质监测方式存在效率低下，监测面窄，不能真实、全面反映水体水质情况的问题，提供了一种针对水源进行纵向、断面、原位、定深监测的装置，可长期连续运行于预设定的具体位置，保证更为真实、全面地监测固定位置水体水质。
技术方案：本发明所述的一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，包括：
岸基站，建设于供电稳定、通风散热良好的水源岸边站房内，包括供电电源和监控中心；所述供电电源采用站房内稳定电压输入，输出中高压直流电，所述监控中心包括系统运行状态控制模块、水下设备温湿漏水环境状态显示模块、水质参数数据的接收、处理与存储模块；
水底监测平台，通过光电复合缆与岸基站相互通讯，实现水下监测设备及水质监测设备的持续能量供给及信号采集，水底监测平台包括电压变换单元、控制单元、数据采集单元及光电转换单元；所述电压变换单元实现岸基供电电源输出的中高压到水下监测设备使用的低压转换，所述控制单元实现水下设备的通断、保护及信号采集与否的控制，所述数据采集单元是对水质参数的采集并留有多种通讯接口，所述光电转换单元进行光信号与电信号相互转换的设备；
绞车升降小平台，通过远程控制指令的下达，进行定长的放大实现锚系缆载水质监测设备在水内实现纵向升降功能；
锚系缆载水质监测设备，安装于绞车升降小平台上，通过水密缆由水底监测平台完成持续供电，并实现水源水样的采集、测量，并通过收放连接的水密缆长度，实现水质监测设备布设于不同的水深中。
进一步的，所述供电电源输入电压为220V AC市电、380V AC三相电、太阳能及发电机发电能量源；输出电压根据系统总功率进行设置，为100V-1000V DC。
进一步的，所述光电复合缆为能量供给和信号传输的路径选择，由双导体和多根光纤构成，并且具有良好的水密性能。
进一步的，所述电压变换单元的输出低压为48V、24V、12VDC不同等级，根据水下设备的需求进行相应的分配。
进一步的，所述控制单元采用通用控制器及其外围模块，控制器采用PLC、单片机、DSP，并通过监控中心进行上下位机的远程操作。
有益效果：本发明具有水下长期、连续、原位、断面水质在线监测的优势，打破传统方式处于水面或取样的劣势。
附图说明
图1为本发明整体结构原理框图。
具体实施方式
如图1为该纵向断面移动式多参数水质监测装置系统架构示意图。该纵向断面移动式多参数水质监测装置包括岸基站、光电复合缆、水底监测平台、绞车升降小平台及锚系缆载水质监测设备5个部分。
岸基站建设于供电稳定、通风散热良好的水源岸边站房内，主要由供电电源和监控中心组成。其中：
（1）供电电源采用站房内稳定电压输入，输出中高压直流电。输入电压可为220V AC市电、380V AC三相电、太阳能及发电机发电等能量源；输出电压根据系统总功率进行设置，通常情况下为100V-3000V DC。
（2）监控中心，根据不同水域的需要进行相应的定制，主要包括系统运行状态控制、水下设备温湿漏水等环境状态显示、水质参数数据的接收、处理与存储等。
光电复合缆为监测方法中能量供给和信号传输的路径选择，由双导体和多跟光纤构成，并且具有良好的水密性能，能够长期适用于水下环境。
水底监测平台主要实现水下监测设备及绞车升降小平台的持续能量供给及信号采集。水底监测平台主要由电压变换单元、控制单元、数据采集单元及光电交换机组成。其中：
（1）电压变换单元实现岸基供电电源输出的中高压到水下监测设备使用的低压转换，输出低压可为48V、24V、12VDC不同等级，根据水下设备的需求进行相应的分配。
（2）控制单元实现水下设备的通断、保护及信号采集与否的控制，采用通用控制器及其外围模块实现，控制器可为PLC、单片机、DSP等，并可通过监控中心进行上下位机的远程操作。
（3）数据采集单元主要是对水质参数的采集，留有多种通讯接口，适用于多种通讯协议，如RS485、RS232、RJ45、总线等。
（4）光电交换机是进行光信号与电信号相互转换的设备，光信号可采用单模或多模光纤进行传输，电信号为10M/100M/1000Mbps以太网信号。
绞车升降小平台，可通过远程控制指令的下达，进行定长的放大主要实现水质监测设备水内纵向升降功能。
锚系缆载水质监测设备安装于绞车升降小平台之上，通过水密缆由水底监测平台完成持续供电，水源水样的采集、测量其自身完成，并通过通用协议如RS485、RS232或RJ45等绞车通过收放连接的水密缆长度，实现水质监测设备布设于不同的水深中。水质监测设备的上下升降完成水体纵向断面移动式水质在线监测。
该纵向断面移动式多参数水质在线监测方法具有水下长期、连续、原位、断面、移动水质监测的优势，为水源水质监测提供新的方法，可解决了传统监测方式监测面小、不能够真实完全反映水源水质情况的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，其特征在于：包括：
岸基站，建设于供电稳定、通风散热良好的水源岸边站房内，包括供电电源和监控中心；所述供电电源采用站房内稳定电压输入，输出中高压直流电，所述监控中心包括系统运行状态控制模块、水下设备温湿漏水环境状态显示模块、水质参数数据的接收、处理与存储模块；
水底监测平台，通过光电复合缆与岸基站相互通讯，实现水下监测设备及水质监测设备的持续能量供给及信号采集，水底监测平台包括电压变换单元、控制单元、数据采集单元及光电转换单元；所述电压变换单元实现岸基供电电源输出的中高压到水下监测设备使用的低压转换，所述控制单元实现水下设备的通断、保护及信号采集与否的控制，所述数据采集单元是对水质参数的采集并留有多种通讯接口，所述光电转换单元进行光信号与电信号相互转换的设备；
绞车升降小平台，通过远程控制指令的下达，进行定长的放大实现锚系缆载水质监测设备在水内实现纵向升降功能；
锚系缆载水质监测设备，安装于绞车升降小平台上，通过水密缆由水底监测平台完成持续供电，并实现水源水样的采集、测量，并通过收放连接的水密缆长度，实现水质监测设备布设于不同的水深中。
2.根据权利要求1所述的一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，其特征在于：所述供电电源输入电压为220V AC市电、380V AC三相电、太阳能及发电机发电能量源；输出电压根据系统总功率进行设置，为100V-1000V DC。
3.根据权利要求1所述的一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，其特征在于：所述光电复合缆为能量供给和信号传输的路径选择，由双导体和多根光纤构成，并且具有良好的水密性能。
4.根据权利要求1所述的一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，其特征在于：所述电压变换单元的输出低压为48V、24V、12VDC不同等级，根据水下设备的需求进行相应的分配。
5.根据权利要求1所述的一种纵向断面移动式多参数水质在线监测装置，其特征在于：所述控制单元采用通用控制器及其外围模块，控制器采用PLC、单片机、DSP，并通过监控中心进行上下位机的远程操作。
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