CN106908416A - 一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法，属于溢油监测领域，通过LED发光模块能够发出紫外光，紫外光经水面发生后进入光传感器中，光传感器将收到的光信号转换为电压信号送至主控板进行处理，主控板将信号送至上位机，当水面发生溢油现象时，光传感器收到反射的紫外光强度变强，电压信号增大，主控板将处理后将信号送入上位机中进行处理，上位机通过短信报警模块给相关的责任人发生短信报警，通过阀门控制器关闭阀门，及时、快速的切断污染源，避免污染范围的扩大。

Description

一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法

技术领域

本发明涉及水面溢油监测领域，具体涉及一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法。

背景技术

海上石油生产及运输导致溢油事故日益增多，造成严重水体污染和生态环境破坏，并逐步危及人类的生活和健康，这也使石油污染问题进入公众的视野。根据国家环境保护的有关规定，各涉油企业和单位都要建立溢油应急反应计划，实现保护海洋环境，促进社会、经济的可持续发展的战略目标。

目前，已有的溢油监测手段包括雷达和光谱仪监测如一种光谱仪及溢油监测系统，中国专利申请号为201110210224.1，公开了一种海面固定式雷达溢油监测装置及其方法，而现有技术存在一定弊端，雷达只能随船只或固定在生产平台，使用范围较小；现有光谱类溢油监测装置多为紫外诱发荧光技术，存在光源寿命短、监测油品种类少，无法监测汽油等缺点。

发明内容

针对现有的溢油监测装置存在的使用范围较小，寿命短，监测油品种类少的问题，本发明提供了一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法。

本发明采用以下的技术方案：

一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法，其中：

监测装置包括电源模块、主控板、光传感器、LED驱动模块、LED发光模块和上位机，所述LED驱动模块与LED发光模块相连，电源模块、光传感器和LED驱动模块均与主控板相连，主控板内设置有模数转换器和单片机，主控板与上位机相连，上位机中设置有短信报警模块和控制器，控制器与声光报警器和阀门控制器相连；

电源模块采用太阳能电池板或220V交流电，为主控板提供电源；

利用上述监测装置监测水面溢油的监测方法，包括以下步骤：

步骤1：将监测装置安装在企业雨水、污水排水口的水面或海面、河流和湖泊的水面上方10米以内的范围，在水面无油膜时，LED驱动模块给LED发光模块提供恒定的电流，LED发光模块发出紫外光到水面上，紫外光经水面反射后进入光传感器中，光传感器上设置有两组滤光片，其中一组滤光片能够滤除0-350nm的光谱，另一组滤光片能够滤除380nm以上的光谱；

步骤2：光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经主控板的模数转换器转换为数字信号，在液面无油膜时，数字信号数值在13000至25000范围内，将此数字信号数值作为标准值储存到主控板的单片机中；

步骤3：LED发光模块实时发射紫外光到水面上，光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经主控板的模数转换器转换为数字信号，得到的数字信号数值与主控板的单片机中存储的标准值进行对比，主控板将对比后的结果送入上位机进行处理；

步骤4：当水面有油时，反射的紫外光强度变强，数字信号值迅速变大，当数字信号数值超过标准值时，主控制板将信号送至上位机中，上位机通过短信报警模块发生短信报警，通过控制器控制声光报警器进行报警，控制阀门控制器关闭或者打开阀门。

本发明具有的有益效果是：

本发明提供的基于紫外反射的水面溢油监测装置，通过LED发光模块能够发出紫外光，紫外光经水面发生后进入光传感器中，光传感器将收到的光信号转换为电压信号送至主控板进行处理，主控板将信号送至上位机，当水面发生溢油现象时，光传感器收到反射的紫外光强度变强，电压信号增大，主控板将处理后将信号送入上位机中进行处理，上位机通过短信报警模块给相关的责任人发生短信报警，短信报警内容中包括各监测点溢油应急处置措施、应急物资配备情况和应急人员联络方式等信息，方便责任人及时处理溢油事故。上位机可控制声光报警器进行声光报警提醒现场监控人员，提高了对水面溢油的监测效率；另外，上位机也与污水或者雨水排口的阀门控制器相连，通过阀门控制器关闭阀门，及时、快速的切断污染源，避免污染范围的扩大。

本发明是基于紫外光反射的水面溢油监测装置，光源寿命长，受环境影响小，不仅可以监测水面上泄漏原油，还可以监测汽油、柴油等，监测油品种类多。该装置探测油膜的厚度为1.4μm，相对于现有的监测装置灵敏度大大提高。

附图说明

图1为基于紫外反射的水面溢油监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明：

结合图1，一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法，其中，监测装置包括电源模块、主控板、光传感器、LED驱动模块、LED发光模块和上位机，所述LED驱动模块与LED发光模块相连，电源模块、光传感器和LED驱动模块均与主控板相连，主控板内设置有模数转换器和单片机，主控板与上位机相连，上位机中设置有短信报警模块和控制器，控制器与声光报警器和阀门控制器相连。

在紫外灯上装有用于滤光的滤光片。

电源模块采用太阳能电池板或220V交流电，为主控板提供电源。

利用上述监测装置监测水面溢油的监测方法，包括以下步骤：

步骤1：在水面无油膜时，LED驱动模块给LED发光模块提供恒定的电流，LED驱动模块的驱动频率由主控板控制，LED发光模块发出紫外光到水面上，LED发光模块包括型号为LZ4-04UV00的紫外LED灯，在紫外灯上装有用于滤光的滤光片，紫外光经水面反射后进入光传感器中，光传感器上设置有两组滤光片，其中一组滤光片能够滤除0-350nm的光谱，另一组滤光片能够滤除380nm以上的光谱。

步骤2：光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经主控板的模数转换器转换为数字信号，在液面无油膜时，数字信号数值在13000至25000范围内，将此数字信号数值作为标准值储存到主控板的单片机中。

步骤3：LED发光模块实时发射紫外光到水面上，光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经主控板的模数转换器转换为数字信号，得到的数字信号数值与主控板的单片机中存储的标准值进行对比，主控板将对比后的结果送入上位机进行处理。

步骤4：当水面有油时，反射的紫外光强度变强，数字信号值迅速变大，当数字信号数值超过标准值时，主控制板将信号送至上位机中，上位机通过短信报警模块发生短信报警，通过控制器控制声光报警器进行报警，控制阀门控制器关闭或者打开阀门。上位机通过短信报警模块给相关的责任人发生短信报警，短信报警内容中包括各监测点溢油应急处置措施、应急物资配备情况和应急人员联络方式等信息，方便责任人及时处理溢油事故。上位机可控制声光报警器进行声光报警提醒现场监控人员，提高了对水面溢油的监测效率。上位机通过控制污水或者雨水排口的阀门控制器关闭阀门，及时、快速的切断污染源，避免污染范围的扩大。

实施例1

将溢油监测装置安装于某石化企业油品码头汽油装卸泊位，安装于装卸泊位后方，安装高度为距水面约2米，河流流速为1.2m/s，利用汽油模拟溢油，水面滴入少量汽油，油膜流经溢油装置水面照射部分时，装置主控板接收的数字信号变大，主控板发出信号，送入上位机，上位机发送短信报警，与上位机相连的声光报警器发出声光报警。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于紫外反射的水面溢油监测装置的监测方法，其特征在于：

监测装置包括电源模块、主控板、光传感器、LED驱动模块、LED发光模块和上位机，所述LED驱动模块与LED发光模块相连，电源模块、光传感器和LED驱动模块均与主控板相连，主控板内设置有模数转换器和单片机，主控板与上位机相连，上位机中设置有短信报警模块和控制器，控制器与声光报警器和阀门控制器相连；

电源模块采用太阳能电池板或220V交流电，为主控板提供电源；

利用上述监测装置监测水面溢油的监测方法，包括以下步骤：

步骤1：将监测装置安装在企业雨水、污水排水口的水面或海面、河流和湖泊的水面上方10米以内的范围，在水面无油膜时，LED驱动模块给LED发光模块提供恒定的电流，LED发光模块发出紫外光到水面上，紫外光经水面反射后进入光传感器中，光传感器上设置有两组滤光片，其中一组滤光片能够滤除0-350nm的光谱，另一组滤光片能够滤除380nm以上的光谱；

步骤2：光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经主控板的模数转换器转换为数字信号，在液面无油膜时，数字信号数值在13000至25000范围内，将此数字信号数值作为标准值储存到主控板的单片机中；

步骤3：LED发光模块实时发射紫外光到水面上，光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经主控板的模数转换器转换为数字信号，得到的数字信号数值与主控板的单片机中存储的标准值进行对比，主控板将对比后的结果送入上位机进行处理；

步骤4：当水面有油时，反射的紫外光强度变强，数字信号值迅速变大，当数字信号数值超过标准值时，主控制板将信号送至上位机中，上位机通过短信报警模块发生短信报警，通过控制器控制声光报警器进行报警，控制阀门控制器关闭或者打开阀门。