CN108894308A - 一种蓄水池及其水质监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄水池及其水质监测方法，包括池体，所述池体的一侧上端固定连接有进水管，所述池体的另一侧靠近下端的侧壁上固定连接有出水管，所述池体的内壁上设有与出水管位置对应的防堵机构等；本发明通过设置固定套、转轴、叶片，即可利用出水管的出水为动力冲击叶片，进而驱动转轴转动。通过设置固定筒、绞龙轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮，即可通过转轴转动带动绞龙轴转动，进而将淤积在池体底部的泥沙卷起向上输送，及时将池体底部的泥沙清理出来。
Description
技术领域
本发明涉及蓄水池技术领域，尤其涉及一种蓄水池及其水质监测方法。
背景技术
蓄水池是用人工材料修建、具有防渗作用的蓄水设施。形式及分类根据其地形和土质条件可以修建在地上或地下，即分为开敝式和封闭式两大类，按形状特点又可分为圆形和矩形两种，因建筑材料不同可分为：砖池、浆砌石池、混凝土池等，用于水利工程的蓄水池一般都是用于水利调节的。
现有的水利工程用蓄水池，由于水体中的垃圾、杂物较多，泥沙会沉积在池底影响蓄水量，需要及时清除，并在蓄水池排水时，往往因为水中杂质杂物堵塞出水口，而导致蓄水池中的水排出缓慢，影响蓄水池的使用，出水口被堵时需要人工清除堵塞的杂物，费时费力，因此，提出一种蓄水池及其水质监测方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种蓄水池及其水质监测方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种蓄水池，包括池体，所述池体的一侧上端固定连接有进水管，所述池体的另一侧靠近下端的侧壁上固定连接有出水管，所述池体的内壁上设有与出水管位置对应的防堵机构，所述进水管与出水管上均设有阀门，所述池体的内部横向设置有第二滤网，所述第二滤网固定连接在池体的内壁上，且第二滤网倾斜设置，所述第二滤网的中部贯穿设有两端均有开口的固定筒，且固定筒竖直设置，所述固定筒与第二滤网固定连接，所述固定筒内设有泥沙提升机构，所述第二滤网的下方竖直设有第一滤网,所述第一滤网的上端固定连接在第二滤网的下端，所述第一滤网的下端与两侧侧壁均固定连接在池体的内壁上。
本发明的有益效果：
通过设置固定套、转轴、叶片，即可利用出水管的出水为动力冲击叶片，进而驱动转轴转动。通过设置固定筒、绞龙轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮，即可通过转轴转动带动绞龙轴转动，进而将淤积在池体底部的泥沙卷起向上输送，及时将池体底部的泥沙清理出来。通过设置扇叶、转动杆、第一固定杆、第二固定杆、刷毛，即可通过出水管内向外水流驱动扇叶转动，驱动转动杆转动，进而带动第二固定杆转动，通过刷毛对第三滤网的表面进行清洁，避免开口堵塞。此外本发明还大大降低了采样频率，可以对不同阶段的水质进行精准的监测，节约了数据资源，提高了数据质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种蓄水池的结构示意图；
图2为本发明提出的一种蓄水池的防堵机构的结构示意图。
图中：1池体、2出水管、3防护罩、4第一滤网、5绞龙轴、6固定筒、 7固定套、8阀门、9进水管、10叶片、11转轴、12第一锥齿轮、13第二锥齿轮、14第二滤网、15扇叶、16开口、17第三滤网、18转动杆、19第一固定杆、20第二固定杆、21刷毛。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种蓄水池及其水质监测方法，包括池体1，池体1的一侧上端固定连接有进水管9，池体1的另一侧靠近下端的侧壁上固定连接有出水管2，池体1的内壁上设有与出水管2位置对应的防堵机构，进水管9 与出水管2上均设有阀门8，池体1的内部横向设置有第二滤网14，第二滤网14固定连接在池体1的内壁上，且第二滤网14倾斜设置，第二滤网 14的中部贯穿设有两端均有开口的固定筒6，且固定筒6竖直设置，固定筒6与第二滤网14固定连接，固定筒6内设有泥沙提升机构，池体1的内底壁为锥面结构，便于泥沙聚集，便于将泥沙清出，第二滤网14的下方竖直设有第一滤网4,第一滤网4的上端固定连接在第二滤网14的下端，第一滤网4的下端与两侧侧壁均固定连接在池体1的内壁上。
本发明中，防堵机构包括固定连接在池体1内壁上的防护罩3，防护罩 3的侧壁上贯穿设有两个开口16，且两个开口16对称设置，开口16的内壁上固定连接有第三滤网17，防护罩3的侧壁上贯穿设有转动杆18，且转动杆18与防护罩3转动连接，转动杆18位于防护罩3内侧的一端固定连接有扇叶15，转动杆18位于防护罩3外侧的一端固定连接有第一固定杆19，第一固定杆19焊接在转动杆18上，第一固定杆19的两端均固定连接有第二固定杆20，且第二固定杆20与防护罩3的侧壁平行，第二固定杆 20靠近防护罩3的一侧侧壁上均布有刷毛21，打开出水管2放水时，通过出水管2内向外水流驱动扇叶15转动，驱动转动杆18转动，进而带动第二固定杆20转动，通过刷毛21对第三滤网17的表面进行清洁，避免开口 16堵塞。
进一步的泥沙提升机构包括设置在固定筒6内部的绞龙轴5，绞龙轴5 的下端转动连接在池体1内底壁上，绞龙轴5的上端延伸出固定筒6的外侧并固定连接有第二锥齿轮13，池体1的内部横向设有转轴11，转轴11 的两端均转动连接在池体1的内壁上，转轴11上固定套接有与进水管9位置对应的固定套7，固定套7的侧壁上沿其周向等间距固定连接有多个叶片 10，固定套7与叶片10一体成型，转轴11上固定套接有第一锥齿轮12，第一锥齿轮12与第二锥齿轮13啮合，使用时，通过进水管9向池体1内注水，第二滤网14可有效阻挡一些体积稍大的垃圾，第一滤网4可有效阻挡泥沙，水流冲击叶片10，驱动转轴11转动，通过转轴11转动带动绞龙轴5转动，进而将淤积在池体1底部的泥沙卷起向上输送，及时将池体1 底部的泥沙清理出来。
本发明中，使用时，通过进水管9向池体1内注水，第二滤网14可有效阻挡一些体积稍大的垃圾，第一滤网4可有效阻挡泥沙，水流冲击叶片 10，驱动转轴11转动，通过转轴11转动带动绞龙轴5转动，进而将淤积在池体1底部的泥沙卷起向上输送，及时将池体1底部的泥沙清理出来，打开出水管2放水时，通过出水管2内向外水流驱动扇叶15转动，驱动转动杆18转动，进而带动第二固定杆20转动，通过刷毛21对第三滤网17 的表面进行清洁，避免开口16堵塞。
所述蓄水池的水质监测方法包括以下步骤：
001.上电初始化，系统内的各个节点进行组网；
002.水质监测节点进入休眠阶段；
003.水质监测节点收到采样命令后，被唤醒，立即采集水质数据；
004.采样完成后发送水质参数至汇聚节点，数据发送完成后水质监测节点再次进入休眠阶段；
005.汇聚节点将水质参数数据上传至中央控制系统；
006.中央控制系统接收水质参数数据并存储，中央控制系统预先设置
有参数阈值，将接收水质参数数据与预先设置的参数阈值进行比较，如果检测结果超过预设的阈值，将会触发警报系统工作并发出警报，同时将水质信息传输至用户端；如果检测结果没有超过预设的阈值，则返回步骤 002；
007.用户通过用户端查阅水质信息。
所述步骤006还包括以下步骤：
中央控制系统接收水质参数数据后将数据进行拆分，将不同水质监测节点采集的数据放入不同数组；
通过每个数组得到每个水质监测节点的电压等级，然后构建源数据集并进行归一化，提取源数据集对应的监测节点被唤醒的次数并进行归一化；初始化源数据以及当前被唤醒监测节点占所有监测节点的权重，归一化初始化源数据以及当前被唤醒监测节点占所有监测节点的权重，分别合并归一化源数据集以及归一化目标训练数据集，计算合并归一化源数据集与归一化目标训练数据集之间的误差，重复上述步骤遍历至每个汇聚节点，对每个汇聚节点对应的监测节点被唤醒的次数进行反归一化；
检测水质监测节点与汇聚节点的拓扑连接结构，如果水质监测节点与汇聚节点的拓扑连接结构发送改变，则显示状态自动随着拓扑连接结构的改变而刷新；
通过中央控制系统处理实现动态实时显示和节点数据动态绘图，然后将动态绘图传输至用户端。
所述步骤006中将水质信息传输至用户端之前还包括以下步骤：
061.在水质信息中抽取噪声语料对，并统计分析代码及其描述水质信息的含义之间的相互关系；
062.过滤掉代码片段及其噪声语料对的冗余信息；
063.将所有监测节点的水质信息代码构建成表格或柱状图传输至用户端。
所述步骤061具体包括以下步骤：
0611.将统计分析代码构建一个特征矩阵表示矩阵的维度，行向量是每条水质信息语料的特征值，列向量是每个水质污染级别的特征值的分布；其中代码部分的特征值维度为M，描述水质信息含义部分的特征值维度为N；
0612.对步骤0611中的特征矩阵F在M+N维度上进行归一化，分别将这
M个和N个特征视为两个不断变换的L维信号，将信号转换到时间-频率空间中，则描述部分的矩阵中的M个信号被转化为小波树集合 {TTree1,....,TTreeM}，代码部分的矩阵中的N个信号被转化为小波树集合{CTree1,....,CTreeN}；
0613.将两个小波树集合中相同叶子节点的系数向量按列拼接成系数矩阵且P≤log2M+1)和且Q≤log2N+1)，其中和分别表示矩阵的维度；
0614.通过期望最大化算法计算步骤0613中系统矩阵Ai和Bi的线性融合权重并重新构成新的时域的信号，对新的时域的信号进行过滤即可。
所述蓄水池的水质监测系统包括以下部分：
水质监测节点、汇聚节点、中央控制系统、警报系统以及用户端；
所述水质监测节点位于池体内，所述水质监测节点通过汇聚节点与中央控制系统通信，所述中央控制系统的信号输出端与警报系统的信号输入端连接，所述用户端与中央控制系统通过无线网络连接。
所述水质监测节点分布于第二滤网上下空间的池体内。
所述中央控制系统包括：
预设模块，用于预先设置参数阈值，
比较模块，用于将接收水质参数数据与预先设置的参数阈值进行比较，如果检测结果超过预设的阈值，将会触发警报系统工作并发出警报，同时将水质信息传输至用户端。
所述中央控制系统还包括：
数据处理模块，用于将数据进行拆分，将不同水质监测节点采集的数据放入不同数组；通过每个数组得到每个水质监测节点的电压等级，然后构建源数据集并进行归一化，提取源数据集对应的监测节点被唤醒的次数并进行归一化；初始化源数据以及当前被唤醒监测节点占所有监测节点的权重，归一化初始化源数据以及当前被唤醒监测节点占所有监测节点的权重，分别合并归一化源数据集以及归一化目标训练数据集，计算合并归一化源数据集与归一化目标训练数据集之间的误差，重复上述步骤遍历至每个汇聚节点，对每个汇聚节点对应的监测节点被唤醒的次数进行反归一化；
拓扑刷新模块，用于检测水质监测节点与汇聚节点的拓扑连接结构，如果水质监测节点与汇聚节点的拓扑连接结构发送改变，则显示状态自动随着拓扑连接结构的改变而刷新；
绘图模块，用于通过中央控制系统处理实现动态实时显示和节点数据动态绘图，然后将动态绘图传输至用户端。
根据权利要求8中所述的蓄水池的蓄水池的水质监测系统，其特征
在于，所述中央控制系统包括：
水质信息代码模块，用于在水质信息中抽取噪声语料对，并统计分析代码及其描述水质信息的含义之间的相互关系；过滤掉代码片段及其噪声语料对的冗余信息；将所有监测节点的水质信息代码构建成表格或柱状图传输至用户端。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种蓄水池，包括池体(1)，其特征在于，所述池体(1)的一侧上端固定连接有进水管(9)，所述池体(1)的另一侧靠近下端的侧壁上固定连接有出水管(2)，所述池体(1)的内壁上设有与出水管(2)位置对应的防堵机构，所述进水管(9)与出水管(2)上均设有阀门(8)，所述池体(1)的内部横向设置有第二滤网(14)，所述第二滤网(14)固定连接在池体(1)的内壁上，且第二滤网(14)倾斜设置，所述第二滤网(14)的中部贯穿设有两端均有开口的固定筒(6)，且固定筒(6)竖直设置，所述固定筒(6)与第二滤网(14)固定连接，所述固定筒(6)内设有泥沙提升机构，所述第二滤网(14)的下方竖直设有第一滤网(4),所述第一滤网(4)的上端固定连接在第二滤网(14)的下端，所述第一滤网(4)的下端与两侧侧壁均固定连接在池体(1)的内壁上。
2.根据权利要求1所述的蓄水池，其特征在于，所述防堵机构包括固定连接在池体(1)内壁上的防护罩(3)，所述防护罩(3)的侧壁上贯穿设有两个开口(16)，且两个开口(16)对称设置，所述开口(16)的内壁上固定连接有第三滤网(17)，所述防护罩(3)的侧壁上贯穿设有转动杆(18)，且转动杆(18)与防护罩(3)转动连接，所述转动杆(18)位于防护罩(3)内侧的一端固定连接有扇叶(15)，所述转动杆(18)位于防护罩(3)外侧的一端固定连接有第一固定杆(19)，所述第一固定杆(19)的两端均固定连接有第二固定杆(20)，且第二固定杆(20)与防护罩(3)的侧壁平行，所述第二固定杆(20)靠近防护罩(3)的一侧侧壁上均布有刷毛(21)。
3.根据权利要求1所述的蓄水池，其特征在于，所述泥沙提升机构包括设置在固定筒(6)内部的绞龙轴(5)，所述绞龙轴(5)的下端转动连接在池体(1)内底壁上，所述绞龙轴(5)的上端延伸出固定筒(6)的外侧并固定连接有第二锥齿轮(13)，所述池体(1)的内部横向设有转轴(11)，所述转轴(11)的两端均转动连接在池体(1)的内壁上，所述转轴(11)上固定套接有与进水管(9)位置对应的固定套(7)，所述固定套(7)的侧壁上沿其周向等间距固定连接有多个叶片(10)，所述转轴(11)上固定套接有第一锥齿轮(12)，所述第一锥齿轮(12)与第二锥齿轮(13)啮合。
4.根据权利要求3所述的蓄水池，其特征在于，所述固定套(7)与叶片(10)一体成型。
5.根据权利要求1所述的蓄水池，其特征在于，所述池体(1)的内底壁为锥面结构。
6.根据权利要求2所述的蓄水池，其特征在于，所述第一固定杆(19)焊接在转动杆(18)上。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的蓄水池，其特征在于，所述蓄水池的水质监测方法包括以下步骤：
001.上电初始化，系统内的各个节点进行组网；
002.水质监测节点进入休眠阶段；
003.水质监测节点收到采样命令后，被唤醒，立即采集水质数据；
004.采样完成后发送水质参数至汇聚节点，数据发送完成后水质监测节点再次进入休眠阶段；
005.汇聚节点将水质参数数据上传至中央控制系统；
006.中央控制系统接收水质参数数据并存储，中央控制系统预先设置有参数阈值，将接收水质参数数据与预先设置的参数阈值进行比较，如果检测结果超过预设的阈值，将会触发警报系统工作并发出警报，同时将水质信息传输至用户端；如果检测结果没有超过预设的阈值，则返回步骤002；
007.用户通过用户端查阅水质信息。
8.根据权利要求7中所述的蓄水池的水质监测方法，其特征在于，所述步骤006还包括以下步骤：
中央控制系统接收水质参数数据后将数据进行拆分，将不同水质监测节点采集的数据放入不同数组；
通过每个数组得到每个水质监测节点的电压等级，然后构建源数据集并进行归一化，提取源数据集对应的监测节点被唤醒的次数并进行归一化；初始化源数据以及当前被唤醒监测节点占所有监测节点的权重，归一化初始化源数据以及当前被唤醒监测节点占所有监测节点的权重，分别合并归一化源数据集以及归一化目标训练数据集，计算合并归一化源数据集与归一化目标训练数据集之间的误差，重复上述步骤遍历至每个汇聚节点，对每个汇聚节点对应的监测节点被唤醒的次数进行反归一化；
检测水质监测节点与汇聚节点的拓扑连接结构，如果水质监测节点与汇聚节点的拓扑连接结构发送改变，则显示状态自动随着拓扑连接结构的改变而刷新；
通过中央控制系统处理实现动态实时显示和节点数据动态绘图，然后将动态绘图传输至用户端。
9.根据权利要求8中所述的蓄水池的水质监测方法，其特征在于，所述步骤006中将水质信息传输至用户端之前还包括以下步骤：
061.在水质信息中抽取噪声语料对，并统计分析代码及其描述水质信息的含义之间的相互关系；
062.过滤掉代码片段及其噪声语料对的冗余信息；
063.将所有监测节点的水质信息代码构建成表格或柱状图传输至用户端。
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