CN109839490A - 水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明通过人工智能来实现水质监测质量控制、多通道加标回收和运营维护功能,系统由互联网远程自动控制前端设备来控制各种管路的切换进行智能质控和加标回收作业;通过对标液使用状况的全程监测来实现智能运维;视频技术的应用为监测数据和加标回收数据提供真实可信的佐证、通过对监测仪器的远程视频诊断为设备维保提供了有力的保障。
Description
技术领域
本发明涉及环保水质监测质量控制和加标回收运维设备领域,具体为水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人。
背景技术
目前环保水质监测质量控制领域缺乏带视频的多通道加标回收功能的质量控制和加标回收运维设备,尤其是具有人工智能的带有视频佐证的水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人还是空白。当前的水质监测质量控制设备需要与原有的水质监测仪器进行数据通信因此不具备独立性,而且数据库后台软件可以修改水质监测质量控制的数据,即使加标回收能验证水质监测仪器是否准确的客观因素,但无法克服人为修改数据的主观因素,因此缺乏客观性,基于上述两点其公正性受到质疑。而本发明虽然与水质监测仪器有通信但对水质监测质量控制作业全程视频录像,视频采集测试仪器上的监测数据和加标回收数据,提供视频、照片和数据的报告,做到对水质监测质量控制客观、公正并可以视频证据追查。代替人工对水质监测质量控制和加标回收进行远程作业也可以全自动对水质监测质量控制和加标回收进行作业,又可以远程运营维护。既解决环保监测人员不足,又提高了水质监测质量控制和加标回收作业的工作效率。
发明内容
本发明是为环保水质监测质量控制领域提供具有人工智能的水质监测质量控制和多通道加标运维器人。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现。
本发明包括摄像机、终端控制器、气控电磁阀、液位传感器、加标池、曝气管、循环水制冷机、空气过滤器、多通道切换阀(本发明以10通道切换阀来论述)、注射泵、纯水容器、母液瓶、备用加标液瓶、废液容器、加标液瓶,其特征在于:将摄像机安装在监测仪器柜体内适当位置以便视频监测仪器屏幕上的数据与设备状态,摄像机电源从终端控制器取电并通过网线将信息传给质控主机,终端控制器由电源和RS485总线与质控主机相连接,主机安装在循环水制冷机顶部通过电源和RS485总线连接形成一体化设计,循环水制冷机将水温控制在2摄氏度左右通过水泵将冷水输送到各保温箱和运维箱内的细铜管制作热交换器后回到循环水制冷机内继续降温再循环从而使各保温箱和运维箱内的温度控制在4摄氏度左右,将监测用试剂、质控用的标液、加标回收用的加标液和运维箱中的备用加标液和母液与纯水都储藏在保温箱或运维箱中使原来的监测和质量控制都达到最佳温度条件、温度传感器接入终端控制器,在水质监测质量控制作业时将各种液体储藏的温度数据通过485总线实时传给终端控制器,同时终端控制器读取加标池、各标液瓶、各加标液瓶及母液和纯水容器中的液位传感器的数据,并通过485总线传给质控主机,质控主机通过互联网传到云端服务器。
本发明提出水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人采用互联网控制,可以远程进行质量控制作业,定时或者随时发出命令自动启动机器人,本发明虽与监测仪器发生通信,但在启动质控和加标回收后,同时连续抓拍水质自动监测仪器的液晶显示屏画面(与标准工作溶液同在一个画面中,如图2),并将视频或图片内容发送至服务器,服务器存储图片与视频内容作为后续证据,同时这些水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人的数据可以与水质监测点地理坐标关联(如图3),可以通过位置检索,也可以通过位置进入远程质控控制,也可以以图表的方式进行数据分析(如图4)。针对在质控和加标回收中的问题,经过系统分析可以依据不同级别,以多种方式进行提醒或预警,包括消息推送、短信通知、打电话和现场声光报警。
附图说明
图1是原有水质监测仪器正视剖面结构示意图。
图2水质监测质量控制和多通道加标回收运维器人正视剖面结构示意图。
图3水质监测质量控制和多通道加标回收运维器人地理坐标关联示意图。
图4质控终端拓补结构示意图。
图5是质控和多通道加标示意图。
图6是质控流程图。
图7是质控时标液管路切换流程图。
图8是多通道加标加收示意图。
图9是多通道加标回收流程图。
图10测总磷总氮时加标回收流程图。
图11测氨氮、高锰酸盐指数时加标回收流程图。
图12多通道阀门切换运维流程图。
图13为环保水质监测质量控制和加标回收运维设备结构示意图。
图2中1-摄像机;2-终端控制器;3-气控电磁阀;4-液位传感器;5-加标池;6-曝气管;7-循环水制冷机;8-空气过滤器;9-多通道切换阀;10-注射泵;11-纯水容器;12-母液瓶;13-备用加标液瓶;14-废液容器;15-加标液瓶。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
参见图1,是原有水质监测仪器正视剖面结构示意图。本发明是将标准溶液放入原有的水质监测仪器进行检测得出一个数据结果,再将这一数据结果与标准溶液的标准数值(该标准数值就像天砰的砝码是被公认的)进行对比,如果原有水质监测仪器用标准溶液检测得出的数据结果在标准数值误差范围内的,则说明原有的水质监测仪器工作正常,其得出的监测数据有效,可作为环保部门管理的依据;如果原有水质监测仪器用标准溶液检测得出的数据结果不在标准数值误差范围内的,则说明原有的水质监测仪器工作不正常,其得出的监测数据是无效的,不能作为环保部门管理的依据。 质控加标回收就是在原有的水质监测基础上由质控人员随意添加已知数量(比如2毫克、3毫克、5毫克等)的加标液进行检测后得出的结果与最近一次水质监测的结果作比对得出添加了多少毫克其相对值称为加标回收率,从另一角度对监测仪器是否准确是否正常作出判断。质量控制与加标回收的目的就是要对原有的水质监测仪器工作是否正常作出判断,这一过程就是对水质监测所进行的质量管理与控制以达到水质监测的公信度,所以要做到质控数据溯源可靠性、质控过程客观性、数据判断公正性。本发明可以进行远程对水质监测仪器进行质控管理和多通道加标回收操作,并且可以通过视频来判断是否有故障并诊断什么故障从而为去维修保养准备好工具和配件;另一个重要的运维作用就是当标液用完后可以远程将母液和纯水配制成所需要的标液。而本发明正是为此研发的,参见图2,是本发明正视剖面结构示意图包括摄像机、终端控制器、气控电磁阀、液位传感器、加标池、曝气管、循环水制冷机、空气过滤器、多通道切换阀(本发明以10通道切换阀来论述)、注射泵、纯水容器、母液瓶、备用加标液瓶、废液容器、加标液瓶,其特征在于:将摄像机安装在监测仪器柜体内适当位置以便视频监测仪器屏幕上的数据与设备状态,摄像机电源从终端控制器取电并通过网线将信息传给质控主机,终端控制器由电源和RS485总线与质控主机相连接,主机安装在循环水制冷机顶部通过电源和RS485总线连接形成一体化设计,循环水制冷机将水温控制在2摄氏度左右通过水泵将冷水输送到各保温箱和运维箱内的细铜管制作热交换器后回到循环水制冷机内继续降温再循环从而使各保温箱和运维箱内的温度控制在4摄氏度左右, 将监测用试剂、质控用的标液、加标回收用的加标液和运维箱中的备用加标液和母液与纯水都储藏在保温箱或运维箱中使原来的监测和质量控制都达到最佳温度条件、温度传感器接入终端控制器,在水质监测质量控制作业时将各种液体储藏的温度数据通过485总线实时传给终端控制器,同时终端控制器读取加标池、各标液瓶、各加标液瓶及母液和纯水容器中的液位传感器的数据,并通过485总线传给质控主机,质控主机通过互联网传到云端服务器。
本发明提出水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人采用互联网控制,可以远程进行质量控制作业,定时或者随时发出命令自动启动机器人,本发明虽与监测仪器发生通信,但在启动质控和加标回收后,同时连续抓拍水质自动监测仪器的液晶显示屏画面(与标准工作溶液同在一个画面中,如图2),并将视频或图片内容发送至服务器,服务器存储图片与视频内容作为后续证据,同时这些水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人的数据可以与水质监测点地理坐标关联(如图3),可以通过位置检索,也可以通过位置进入远程质控控制,也可以以图表的方式进行数据分析(如图4)。针对在质控和加标回收中的问题,经过系统分析可以依据不同级别,以多种方式进行提醒或预警,包括消息推送、短信通知、打电话和现场声光报警。
本发明由质控主机、质控终端、循环水制冷机、保温箱、运维箱、空压机五部分组成,质控主机可以对多个质控终端进行控制,并将质控信息通过互联网发送至服务器;循环水制冷机为储存各种标液、各种加标液、母液、纯水的保温箱和运维箱提供4摄氏度左右温度环境;质控终端由摄像机、终端控制器、气控电磁阀、液位传感器、加标池、曝气管、循环水制冷机、空气过滤器、多通道切换阀(本发明以10通道切换阀来论述)、注射泵、纯水容器、母液瓶、备用加标液瓶、废液容器、加标液瓶组成。当系统控制平台软件(通过互联网定时或随时向质控主机发出命令,质控主机会给某一终端控制器下达指令:接收到质控指令时,如图6质控流程图所示,系统首先检测是否有标液如果标液用完了则提示运维预警信息先配制加入标液,如果有标液再判断在线水质监测设备是否为空闲,如果在线水质监测仪器正在工作则应等待其空闲后将水样管路切换到标液管路如图5所示,首先关闭电磁阀V1水样管路方向同时打开V2方向的阀门,然后关闭电磁阀V2加标管路方向同时打开V3方向阀门,此时系统可以随机或者任选一种标液来进行质控作,具体的标液管路切换如图7所示,最后等待水质监测仪器进行自动检测,结束后将数据传回系统,摄像机全程录制这一过程同时抓拍原有水质监测仪器显示屏并将视频照片信息上传到云端平台,液位传感器和温度传感器全过程将液位和温度信息反馈给终端控制器,再由终端控制器反馈给质控主机,质控主机通过互联网将信息存储在服务器上,环保人员通过云端平台软件查看照片以及视频信息,获取质控数据与标准数值比对,提供带有照片的数据报告并提供视频佐证,从而完成质控作业。由于氨氮和高锰酸盐指数的水质监测加标回收检测需要在加标池中沉淀半小时以上才能进行,而总磷总氮的水质监测加标回收检测要求被测的加标水样是不能有沉淀过的因此需要曝气搅拌后立即进行检测,本发明将其分开论述。氨氮和高锰酸盐指数的水质监测仪器终端控制器接收到加标回收指令时,如图10所示,先检测加标池是否加满水,如果未加满则继续等待加水直到加满为止,如果加满则如图8所示打开V6排水阀,排水3分钟后关闭排水阀;然后再判断加标池是否加满了水,如果未加满则继续等待加水直到加满为止然后如图8所示关闭V5进水阀,然后启动注射泵加标,如图9所示首先检测是否有加标液,如果有则将多通道切换阀切换至6号口,启动注射泵抽取加标液,然后切换到2号口注射泵将加标液注射入加标池,进行曝气搅拌均匀等待加标加收检测; 如果没有加标液则启用备用加标液,多通阀切换至8号口,启动注射泵抽取备用加标液,然后切换到2号口注射泵将加标液注射入加标池,进行曝气搅拌均匀等待加标加收检测;如果水质监测仪器正在工作则继续等待其工作结束,然后判断其下次工作时间,如果水质监测仪器下次工作的时间减去加标池最近一次曝气搅拌结束时间大于30分钟则如图5所示切换至加标管路,关闭V1电磁阀水样管路方向同时打开V2方向的阀门,然后关闭V2电磁阀通往V3方向的阀门同时打
开通往加标管路方向的阀门,等待仪器检测,检测结束后将数据传回系统,再打开V6排水阀门,将加标池里的水排空后关闭V6排水阀,然后打开V5进水阀门,进入下一个循环检测加标池是否加满水。总磷总氮的水质监测仪器终端控制器接收到加标回收指令时,如图11所示,先检测加标池是否加满水,如果未加满则继续等待加水直到加满为止,如果加满则如图8所示打开V6排水阀,排水3分钟后关闭排水阀;然后再判断加标池是否加满了水,如果未加满则继续等待加水直到加满为止然后如图8所示关闭V5进水阀,然后启动注射泵加标,如图9所示首先检测是否有加标液,如果有则将多通道切换阀切换至6号口,启动注射泵抽取加标液,然后切换到2号口注射泵将加标液注射入加标池,进行曝气搅拌均匀等待加标加收检测; 如果没有加标液则启用备用加标液,多通阀切换至8号口,启动注射泵抽取备用加标液,然后切换到2号口注射泵将加标液注射入加标池,进行曝气搅拌均匀等待加标加收检测;如果水质监测仪器正在工作则继续等待其工作结束,然后判断其下次工作时间,在水质监测仪器下次启动工作之前7分钟对加标池进行曝气搅拌2分钟,然后如图5所示切换至加标管路,关闭V1电磁阀水样管路方向同时打开V2方向的阀门,然后关闭V2电磁阀通往V3方向的阀门同时打开通往加标管路方向的阀门,等待仪器检测,检测结束后将数据传回系统,再打开V6排水阀门,将加标池里的水排空后关闭V6排水阀,然后打开V5进水阀门,进入下一个循环检测加标池是否加满水。 接收到运维时,如图12所示,首先判断有无标液1,如果标液1用完了则将多通道切换阀切换至10号口,启动注射泵抽取一定量的纯水,再切换到3号口启动注射泵将纯水注入标液1的瓶子;再切换至9号口启动注射泵抽取一定量的母液,然后重新切换至3号口启动注射泵将母液注入标液1的瓶子;对标液1瓶子进行曝气搅拌均匀。如果标液1没用完则判断标液2是否用完,如果标液2用完了则将多通道切换阀切换至10号口,启动注射泵抽取一定量的纯水,再切换到4号口启动注射泵将纯水注入标液2的瓶子;再切换至9号口启动注射泵抽取一定量的母液,然后重新切换至4号口启动注射泵将母液注入标液2的瓶子;对标液2瓶子进行曝气搅拌均匀。如果标液2没用完则判断标液3是否用完,如果标液3用完了则将多通道切换阀切换至10号口,启动注射泵抽取一定量的纯水,再切换到5号口启动注射泵将纯水注入标液3的瓶子;再切换至9号口启动注射泵抽取一定量的母液,然后重新切换至5号口启动注射泵将母液注入标液3的瓶子;对标液3瓶子进行曝气搅拌均匀。一般情况下,当保温箱中的某标液没有了,液位传感器会将信号反馈给服务器的平台软件,系统以多种方式进行提醒或预警,包括消息推送、短信通知、打电话和现场声光报警,由用户确定是否一键启动远程自动运维还是人工干预远程运维。如果运维箱中的母液和纯水用完了,液位传感器会将信号反馈给服务器的平台软件,系统以多种方式进行提醒或预警,包括消息推送、短信通知、打电话和现场声光报警,用户只需派普通人员添加母液和纯水就可以了。
当然,对于本领域的一般技术人员,不花费创造性的劳动,在上述实施案例的基础上能够作多种变化,同样能够实现本发明的目的。但是,这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (5)
1.循环水制冷机通过冷水循环来保证保温箱和运维箱的储藏温度在4摄氏度左右,母液、纯水和备用加标液储存在运维箱里,水质监测质量控制用的标液和加标回收用的加标液储存在保温箱里。
2.加标池设计成倒置的圆锥形,内置曝气管以便通过曝气方式对加标池中的水和加标液混合后进行曝气搅拌均匀。
3.多通道切换阀连通了加标池、注射泵、保温箱中的质控标液和加标液以及运维箱中的备用加标液和母液与纯水,并将废液收集容器接入多通道切换阀,在运维时用母液和纯水配制某浓度的质控标液后也进行曝气搅拌均匀。
4.终端控制器与水质监测仪器通过RS485总线, 根据通信协议进行通信来实现远程自动化控制。
5.运用多通道切换阀实现双通道或者多通道水质监测质量控制的加标回收功能。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201910153194.1A CN109839490A (zh) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人 |
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CN201910153194.1A Pending CN109839490A (zh) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 水质监测质量控制和多通道加标回收运维机器人 |
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CN (1) | CN109839490A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022115895A1 (de) | 2020-12-04 | 2022-06-09 | Kofler Gmbh | Pipettierroboter zur bestimmung zumindest einer wassereigenschaft |
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2019
- 2019-02-28 CN CN201910153194.1A patent/CN109839490A/zh active Pending
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WO2022115895A1 (de) | 2020-12-04 | 2022-06-09 | Kofler Gmbh | Pipettierroboter zur bestimmung zumindest einer wassereigenschaft |
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