CN110501926B - 基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法 - Google Patents

基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海水盐田制盐技术领域，特别涉及一种基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法。包括纳潮护堤、纳潮闸门、分流道和浮标浓度检测设备；纳潮护堤的纳潮口设置有纳潮闸门；若干分流道以纳潮口为原点，将纳潮海域分为若干纳潮区域；纳潮区域内设置有若干浮标浓度检测设备；浮标浓度检测设备将检测到的海水浓度传输至纳潮控制系统，纳潮控制系统根据海水浓度控制纳潮闸门的开闭状态。本发明提供的技术方案,通过环境物联网技术对纳潮区域及周边区域内的海水盐度进行实时监测，极大程度的明确盐田生产的纳潮时机及纳潮范围，从而提高盐田纳潮的起始浓度，大大提到了盐田生产的效率，对盐田的实际生产具有重要的作用。

Description

基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法
技术领域
本发明涉及海水盐田制盐技术领域，特别涉及一种基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法。
背景技术
海水盐田制盐是目前生产盐的重要方式之一，过程是利用纳潮把盐分高的海水纳入盐田，再将海水蒸发海盐析出。
“雨后纳潮尾，长晴纳潮头，秋天纳夜潮，夏天纳日潮”这是传统盐田生产流传久远的纳潮谚语，大意是盐工对海水含盐量变化规律的经验判断，但在全国盐业生产转型升级的背景下，这样的老经验、老做法已经不能满足行业精细化、精准化、智能化的基本需求。
根据《日晒海盐制卤工序的调整优化研究》(天津大学，2015年5月，王雷)所公开的，纳潮浓度每提升约10％，生产饱和卤增加15％左右，而每提升1(°Be’),盐田的制卤能力提升约30％；盐田纳潮海水的盐度高低在很大程度上影响着盐田生产的效率和产能。
因此，如何有效提高盐田纳潮海水的盐度，是当前海水盐田制盐亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，包括纳潮护堤、纳潮闸门、分流道和浮标浓度检测设备；
所述纳潮护堤的纳潮口设置有所述纳潮闸门；
若干所述分流道以所述纳潮口为原点，将纳潮海域分为若干纳潮区域；
所述纳潮区域内设置有若干浮标浓度检测设备；
所述浮标浓度检测设备将检测到的海水浓度通过数据传输模块传输至纳潮控制系统，所述纳潮控制系统根据海水浓度控制所述纳潮闸门的开闭状态。
在上述方案的基础上，进一步地，所述分流道采用混凝土制成。
在上述方案的基础上，进一步地，所述分流道的数量为两道，配合所述纳潮护堤将所述纳潮海域分为三块纳潮区域。
在上述方案的基础上，进一步地，所述浮标浓度检测设备包括漂浮载体，所述漂浮载体的底侧设置有探测杆，所述探测杆的末端设置有盐度传感器，所述盐度传感器与设置在所述漂浮载体上的无线通讯模块电性连接。
在上述方案的基础上，进一步地，若干所述浮标浓度检测设备通过牵引绳固定连接。
在上述方案的基础上，进一步地，所述浮标浓度检测设备设置有GPS定位装置、动力装置和太阳能供能系统。
在上述方案的基础上，进一步地，还包括纳潮池、第一沉淀储潮池和第二沉淀储潮池；所述纳潮池与所述纳潮闸门相对应；
所述第一沉淀储潮池和第二沉淀储潮池内均设置有海水浓度传感器，并分别通过引流通道与所述纳潮池连通；所述第一沉淀储潮池和第二沉淀储潮池内设置有排潮闸门；
所述引流通道设置有控制闸门；所述控制闸门和所述排潮闸门均与所述纳潮控制系统通信连接。
本发明还提供一种如上所述的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，包括以下步骤：
步骤a、对应某一纳潮区域内浮标浓度检测设备在同一时间检测的海水浓度为c1、c2、c3…ci…cn；n为浮标浓度检测设备的数量；海水浓度单位为波美度(°Bé)；
步骤b、通过数据传输模块将海水浓度ci传输至纳潮控制系统；
步骤c、计算某一时间段t内，ci的平均值
Figure GDA0002623858200000031
设浓度阈值为ω，当
Figure GDA0002623858200000032
纳潮控制系统控制对应纳潮区域的纳潮闸门开启，从而完成纳潮。
在上述方案的基础上，进一步地，还包括：
步骤d、纳潮闸门开启后，海水通过纳潮池进入第一沉淀储潮池或第二沉淀储潮池；
步骤e、测试得到第一沉淀储潮池的海水盐度为ca；第二沉淀储潮池的海水盐度为cb；
当
Figure GDA0002623858200000033
时；纳潮闸门开启，j为奇数时，第二沉淀储潮池排空，海水通过纳潮池进入第二沉淀储潮池；j为偶数时，第一沉淀储潮池排空，海水通过纳潮池进入第一沉淀储潮池；
其中，
Figure GDA0002623858200000041
j取1，2，3…；
步骤f、当
Figure GDA0002623858200000042
或j＝4时或沉淀储潮池内的海水储存时间超过1.5天后，沉淀储潮池内的海水引流至蒸发池进行海盐结晶处理。
本发明提供的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法,通过环境物联网技术，通过对纳潮区域及周边区域内的海水盐度进行实时监测，可极大程度的明确盐田生产的纳潮时机及纳潮范围，从而提高盐田纳潮的起始浓度，大大提到了盐田生产的效率，对盐田的实际生产具有重要的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮系统结构示意图；
图2为浮标浓度检测设备的结构示意图。
附图标记：
10纳潮护堤 20纳潮闸门 30分流道
40浮标浓度检测设备 31纳潮区域 41漂浮载体
42探测杆 43盐度传感器 44无线通讯模块
50牵引绳 61纳潮池 62第一沉淀储潮池
63第二沉淀储潮池 64排潮闸门 65控制闸门
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供以下实施例：
如图1所示，基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法包括纳潮护堤10、纳潮闸门20、分流道30和浮标浓度检测设备40；所述纳潮护堤10的纳潮口设置有所述纳潮闸门20；若干所述分流道30以所述纳潮口为原点，将纳潮海域分为若干纳潮区域31；所述纳潮区域31内设置有若干浮标浓度检测设备40；所述浮标浓度检测设备40将检测到的海水浓度通过数据传输模块传输至纳潮控制系统，所述纳潮控制系统根据海水浓度控制所述纳潮闸门20的开闭状态；其中，不同纳潮区域31对应相应的纳潮闸门20。
具体地，分流道30采用混凝土制成，长度根据盐田的规模而设定，采用混凝土制成的分流道30，具体如图1所示，所述分流道30为两道，配合所述纳潮护堤10将所述纳潮海域分为三块纳潮区域31，由于海水环境的多变性，海域中不同区域位置的盐度和海水状况不一致，通过划分区域能够减少区域之间海水状况的干扰，从而更加精确对海水进行纳潮；由于混凝土材质具有较好的吸热和传热作用，能够在吸收日晒后，对所在纳潮区域31海水的起到一定加热蒸发作用，还具有对海盐的汇集作用，能够在一定程度提高纳潮区域31内的海水盐度；而形成的纳潮区域31形成保护区域，不仅能够维持区域内的海水状况稳定，还能使区域内的浮标浓度检测设备40处于相对稳定的状态，减小检测到的数据的波动。
在纳潮区域31内设置有若干浮标浓度检测设备40对区域内的海水盐度进行检测，可通过NB-iot等现有的数据传输模块将盐度数据传输至纳潮控制系统，根据特定海域的盐度情况，设定海水浓度的阈值ω，当检测到的海水浓度ci度超过阈值ω时，纳潮控制系统控制对应纳潮区域31中的纳潮闸门20开启进行纳潮，相应的控制方式通过现有的控制方法即可实现；纳潮完毕后，纳潮控制系统控制纳潮闸门20关闭，该过程可以通过人工控制完成，也可以通过监控纳潮量实现自动关闭。
本发明提供的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法,通过环境物联网技术，通过对纳潮区域及周边区域内的海水盐度进行实时监测，可极大程度的明确盐田生产的纳潮时机及纳潮范围，从而提高盐田纳潮的起始浓度，大大提到了盐田生产的效率，对盐田的实际生产具有重要的作用。
优选地，如图2所示，所述浮标浓度检测设备40包括漂浮载体41，所述漂浮载体41的底侧设置有探测杆42，所述探测杆42的末端设置有盐度传感器43，所述盐度传感器43与设置在所述漂浮载体41上的无线通讯模块44电性连接，所述无线通讯模块可以采用NB-iot或其它现有技术可以使用的方式；探测杆42的长度为1m-1.5m。
优选地，若干所述浮标浓度检测设备40通过牵引绳50固定连接；通过牵引绳50，能够保证浮标浓度检测设备40的相对稳定性，而不丢失。
本发明还提供所述浮标浓度检测设备40的另一种优选方案，设备上设置有GPS定位装置、动力装置和太阳能供能系统；GPS定位装置起到定位导航的作用，太阳能供能为动力装置提供动能，动力装置为螺旋桨等动力设备；当浮标浓度检测设备40脱离原位置后，通过GPS定位装置能够引导浮标浓度检测设备40回到特定位置。
在上述方案的基础上，优选地，还包括纳潮池61、第一沉淀储潮池62和第二沉淀储潮池63；所述纳潮池61与所述纳潮闸门20相对应；所述第一沉淀储潮池62和第二沉淀储潮池63内均设置有海水浓度传感器，并分别通过引流通道与所述纳潮池61连通；所述第一沉淀储潮池62和第二沉淀储潮池63内设置有排潮闸门64；所述引流通道设置有控制闸门65；所述控制闸门65和所述排潮闸门64均与所述纳潮控制系统通信连接。
本发明提供基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，具体实施例包括以下步骤：
步骤a、对应某一纳潮区域内浮标浓度检测设备在同一时间检测的海水浓度为c1、c2、c3…ci…cn；n为浮标浓度检测设备的数量，该具体实施例选用为8；海水浓度单位为波美度(°Bé)；
步骤b、通过数据传输模块将海水浓度ci传输至纳潮控制系统；
步骤c、计算某一时间段t＝3h内，ci的平均值
Figure GDA0002623858200000081
设浓度阈值为ω，根据每年的月份设置不同的数值，当
Figure GDA0002623858200000082
纳潮控制系统控制对应纳潮区域的纳潮闸门开启，从而完成纳潮；
步骤d、纳潮闸门开启后，海水通过纳潮池进入第一沉淀储潮池；
步骤e、测试得到第一沉淀储潮池的海水盐度为ca；第一沉淀储潮池的海水盐度为cb；
当
Figure GDA0002623858200000083
时，纳潮闸门开启，第二沉淀储潮池排空，海水通过纳潮池进入第二沉淀储潮池；
当
Figure GDA0002623858200000091
时，第一沉淀储潮池排空，海水通过纳潮池进入第一沉淀储潮池；
具体地，根据经验公式取
Figure GDA0002623858200000092
j取1，2，3，4；海水进入沉淀储潮池后将进行沉淀处理，然而当检测到
Figure GDA0002623858200000093
时，判断重新纳入新的盐度更高的海水进行沉淀能够更有利于海水产盐，否则，将已进行沉淀处理的储潮引入蒸发池能够更有利于海水产盐；根据该经验公式，沉淀储潮池更换次数越多，所需要满足的
Figure GDA0002623858200000094
值越大，即仅当盐度提升越显著时，才有必要进行储潮的更换，才能弥补牺牲沉淀时长所带来生产效率的影响。
步骤f、当
Figure GDA0002623858200000095
或j＝4时或沉淀储潮池内的海水储存时间超过1.5天后，将不再进行储潮海水的更换，此时，沉淀储潮池内的海水引流至蒸发池进行海盐结晶处理。
采用上述方法对引入蒸发池进行海盐结晶处理的纳潮海水浓度进行测试，并在同一时间段内，采用传统纳潮方法得到的纳潮海水浓度进行测试，每个月测试5次，测试时间点一致，取平均浓度(°Bé)；测试的海域、纳潮量以及其它环境条件保持一致；其中，本发明的方案中，4-10月份的阈值ω分别设置为4、4、5、6、7、6、6测试结果如下所示：
表1
Figure GDA0002623858200000096
Figure GDA0002623858200000101
采用本发明方案和传统的方案相比，在纳潮量一致的情况下，其纳潮的初始浓度得到了显著提高，从而有利于盐田的产盐效率提高。
尽管本文中较多的使用了诸如纳潮护堤、纳潮闸门、分流道、浮标浓度检测设备、纳潮区域、漂浮载体、探测杆、盐度传感器、无线通讯模块、牵引绳、纳潮池、第一沉淀储潮池、第二沉淀储潮池、排潮闸门、控制闸门等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，其特征在于：包括纳潮护堤(10)、纳潮闸门(20)、分流道(30)和浮标浓度检测设备(40)；
所述纳潮护堤(10)的纳潮口设置有所述纳潮闸门(20)；
若干所述分流道(30)以所述纳潮口为原点，将纳潮海域分为若干纳潮区域(31)；
所述纳潮区域(31)内设置有若干浮标浓度检测设备(40)；
所述浮标浓度检测设备(40)将检测到的海水浓度通过数据传输模块传输至纳潮控制系统，所述纳潮控制系统根据海水浓度控制所述纳潮闸门(20)的开闭状态；
还包括纳潮池(61)、第一沉淀储潮池(62)和第二沉淀储潮池(63)；所述纳潮池(61)与所述纳潮闸门(20)相对应；
所述第一沉淀储潮池(62)和第二沉淀储潮池(63)内均设置有海水浓度传感器，并分别通过引流通道与所述纳潮池(61)连通；所述第一沉淀储潮池(62)和第二沉淀储潮池(63)内设置有排潮闸门(64)；
所述引流通道设置有控制闸门(65)；所述控制闸门(65)和所述排潮闸门(64)均与所述纳潮控制系统通信连接；
还包括以下步骤：
步骤a、对应某一纳潮区域内应浮标浓度检测设备在同一时间检测的海水浓度为c1、c2、c3…ci…cn；n为浮标浓度检测设备的数量；海水浓度单位为波美度(°Bé)；
步骤b、通过数据传输模块将海水浓度ci传输至纳潮控制系统；
步骤c、计算某一时间段t内，ci的平均值
Figure FDA0002623858190000021
设浓度阈值为ω，当
Figure FDA0002623858190000022
纳潮控制系统控制对应纳潮区域的纳潮闸门开启，从而完成纳潮。
2.根据权利要求1所述的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，其特征在于：所述分流道(30)采用混凝土制成。
3.根据权利要求2所述的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，其特征在于：所述分流道(30)的数量为两道，配合所述纳潮护堤(10)将所述纳潮海域分为三块纳潮区域(31)。
4.根据权利要求1所述的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，其特征在于：所述浮标浓度检测设备(40)包括漂浮载体(41)，所述漂浮载体(41)的底侧设置有探测杆(42)，所述探测杆(42)的末端设置有盐度传感器(43)，所述盐度传感器(43)与设置在所述漂浮载体(41)上的无线通讯模块(44)电性连接。
5.根据权利要求4所述的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，其特征在于：若干所述浮标浓度检测设备(40)通过牵引绳(50)固定连接。
6.根据权利要求4所述的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，其特征在于：所述浮标浓度检测设备(40)设置有GPS定位装置、动力装置和太阳能供能系统。
7.根据权利要求1所述的基于环境物联网技术的盐田精准纳潮方法，其特征在于，还包括：
步骤d、纳潮闸门开启后，海水通过纳潮池进入第一沉淀储潮池或第二沉淀储潮池；
步骤e、测试得到第一沉淀储潮池的海水盐度为ca；第二沉淀储潮池的海水盐度为cb；
当
Figure FDA0002623858190000031
时；纳潮闸门开启，j为奇数时，第二沉淀储潮池排空，海水通过纳潮池进入第二沉淀储潮池；j为偶数时，第一沉淀储潮池排空，海水通过纳潮池进入第一沉淀储潮池；
其中，
Figure FDA0002623858190000032
j取1，2，3…；
步骤f、当
Figure FDA0002623858190000033
或j＝4时或沉淀储潮池内的海水储存时间超过1.5天后，沉淀储潮池内的海水引流至蒸发池进行海盐结晶处理。
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