CN113588905B - 一种供水管网的水质在线监测系统 - Google Patents

一种供水管网的水质在线监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种供水管网的水质在线监测系统，包括：水质监测装置，所述水质监测装置包括装置壳体和水质传感器，所述装置壳体具有内部容纳空间，所述内部容纳空间具有测量区域，所述装置壳体上设置有第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口与所述内部容纳空间连通，所述水质传感器伸入所述内部容纳空间且位于所述测量区域，所述水质监测装置偏离轴心安装于供水管道，所述第一开口与所述供水管道靠近所述第一开口一侧的内壁具有第一设定距离，所述第二开口与所述供水管道靠近所述第二开口一侧的内壁具有第二设定距离，本发明可以在线测量供水管道水质，降低水质监测的成本以及提升水质监测的便利性。

Description

一种供水管网的水质在线监测系统
技术领域
本发明涉及供水管道水质监测技术领域，尤其涉及一种供水管网的水质在线监测系统。
背景技术
城镇供水管网饮用水的安全与卫生，涉及到千家万户的用水单位和数亿用水居民的饮水质量与身体健康。目前，由于管网在线水质监测技术、成本和使用方式等诸多问题，导致管网在线水质监测工作存在着很大的局限性，推进工作尤为困难，尤其是管网末梢(靠近居民水龙头附近的管网)水质的在线监测，由于使用与安装成本过高，数据传输不方便，以及水质传感器性能、价格及可靠性等原因，使得管网末梢在线水质监测及预(报)警业务的应用成为了一个大问题，也使大部分地区及管网的供水安全状况处于非监控之中，其后果是非常严重的。
当前，虽然也有设置在供水管网中的涉水综合采集装置和在线水质监测装置，可以解决一部分大用水户入口处、二次供水泵房及城镇输配水管网关键节点的水质监测及预(报)警等问题，但还是存在着需要有较大的固定安装位置、制造与使用成本高、监测水需要外排等问题，不能低成本的满足居民小区及大用水户等的在线水质监测以及城镇无充裕安装位置的输配水管网关键节点的水质在线监测的需要。因此需要研制一种结构简单、安装方便、占地位置小、制造与使用成本低廉、监测水可循环使用、水质传感器可灵活增减的供水管网在线水质实时监测装置，以满足日益增加的城镇供水管网在线水质监测及预(报)警工作开展的需要。
发明内容
本发明提供一种供水管网的水质在线监测系统，其可以降低水质监测的成本以及提升水质监测的便利性。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，包括：
水质监测装置，所述水质监测装置包括装置壳体和水质传感器，所述装置壳体具有内部容纳空间，所述内部容纳空间具有测量区域，所述装置壳体上设置有第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口与所述内部容纳空间连通，所述水质传感器伸入所述内部容纳空间且位于所述测量区域，所述水质监测装置偏离轴心安装于供水管道，所述第一开口与所述供水管道靠近所述第一开口一侧的内壁具有第一设定距离，所述第二开口与所述供水管道靠近所述第二开口一侧的内壁具有第二设定距离，所述第一设定距离与所述第二设定距离不相等以使得供水管道中的水体在第一开口和第二开口之间形成压力差，所述第一开口和第二开口位于供水管道的内部。
作为上述技术方案的优选，所述第一开口和所述第二开口分别设置于装置壳体的两侧。
作为上述技术方案的优选，所述第一开口和第二开口为腰形孔。
作为上述技术方案的优选，所述装置壳体的内部设置有挡板，所述挡板与所述装置壳体的内壁之间具有间隙，所述水质传感器位于所述挡板的上方，所述挡板的上方为水质传感器的测量区域，所述第一开口和第二开口位于所述挡板的下方。
作为上述技术方案的优选，所述挡板的面积为可以调整，通过调整挡板的面积改变水质传感器的测量区域内水的流动速度以及消除供水管道内水锤对水质传感器特性的影响。
作为上述技术方案的优选，所述第一设定距离小于第二设定距离以使得第二开口位置的水体流速小于所述第一开口位置的水体流速，供水管道中的水流从所述第二开口流向第一开口。
作为上述技术方案的优选，所述水质监测装置具有水体交换周期，所述水体交换周期为每一次水质传感器进行数据采样之后所述装置壳体内部的水体完成更换所需要的时间，至少在每一水体交换周期内由所述水质传感器完成至少一次数据采样。
作为上述技术方案的优选，通过控制调整所述第一开口和所述第二开口的尺寸以调节流经所述测量区域的水体的流速以及所述水体交换周期。
作为上述技术方案的优选，所述水质在线监测系统还包括控制主板，所述控制主板具有供电模块、信号处理模块以及无线通信模块，所述供电模块用于与供电电源电性连接，所述信号处理模块与所述水质传感器电性连接用于接收所述水质传感器的采样数据，所述无线通信模块与所述信号处理模块电性连接用于与远程设备建立无线通信连接。
作为上述技术方案的优选，所述水质在线监测系统还包括控制主板和智能水表，所述控制主板具有供电模块、信号处理模块以及无线通信模块，所述供电模块用于与供电电源电性连接，所述信号处理模块与所述水质传感器电性连接用于接收所述水质传感器的采样数据，所述无线通信模块与所述信号处理模块以及智能水表电性连接用于与远程设备建立无线通信连接。
本发明提供一种供水管网的水质在线监测系统，其包括水质监测装置，该水质监测装置包括装置壳体和水质传感器，装置壳体具有内部容纳空间，内部容纳空间具有测量区域，装置壳体上设置有第一开口和第二开口，第一开口和第二开口与内部容纳空间连通，水质传感器伸入内部容纳空间且位于测量区域，在使用的时候，水质监测装置偏离轴心安装于供水管道，装置壳体插入至供水管道的内部使得第一开口和第二开口位于供水管道的内部，第一开口与供水管道靠近第一开口一侧的内壁具有第一设定距离，第二开口与供水管道靠近第二开口一侧的内壁具有第二设定距离，第一设定距离与第二设定距离不相等以使得供水管道中的水体在第一开口和第二开口之间形成压力差，供水管道中的水体可以从第一开口和第二开口中的任一开口进入，然后通过另一开口流出，水质传感器对进入测量区域的水体进行水质检测，本发明的水质监测装置可直接安装插入至供水管道上，不需要将供水管道中的水体引流出来完成水质检测，因此其安装和使用更加方便，可以降低水质监测的成本以及提升水质监测的便利性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1示出了本发明实施例一种供水管网的水质在线监测系统中水质监测装置的安装示意图；
图2示出了本发明实施例一种供水管网的水质在线监测系统中水质监测装置的剖视图；
图3示出了本发明实施例一种供水管网的水质在线监测系统中控制主板的连接结构示意图；
图4示出了本发明实施例一种供水管网的水质在线监测系统中控制主板的连接结构示意图；
图中：10、供水管道；20、水质监测装置；30、控制主板；40、智能水表；201、装置壳体；202、第一开口；203、第二开口；204、水质传感器；205、挡板；206、安装部；207、内部容纳空间；208、测量区域；209、间隙；301、供电模块；302、无线通信模块；303、信号处理模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。
参见图1至图4所示，本发明实施例提供了一种供水管网的水质在线监测系统，包括：
水质监测装置20，水质监测装置20包括装置壳体201和水质传感器204，装置壳体201具有内部容纳空间207，内部容纳空间207具有测量区域208，装置壳体201上设置有第一开口202和第二开口203，第一开口202和第二开口203与内部容纳空间207连通，水质传感器204伸入内部容纳空间207且位于测量区域208，水质监测装置20偏离轴心安装于供水管道10，第一开口202与供水管道10靠近第一开口202一侧的内壁具有第一设定距离，第二开口203与供水管道10靠近第二开口203一侧的内壁具有第二设定距离，第一设定距离与第二设定距离不相等以使得供水管道10中的水体在第一开口202和第二开口203之间形成压力差，第一开口202和第二开口203位于供水管道的内部。
本实施例提供的一种供水管网的水质在线监测系统，其包括水质监测装置20，该水质监测装置20包括装置壳体201和水质传感器204，装置壳体201具有内部容纳空间207，内部容纳空间207具有测量区域208，装置壳体201上设置有第一开口202和第二开口203，第一开口202和第二开口203与内部容纳空间207连通，水质传感器204伸入内部容纳空间207且位于测量区域208，在使用的时候，水质监测装置20偏离轴心安装于供水管道10，装置壳体201插入至供水管道10的内部使得第一开口202和第二开口203位于供水管道10的内部，第一开口202与供水管道10靠近第一开口202一侧的内壁具有第一设定距离，第二开口203与供水管道10靠近第二开口203一侧的内壁具有第二设定距离，第一设定距离与第二设定距离不相等以使得供水管道10中的水体在第一开口202和第二开口203之间形成压力差，供水管道10中的水体可以从第一开口202和第二开口203中的任一开口进入，然后通过另一开口流出，水质传感器204对进入测量区域208的水体进行水质检测，本实施例的水质监测装置20可直接安装插入至供水管道10上，不需要将供水管道10中的水体引流出来完成水质检测，因此其安装和使用更加方便，可以降低水质监测的成本以及提升水质监测的便利性。
本实施例中的装置壳体201上设置有安装部206，装置壳体201插入至供水管道10内部的时候，安装部206位于供水管道10的开口处，并且通过紧固件将安装部206固设在供水管道10上，安装部206能够便于安装并且还可以起到密封作用。
在本实施例的进一步可实施方式中，第一开口202和第二开口203分别设置于装置壳体201的两侧。
本实施例中的第一开口202和第二开口203分别设置于装置壳体201的两侧，其可以更加便于第一开口202和第二开口203之间形成压力差，可以使得水体流动更加顺畅。
在本实施例的进一步可实施方式中，第一开口202和第二开口203为腰形孔。
本实施例中的第一开口202和第二开口203为腰形孔可以使得供水管道中的水体在流经第一开口202和第二开口203的时候能够更加顺畅。
在本实施例的进一步可实施方式中，装置壳体201的内部设置有挡板205，挡板205与装置壳体201的内壁之间具有间隙209，水质传感器204位于挡板205的上方，挡板205的上方为水质传感器204的测量区域208，第一开口202和第二开口203位于挡板205的下方。
本实施例中装置壳体201的内部设置有挡板205，供水管道10中的水体通过挡板205与装置壳体201的内壁之间具有间隙209进入到水质传感器204的测量区域208，由于水体流速过快会影响水质传感器204的检测精度，而本实施例中的挡板205与装置壳体201的内壁之间的间隙209可以降低水体流速，可以提高水质传感器204的检测精度，另外，本实施例中通过挡板205来降低水体流速可以使得整体结构更加简单。
另外，本实施例中的挡板205还可以降低供水管道10中的水锤对于水质传感器204的影响，可以对于水质传感器204起到保护作用，进而还可以提升水质传感器204的检测精度。
具体而言，本实施例中的挡板205垂直固定在装置壳体201的内壁上。
在本实施例的进一步可实施方式中，挡板205的面积为可以调整，通过调整挡板205的面积改变水质传感器204的测量区域208内水的流动速度以及消除供水管道10内水锤对水质传感器204特性的影响。
本实施例中还可以通过调节挡板205的面积进而调整间隙209的大小来调整测量区域208内水的流动速度以及消除供水管道10内水锤对水质传感器204特性的影响，因此可以根据当前供水管道中水体的流速来设置挡板205的面积，进而将进入测量区域208的水体调整至合适的流速，进而可以使得水质传感器204的检测精度达到最佳。
另外，本实施例中还可以通过调整第一设定距离和第二设定距离的大小改变水质传感器204的测量区域208内水的流动速度以及消除供水管道10内水锤对水质传感器204特性的影响。
在本实施例的进一步可实施方式中，第一设定距离小于第二设定距离以使得第二开口203位置的水体流速小于第一开口202位置的水体流速，供水管道10中的水流从所述第二开口203流向第一开口202。
在本实施例的进一步可实施方式中，水质监测装置20具有水体交换周期，水体交换周期为每一次水质传感器204进行数据采样之后装置壳体201内部的水体完成更换所需要的时间，至少在每一水体交换周期内由水质传感器204完成至少一次数据采样。
本实施例中在每一水体交换周期内进行数据采样，因此每一次数据采样过程中，测量区域208的水体都经过彻底交换，每一次数据采样的水体均不发生重复，因此可以提高检测的准确性，保证水质传感器204每次测量都是在全部换水的状态下进行水质测量，使其能准确反映每个时间段管道内水质的真实情况。
在本实施例的进一步可实施方式中，通过控制调整第一开口202和第二开口203的尺寸以调节流经测量区域208的水体的流速以及水体交换周期。
本实施例中通过调整第一开口202和第二开口203的尺寸以调节流经测量区域208的水体的流速以及水体交换周期，进而可以根据供水管道10中的水体流速进行第一开口202和第二开口203的尺寸设置，提高水质传感器的检测精度。
在本实施例的进一步可实施方式中，水质在线监测系统还包括控制主板30，控制主板30具有供电模块301、信号处理模块303以及无线通信模块302，供电模块301用于与供电电源电性连接，供电电源用于给控制主板30以及水质传感器204进行供电，信号处理模块303与水质传感器204电性连接用于接收水质传感器204的采样数据，无线通信模块302与信号处理模块303电性连接用于与远程设备建立无线通信连接。
在本实施例的进一步可实施方式中，水质在线监测系统还包括控制主板30和智能水表40，控制主板30具有供电模块301、信号处理模块303以及无线通信模块302，供电模块301用于与供电电源电性连接，信号处理模块303与水质传感器204电性连接用于接收水质传感器204的采样数据，无线通信模块302与信号处理模块303以及智能水表40电性连接用于与远程设备建立无线通信连接。
水质传感器204将每次采样及测量后的数据存储在信号处理模块303的存储单元中，并按用户要求每隔一定时间将测量数据打包后上传至水务公共服务平台。如果发现水质超标，水务公共服务平台将关闭相关供水管道上的电控阀，将故障降到最低点，其可以完成在线测量供水管道水质。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，包括：
水质监测装置，所述水质监测装置包括装置壳体和水质传感器，所述装置壳体具有内部容纳空间，所述内部容纳空间具有测量区域，所述装置壳体上设置有第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口与所述内部容纳空间连通，所述水质传感器伸入所述内部容纳空间且位于所述测量区域，所述水质监测装置偏离轴心安装于供水管道，所述第一开口与所述供水管道靠近所述第一开口一侧的内壁具有第一设定距离，所述第二开口与所述供水管道靠近所述第二开口一侧的内壁具有第二设定距离，所述第一设定距离与所述第二设定距离不相等以使得供水管道中的水体在第一开口和第二开口之间形成压力差，所述第一开口和第二开口位于供水管道的内部；所述第一开口和所述第二开口分别设置于装置壳体的两侧，所述第一开口和第二开口为腰形孔；所述装置壳体的内部设置有挡板，所述挡板与所述装置壳体的内壁之间具有间隙，所述水质传感器位于所述挡板的上方，所述挡板的上方为水质传感器的测量区域，所述第一开口和第二开口位于所述挡板的下方。
2.根据权利要求1所述的供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，所述挡板的面积为可以调整，通过调整挡板的面积改变水质传感器的测量区域内水的流动速度以及消除供水管道内水锤对水质传感器特性的影响。
3.根据权利要求1所述的供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，所述第一设定距离小于第二设定距离以使得第二开口位置的水体流速小于所述第一开口位置的水体流速，供水管道中的水流从所述第二开口流向第一开口。
4.根据权利要求1所述的供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，所述水质监测装置具有水体交换周期，所述水体交换周期为每一次水质传感器进行数据采样之后所述装置壳体内部的水体完成更换所需要的时间，至少在每一水体交换周期内由所述水质传感器完成至少一次数据采样。
5.根据权利要求4所述的供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，通过控制调整所述第一开口和所述第二开口的尺寸以调节流经所述测量区域的水体的流速以及所述水体交换周期。
6.根据权利要求1所述的供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，所述水质在线监测系统还包括控制主板，所述控制主板具有供电模块、信号处理模块以及无线通信模块，所述供电模块用于与供电电源电性连接，所述信号处理模块与所述水质传感器电性连接用于接收所述水质传感器的采样数据，所述无线通信模块与所述信号处理模块电性连接用于与远程设备建立无线通信连接。
7.根据权利要求1所述的供水管网的水质在线监测系统，其特征在于，所述水质在线监测系统还包括控制主板和智能水表，所述控制主板具有供电模块、信号处理模块以及无线通信模块，所述供电模块用于与供电电源电性连接，所述信号处理模块与所述水质传感器电性连接用于接收所述水质传感器的采样数据，所述无线通信模块与所述信号处理模块以及智能水表电性连接用于与远程设备建立无线通信连接。
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