CN115473914A - 一种核电海洋生物拦截监测预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核电海洋生物拦截监测预警系统及方法，涉及水下设施监测领域，针对目前拦截网工作状态难以进行有效监测的问题，通过在拦截网的收集口位置设置声呐和触底传感器，对拦截网拦截物情况进行采集同时获取收集口高度信息，监测拦截网拦截状态，结合触底传感器对拦截网的悬浮状态进行监测，保证拦截网底部贴合海底，使拦截网能够处于合理的工作状态，并在监测发生异常时输出报警信息，达到预警的目的。

Description

一种核电海洋生物拦截监测预警系统及方法

技术领域

本发明涉及水下设施监测领域，具体涉及一种核电海洋生物拦截监测预警系统及方法。

背景技术

核电厂的运行需要大量冷却水，目前取用冷却水的方式多是在海岸建立取水口，但海洋中有大量浮游生物及其它杂物，为保证核电站的运行安全，需要对水体以外的其它物体进行拦截。为应对核电厂海洋物体入侵，通常所采用的办法是设置拦截网或采取人工打捞的方式去除。目前，拦截网没有系统的拦截监控机制，无法实时了解拦截量，若拦截网负荷过大，常常引起网具损坏、防护失效；对核电厂的安全运行造成隐患。

拦截网没有系统的拦截监控机制，即使通过水下探测手段计算出堵塞率，也无法实时了解拦截负荷，难以对拦截网的工作状态进行实时监测，也难以对拦截过程中出现的异常进行预警，若拦截网负荷过大，常常引起网具损坏、防护失效，对核电厂的安全运行造成隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种核电海洋生物拦截监测预警系统及方法，通过在拦截网的收集口位置设置声呐和触底传感器，对拦截网拦截物情况进行采集同时获取收集口高度信息，监测拦截网拦截状态，结合触底传感器对拦截网的悬浮状态进行监测，保证拦截网底部贴合海底，使拦截网能够处于合理的工作状态，并在监测发生异常时输出报警信息，达到预警的目的。

本发明的第一目的是提供一种核电海洋生物拦截监测预警系统，采用以下方案：

包括拦截网、声呐和触底传感器，拦截网的收集口设置有力纲，声呐安装于收集口顶部的力纲上，声呐监测区域覆盖拦截网，声呐获取收集口高度和拦截物信息数据并发送至控制器，触底传感器安装在对应收集口底部的力纲上，触底传感器获取收集口底部与海底的间距并发送至控制器；声呐和触底传感器分别接入控制器，控制器用于输出报警信息。

进一步地，所述拦截网远离其收集口的一端可拆卸连接有网囊，沿收集口到网囊方向上，拦截网的截面积逐渐减小，形成汇拢结构。

进一步地，所述网囊上安装有渔获传感器，渔获传感器监测区域覆盖网囊，渔获传感器接入控制器。

进一步地，所述力纲连接有牵引索，牵引索上设置拉力传感器，拦截网通过牵引索和拉力传感器连接于外部固定结构。

进一步地，所述拦截网通过力纲连接有多个牵引索，所有牵引索围绕收集口间隔布置，每个牵引索上均设置有对应的拉力传感器，拉力传感器分别接入控制器。

进一步地，所述控制器通过线缆连接声呐和触底传感器，控制器布置于靠近拦截网的岸边。

进一步地，所述控制器连接有触控屏，触控屏用于显示控制器输出的图像数据并接收外部控制信息。

进一步地，所述声呐位于收集口顶部的中间位置，触底传感器位于收集口底部的中间位置。

本发明的第二目的是提供一种利用如第一目的所述核电海洋生物拦截监测预警系统的工作方法，包括：

布置拦截网，使收集口底部接触海底，收集口敞开；

保持收集口后方拦截网于水中悬浮，声呐监测收集口高度和拦截物信息数据发送至控制器，触底传感器监测收集口底部贴底情况；

当收集口高度偏离设定阈值时、穿过收集口的拦截物异常时和/或收集口非触底状态时，控制器输出报警信息。

进一步地，所述声呐和触底传感器采集数据，并实时发送至控制器，以对拦截网状态实时监测。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前拦截网工作状态难以进行有效监测的问题，通过在拦截网的收集口位置设置声呐和触底传感器，对拦截网拦截物情况进行采集同时获取收集口高度信息，监测拦截网拦截状态，结合触底传感器对拦截网的悬浮状态进行监测，保证拦截网底部贴合海底，使拦截网能够处于合理的工作状态，并在监测发生异常时输出报警信息，达到预警的目的。

(2)通过布置于或连接在拦截网的多个监测元件获取拦截网的状态，结合控制器实时监测拦截网受力、拦截量，拦截效果，也可监测拦截网底部离底情况，防止水生物从底部漏出，在拦截网处于非正常工作状态时，输出报警信息从而减少拦截网损坏、防护失效的问题。

(3)在对拦截网工作状态进行监测的同时，能够采集拦截网末端网囊内收集拦截物的情况，渔获传感器能够监控网囊内情况，防止拦截物过量而损坏拦截网，达到对拦截网的保护。

(4)结合岸上控制器对各个监测元件采集的数据进行处理，将采集的数据与设定的阈值进行比对，当在阈值范围内时，保持对拦截网工作状态的实时监测，当超出阈值范围时，发出报警信息，提醒对拦截网进行及时调整。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1或2中核电海洋生物拦截监测预警系统的结构示意图。

图2为本发明实施例1或2中触控屏连接控制器的示意图。

图中，1.控制器；2.线缆；3.声呐；4.触底传感器；5.拉力传感器；6.拦截网；7.渔获传感器；8.网囊；9.触控屏。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图2所示，给出一种核电海洋生物拦截监测预警系统。

如图1所示核电海洋生物拦截监测预警系统，在拦截网6对核电站取水区域对海洋生物、漂浮垃圾等杂物进行拦截时，在拦截网6上布置多种监测元件，对拦截网6工作时的状态进行收集，比如拦截位置、拦截物情况、触底状态以及拦截物收集情况等，利用监测元件采集的数据判断拦截网6的工作状态，在采集的数据超出对应项设定的参数阈值时，判断其工作出现异常，及时输出报警信息，从而方便对拦截网6进行及时调整，使拦截网6保持良好的拦截工作状态。

如图1所示，核电海洋生物拦截监测预警系统主要包括拦截网6、声呐3和触底传感器4，另外，在拦截网6连接网囊8后，在网囊8位置还设置有渔获传感器7；在拦截网6布置时，拦截网6连接岸边固定结构采用的柔性索上，设置有拉力传感器5，声呐3、触底传感器4、渔获传感器7和拉力传感器5均作为拦截网6工作的监测元件，并分别接入控制器1，将所采集的信息数据发送至控制器1。

具体的，拦截网6覆盖待拦截区域位置形成收集口，拦截物通过收集口进入拦截网6内，拦截网6的收集口设置有力纲，力纲维持收集口的形状，并能够承载拦截网6的施力，将外部固定结构提供的约束力传递至拦截网6。

拦截网6的收集口形状根据待拦截区域的形状确定，比如两侧设有堤坝的进水位置，可以采用矩形收集口，对于一些管道方式输水的进水位置，可以采用适应管道截面的圆形收集口。

在收集口形状改变时，对应连接收集口位置的力纲形状也进行调整，本实施例中，以顶边和底边平行于水面的矩形收集口为例进行介绍。

矩形收集口对应的四条边均分布有力纲，也可以仅在顶部和底部设置力纲；声呐3安装于收集口顶部的力纲上，声呐3监测区域覆盖拦截网6，声呐3获取收集口高度和拦截物信息数据并发送至控制器1。

本实施例中，声呐3位于收集口顶部的中间位置，触底传感器4位于收集口底部的中间位置。

如图1所示，声呐3能够通过声波信号测取相关信息，通过测取顶部力纲海底的间距，可以获取收集口高度位置数据，利用声呐3对收集口位置进行持续监测，在物体穿过收集口时，反射声波数据并由声呐3获取，从而依据持续时长、覆盖范围来判断物体体积，在数据发送至控制器1后，由控制器1计算相关物品的尺寸体积等数据，并与相应的阈值相比较。

触底传感器4安装在对应收集口底部的力纲上，触底传感器4获取收集口底部与海底的间距并发送至控制器1；当力纲接触海底时，触底传感器4获取的间距数据为零，当底部力纲脱离海底时，触底传感器4获取的间距数据为非零数值。

当然，可以理解的是，触底传感器4可以采用红外传感器或其他接触式传感器，在安装有触底传感器4的力纲位置接触海底时，接触式传感器被触发，从而判定力纲良好触底，当脱离时，接触式传感器无法被触发，判定力纲与海底之间留有间隙，拦截网6底面与海底留有间隙，处于非正常工作状态。

声呐3和触底传感器4分别接入控制器1，控制器1用于输出报警信息，在获取声呐3采集数据和触底传感器4采集的数据后，控制器1对此类数据进行处理和分析，判定对应的拦截物信息、收集口高度信息，并能够监控底部力纲是否离底。

如图1所示，对于拦截网6的结构，拦截网6一端开口作为收集口，整体形成口袋状结构，拦截物从收集口进入后，被拦截网6的阻拦，从而避免其进入核电站冷却取水区域。

拦截网6远离其收集口的一端可拆卸连接有网囊8，沿收集口到网囊8方向上，拦截网6的截面积逐渐减小，形成汇拢结构；在外部杂物进入拦截网6后，拦截网6渐变结构作用下能够将外部杂物逐渐导引向网囊8，收集在网囊8内。

网囊8上安装有渔获传感器7，渔获传感器7监测区域覆盖网囊8，渔获传感器7接入控制器1，用于监控网囊8内拦截物情况，防止拦截物过量而破坏拦截网6。本实施例中的渔获传感器7可以采用现有的接触式传感器，在拦截物蓄满网囊8后接触渔获传感器7，渔获传感器7触发后将信号发送至控制器1，控制器1判断此时网囊8已被填满，提醒对网囊8进行及时清理。

如图1所示，将拦截网6安装于外部固定堤坝等固定结构，力纲连接有牵引索，牵引索上设置拉力传感器5，拦截网6通过牵引索和拉力传感器5连接于外部固定结构。

拦截网6通过力纲连接有多个牵引索，所有牵引索围绕收集口间隔布置，每个牵引索上均设置有对应的拉力传感器5，拉力传感器5分别接入控制器1。通过拉力传感器5监测拦截网6受力情况，监控拦截网6负荷情况。

采用多个拉力传感器5配合多根牵引索，牵引索本身也作为整个拦截网6的力纲，为了提高其监测精度，牵引索连接拦截网6收集口的多个位置，避免提高其牵拉承载能力的同时，对多个区域的受力状态进行多点监测，减小单点监测造成的误差问题。

如图1所示，控制器1通过线缆2分别连接声呐3、触底传感器4、渔获传感器7、拉力传感器5，控制器1布置于靠近拦截网6的岸边。另外，控制器1连接有触控屏9，触控屏9用于显示控制器1输出的图像数据并接收外部控制信息。

控制器1布置在机箱内，并固定于岸边，通过线缆2为各个监测元件供电，并对各个监测元件获取的数据进行收集，触控屏9还可以选择带有显示器的主机，控制器1可以与显示器、主机进行无线传输，可实时预警拦截网6状态。

通过布置于或连接在拦截网6的多个监测元件获取拦截网6的状态，结合控制器1实时监测拦截网6受力、拦截量，拦截效果，也可监测拦截网6底部离底情况，防止水生物从底部漏出，在拦截网6处于非正常工作状态时，输出报警信息从而减少拦截网6损坏、防护失效的问题。

实施例2

本发明的另一典型实施方式中，如图1-图2所示，给出一种核电海洋生物拦截监测预警系统的工作方法。

利用如实施例1中的核电海洋生物拦截监测预警系统，该工作方法包括：

布置拦截网6，使收集口底部接触海底，收集口敞开；

保持收集口后方拦截网6于水中悬浮，声呐3监测收集口高度和拦截物信息数据发送至控制器1，触底传感器4监测收集口底部贴底情况；

当收集口高度偏离设定阈值时、穿过收集口的拦截物异常时和/或收集口非触底状态时，控制器1输出报警信息。

声呐3、触底传感器4、渔获传感器7和拉力传感器5实时采集数据，并实时发送至控制器1，以对拦截网6状态实时监测。

通过在拦截网6的收集口位置设置声呐3和触底传感器4，对拦截网6拦截物情况进行采集同时获取收集口高度信息，监测拦截网6拦截状态，结合触底传感器4对拦截网6的悬浮状态进行监测，保证拦截网6底部贴合海底，使拦截网6能够处于合理的工作状态，并在监测发生异常时输出报警信息，达到预警的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，包括拦截网、声呐和触底传感器，拦截网的收集口设置有力纲，声呐安装于收集口顶部的力纲上，声呐监测区域覆盖拦截网，声呐获取收集口高度和拦截物信息数据并发送至控制器，触底传感器安装在对应收集口底部的力纲上，触底传感器获取收集口底部与海底的间距并发送至控制器；声呐和触底传感器分别接入控制器，控制器用于输出报警信息。

2.如权利要求1所述的核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，所述拦截网远离其收集口的一端可拆卸连接有网囊，沿收集口到网囊方向上，拦截网的截面积逐渐减小，形成汇拢结构。

3.如权利要求2所述的核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，所述网囊上安装有渔获传感器，渔获传感器监测区域覆盖网囊，渔获传感器接入控制器。

4.如权利要求1所述的核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，所述力纲连接有牵引索，牵引索上设置拉力传感器，拦截网通过牵引索和拉力传感器连接于外部固定结构。

5.如权利要求4所述的核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，所述拦截网通过力纲连接有多个牵引索，所有牵引索围绕收集口间隔布置，每个牵引索上均设置有对应的拉力传感器，拉力传感器分别接入控制器。

6.如权利要求1所述的核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，所述控制器通过线缆连接声呐和触底传感器，控制器布置于靠近拦截网的岸边。

7.如权利要求1所述的核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，所述控制器连接有触控屏，触控屏用于显示控制器输出的图像数据并接收外部控制信息。

8.如权利要求1所述的核电海洋生物拦截监测预警系统，其特征在于，所述声呐位于收集口顶部的中间位置，触底传感器位于收集口底部的中间位置。

9.一种如权利要求1-8任一项所述核电海洋生物拦截监测预警系统的工作方法，其特征在于，包括：

布置拦截网，使收集口底部接触海底，收集口敞开；

保持收集口后方拦截网于水中悬浮，声呐监测收集口高度和拦截物信息数据发送至控制器，触底传感器监测收集口底部贴底情况；

当收集口高度偏离设定阈值时、穿过收集口的拦截物异常时和/或收集口非触底状态时，控制器输出报警信息。

10.如权利要求9所述的工作方法，其特征在于，所述声呐和触底传感器采集数据，并实时发送至控制器，以对拦截网状态实时监测。

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