CN116873128A - 一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,属于新污染物检测领域,一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,包括浮板,所述浮板顶面固定连接有密封壳,所述密封壳内壁固定连接有隔板,所述浮板顶面设置有限位机构;所述浮板顶面固定安装有水泵,所述水泵侧壁分别固定连接有抽水管和出水管,所述抽水管另一端贯穿浮板,所述隔板顶面固定连接有水箱,所述出水管另一端延伸至水箱内,所述水箱侧壁固定连接有排水管,所述排水管另一端贯穿密封壳,它可以实现,将本检测单元同时放置在水域不同位置处,可对水质进行实时检测,并将检测数据远程反馈,作出及时评估和预警。
Description
技术领域
本发明涉及新污染物检测领域,更具体地说,涉及一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统。
背景技术
新污染物不同于常规污染物,指新近发现或被关注,对生态环境或人体健康存在风险,尚未纳入管理或者现有管理措施不足以有效防控其风险的污染物;新污染物被分四大类:一是持久性有机污染物,二是内分泌干扰物,三是抗生素,四是微塑料,在被排放到环境中后,被界定为新污染物。
新污染物种类繁多,目前全球关注的新污染物超过20大类、每一类又包含数十或上百种化学物质。随着对化学物质环境和健康危害认识的不断深入以及环境监测技术的不断发展,可被识别出的新污染物还会持续增加;而且多具有器官毒性、神经毒性、生殖和发育毒性、免疫毒性、内分泌干扰效应、致癌性、致畸性等多种生物毒性。
目前对于新污染物治理的总体思路可以概括为:筛、评、控和禁、减、治,即通过对有毒有害化学物质的环境风险进行筛查和评估,筛、评出需要重点管控的新污染物,然后对其实行全过程管控,包括对生产使用的源头禁限、过程减排和末端治理。
新污染物被排放到环境中,经过雨水冲洗或土壤沉降等因素,很多污染物进入河道水流中,由于河道水流流动性较大,污染物与水质密度不同,一部分污染物会沉积在河底,对水质造成影响,另一方面污染物会水流流动进入其它水域中,造成大面积水域污染;对于河流中水质的生态安全检测是目前常规的治理手段,一般都是在河流中采取样本检测水质中微量元素的含量,由于水流流动性较强,在不同时间的相同地点的检测数据都会存在差异,无法及时反映出水域水质的数据信息,更不便于准确进行新污染物风险评估。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,它可以实现,将本检测单元同时放置在水域不同位置处,可对水质进行实时检测,并将检测数据远程反馈,作出及时评估和预警。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,包括浮板,所述浮板顶面固定连接有密封壳,所述密封壳内壁固定连接有隔板,所述浮板顶面设置有限位机构;
所述浮板顶面固定安装有水泵,所述水泵侧壁分别固定连接有抽水管和出水管,所述抽水管另一端贯穿浮板,所述隔板顶面固定连接有水箱,所述出水管另一端延伸至水箱内,所述水箱侧壁固定连接有排水管,所述排水管另一端贯穿密封壳;
所述隔板顶面靠近左侧处设置有数据传感单元,所述密封壳顶面设置有蓄能组件。
进一步的,所述限位组件包括槽轮,所述槽轮安装在浮板顶面,所述槽轮内缠绕连接有拉绳,所述浮板顶面开设有通槽,所述拉绳另一端贯穿通槽并固定连接有配重块,所述浮板顶面位于通槽左侧安装有导向轮,所述通槽内设置有固定组件。
进一步的,所述固定组件包括活动板,所述活动板活动连接在抽水管内壁,所述抽水管侧壁活动连接有活动杆,所述活动杆贯穿抽水管并与其活动连接,所述通槽内活动连接有顶板,所述活动杆远离抽水管一端与顶板固定连接,所述顶板左侧壁固定连接有若干个顶针,所述拉绳侧壁开设有若干个通孔,所述顶针与通孔相互匹配。
进一步的,所述数据传感单元包括无线模块,所述无线模块安装在密封壳内壁,所述隔板顶面固定安装有转换模块,所述密封壳顶面靠近左侧处固定安装有天线,所述水箱顶部固定安装有PH传感器,所述PH传感器延伸至水箱内;
所述无线模块内安装有SIM卡,所述无线模块无线连接有触摸显示器。
进一步的,所述蓄能组件包括蓄电池,所述蓄电池固定安装在隔板顶面,所述密封壳顶面固定安装有光伏板,所述蓄电池电性连接有稳压器。
进一步的,所述抽水管底端固定连接有过滤壳,所述过滤壳呈筒状设置。
进一步的,所述浮板底面侧壁分别固定连接有牵引环。
进一步的,所述活动杆远离顶板一侧端面转动连接有轴承,所述轴承与活动板相抵。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本方案通过水泵、水箱和传感检测单元等之间的相互配合,可利用水泵将水域中的水质持续抽入水箱内,利用PH传感器对水质的变化情况进行检测,并利用无线模块将检测数据远程同步至触摸显示器上,对水质情况实时监测;另外可将传感检测单元分布在不同地点的水域中,对多个水域水质信息进行同步监测,能及时发现水质生态安全问题,作出准确的评估。
(2)本方案通过浮板、密封壳、限位组件和固定组件等之间的相互配合,将浮板投放在指定的水域中,利用配重块的重力松开拉绳,使得配重块沉降在河底,当水泵运行时,利用水流冲击力可带动顶板抵紧拉绳,避免拉绳松开长度过大,浮板随着气流漂流范围过大,将拉绳固定后,使得浮板只能在限定水域内浮动,进而增加了使用稳定性。
(3)本方案通过密封壳和蓄能组件等之间的相互配合,传感检测单元在水域中运行过程中,光伏板可将光照转化为电能,并将电能存储在蓄电池中,通过稳压器调整输出电压电流后给无线模块供电,有效避免需要不断充电的问题。
附图说明
图1为本发明的立体图;
图2为本发明中密封壳内部的结构示意图;
图3为本发明的剖视结构示意图;
图4为本发明图3中的A处放大图;
图5为本发明中传感检测单元的流程图;
图6为本发明中传感检测单元参数设置的流程图;
图7为本发明中传感检测单元串口设置的流程图。
图中标号说明:
1、浮板;2、密封壳;3、隔板;4、槽轮;5、拉绳;6、通槽;7、配重块;8、导向轮;9、水泵;10、抽水管;11、活动板;12、活动杆;13、顶板;14、顶针;15、通孔;16、出水管;17、水箱;18、PH传感器;19、排水管;20、无线模块;21、转换模块;22、天线;23、蓄电池;24、光伏板;25、稳压器;26、过滤壳;27、牵引环;28、轴承。
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,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。
实施例1:
请参阅图1-7,一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,包括浮板1,浮板1顶面固定连接有密封壳2,密封壳2内壁固定连接有隔板3,浮板1顶面设置有限位机构;
浮板1顶面固定安装有水泵9,水泵9侧壁分别固定连接有抽水管10和出水管16,抽水管10另一端贯穿浮板1,抽水管10底端固定连接有过滤壳26,过滤壳26呈筒状设置,通过设置过滤壳26可将水中杂质隔绝在外部,避免水中漂浮物或水草等杂质进入抽水管10内,影响水泵9的运行效果和使用寿命,隔板3顶面固定连接有水箱17,出水管16另一端延伸至水箱17内,水箱17侧壁固定连接有排水管19,排水管19另一端贯穿密封壳2;
隔板3顶面靠近左侧处设置有数据传感单元,密封壳2顶面设置有蓄能组件。
参阅图2和图3,限位组件包括槽轮4,槽轮4安装在浮板1顶面,槽轮4内缠绕连接有拉绳5,浮板1顶面开设有通槽6,拉绳5另一端贯穿通槽6并固定连接有配重块7,浮板1顶面位于通槽6左侧安装有导向轮8,通槽6内设置有固定组件。
参阅图3和图4,固定组件包括活动板11,活动板11活动连接在抽水管10内壁,抽水管10侧壁活动连接有活动杆12,活动杆12贯穿抽水管10并与其活动连接,通槽6内活动连接有顶板13,活动杆12远离抽水管10一端与顶板13固定连接,活动杆12远离顶板13一侧端面转动连接有轴承28,轴承28与活动板11相抵,通过设置轴承28可减小与活动板11之间的摩擦力,当活动板11利用水流冲击力打开后,可快速顶住活动杆12运动,进而对拉绳5进行固定,顶板13左侧壁固定连接有若干个顶针14,拉绳5侧壁开设有若干个通孔15,顶针14与通孔15相互匹配。
通过浮板1、密封壳2、限位组件和固定组件等之间的相互配合,将浮板1投放在指定的水域中,利用配重块7的重力松开拉绳5,使得配重块7沉降在河底,当水泵9运行时,利用水流冲击力可带动顶板13抵紧拉绳5,避免拉绳5松开长度过大,浮板1随着气流漂流范围过大,将拉绳5固定后,使得浮板1只能在限定水域内浮动,进而增加了使用稳定性。
参阅图3和图5,数据传感单元包括无线模块20,无线模块20安装在密封壳2内壁,隔板3顶面固定安装有转换模块21,密封壳2顶面靠近左侧处固定安装有天线22,水箱17顶部固定安装有PH传感器18,PH传感器18延伸至水箱17内;
其中,PH传感器18的pH值随着所溶解的物质的多少而定,因此PH值能灵敏地指示出水质的变化情况。PH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响,同时还严重影响活性污泥生化作用,即影响处理效果,污水的pH值一般控制在6.5-7之间。水在化学上是中性的,某些水分子自发地按照下式分解:H20=H++OH-,即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中,氢离子H+和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mo1/L,pl值是氢离子浓度以10为底的对数的负数:pHF=-log,因此中性溶液的plH值等于7。如果有过量的氢离子,则pl值小于7,溶液呈酸性;反之,氢氧根离子过量,则溶液呈碱性。
pH值通常用电位法测量,通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池,原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度,也取决于溶液的酸碱度。该厂采用了CPS11型pHl传感器和CPM151型pH变送器。测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头,它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成,具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当玻璃探头和氢离子接触时,就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。pH值不同,对应产生的电位也不一样,通过变送器将其转换成标准4一20mA输出。
无线模块20内安装有SIM卡,无线模块20无线连接有触摸显示器,通过水泵9、水箱17和传感检测单元等之间的相互配合,可利用水泵9将水域中的水质持续抽入水箱17内,利用PH传感器18对水质的变化情况进行检测,并利用无线模块20将检测数据远程同步至触摸显示器上,对水质情况实时监测;另外可将传感检测单元分布在不同地点的水域中,对多个水域水质信息进行同步监测,能及时发现水质生态安全问题,作出准确的评估。
其中,无线模块20为4G模块,具有通信速度快、网络频谱宽、通信灵活等特点。4G模块是指硬件加载到指定频段,软件支持标准的LTE协议,软硬件高度集成模组化的一种产品的统称。硬件将射频、基带集成在一块PCB小板上,完成无线接收、发射、基带信号处理功能。软件支持语音拨号、短信收发、拨号联网等功能;当PH传感器18检测到水质变化时,会将检测信号通过转换模块21发送至4G模块中,与外部触摸显示器共享,触摸显示器将多个水质进行实时监测,当有水质中出现变化数值浮动过大超出设定值时,触摸显示器会及时进行预警。
转换模块21采用RS485通讯模块,简单来说就是一个硬件,是一个物理接口。而这个接口要进行数据传输通讯,就需要采用网络协议和远端的服务器或者是其它网络设备进行连接,现在一般使用比较多的是MODBUS通讯协议,可以让不同厂商之间的设备进行数据交换,一般在工业现场使用较多,一些采用老一代技术的设备逐渐不能满足用户的功能需求,但是直接更新设备成本太高,rs485通讯模块就是利用rs485通讯串口将数据进行转换,和远程服务器设备连接,进行数据传输,极大的节约了用户的成本和人力。
参阅图2和图3,蓄能组件包括蓄电池23,蓄电池23固定安装在隔板3顶面,密封壳2顶面固定安装有光伏板24,蓄电池23电性连接有稳压器25,通过密封壳2和蓄能组件等之间的相互配合,传感检测单元在水域中运行过程中,光伏板24可将光照转化为电能,并将电能存储在蓄电池23中,通过稳压器25调整输出电压电流后给无线模块20供电,有效避免需要不断充电的问题。
参阅图1和图2,浮板1底面侧壁分别固定连接有牵引环27,通过设置牵引环27可利用外部牵引绳将浮板进行限位固定,且还能对浮板1多面同时进行固定,既能保障数据传感单元运行时的稳定性,又能便于将浮板1从水域中拉倒岸边进行回收。
在使用时:首先将浮板1放置在河道指定的水域处,将浮板1放入水面上浮起,同时配重块7通过重力开始向下沉降,当配重块7向下沉降至河底后,通过蓄电池23启动水泵9,水泵9通过抽水管10将河道中的水流抽入出水管16内,水流再排放至水箱17内进行汇集,与此同时,利用水流冲击力将活动板11向上冲开,活动板11打开抵住活动杆12,使得活动杆12带动顶板13运动,顶板13带动顶针14插入通孔15内,对拉绳5进行固定,避免拉绳5松开长度过大,浮板1随着气流漂流范围过大,将拉绳5固定后,使得浮板1只能在限定水域内浮动,进而增加了使用稳定性;
当水箱17内的水流过满时,水流通过排水管19排出,达到水流循环的目的,此时,PH传感器18对水箱17内的流动水进行实时检测,检测数据通过转换模块21输出至无线模块20内,并同步至外部触摸显示器,对水域水质进行实时监测预警,同时又能检测出水质变化,对水质中含有的污染物进行准确评估。
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改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,包括浮板(1),其特征在于:所述浮板(1)顶面固定连接有密封壳(2),所述密封壳(2)内壁固定连接有隔板(3),所述浮板(1)顶面设置有限位机构;
所述浮板(1)顶面固定安装有水泵(9),所述水泵(9)侧壁分别固定连接有抽水管(10)和出水管(16),所述抽水管(10)另一端贯穿浮板(1),所述隔板(3)顶面固定连接有水箱(17),所述出水管(16)另一端延伸至水箱(17)内,所述水箱(17)侧壁固定连接有排水管(19),所述排水管(19)另一端贯穿密封壳(2);
所述隔板(3)顶面靠近左侧处设置有数据传感单元,所述密封壳(2)顶面设置有蓄能组件。
2.根据权利要求1所述的一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,其特征在于:所述限位组件包括槽轮(4),所述槽轮(4)安装在浮板(1)顶面,所述槽轮(4)内缠绕连接有拉绳(5),所述浮板(1)顶面开设有通槽(6),所述拉绳(5)另一端贯穿通槽(6)并固定连接有配重块(7),所述浮板(1)顶面位于通槽(6)左侧安装有导向轮(8),所述通槽(6)内设置有固定组件。
3.根据权利要求2所述的一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,其特征在于:所述固定组件包括活动板(11),所述活动板(11)活动连接在抽水管(10)内壁,所述抽水管(10)侧壁活动连接有活动杆(12),所述活动杆(12)贯穿抽水管(10)并与其活动连接,所述通槽(6)内活动连接有顶板(13),所述活动杆(12)远离抽水管(10)一端与顶板(13)固定连接,所述顶板(13)左侧壁固定连接有若干个顶针(14),所述拉绳(5)侧壁开设有若干个通孔(15),所述顶针(14)与通孔(15)相互匹配。
4.根据权利要求1所述的一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,其特征在于:所述数据传感单元包括无线模块(20),所述无线模块(20)安装在密封壳(2)内壁,所述隔板(3)顶面固定安装有转换模块(21),所述密封壳(2)顶面靠近左侧处固定安装有天线(22),所述水箱(17)顶部固定安装有PH传感器(18),所述PH传感器(18)延伸至水箱(17)内;
所述无线模块(20)内安装有SIM卡,所述无线模块(20)无线连接有触摸显示器。
5.根据权利要求1所述的一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,其特征在于:所述蓄能组件包括蓄电池(23),所述蓄电池(23)固定安装在隔板(3)顶面,所述密封壳(2)顶面固定安装有光伏板(24),所述蓄电池(23)电性连接有稳压器(25)。
6.根据权利要求1所述的一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,其特征在于:所述抽水管(10)底端固定连接有过滤壳(26),所述过滤壳(26)呈筒状设置。
7.根据权利要求1所述的一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,其特征在于:所述浮板(1)底面侧壁分别固定连接有牵引环(27)。
8.根据权利要求3所述的一种用于新污染物生态风险评估的生态安全预警系统,其特征在于:所述活动杆(12)远离顶板(13)一侧端面转动连接有轴承(28),所述轴承(28)与活动板(11)相抵。
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