CN204790523U - 一种水面扫描式溢油监测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光电探测技术领域，具体提供了一种水面扫描式溢油监测报警装置，包括旋转扫描监测保护单元、与旋转扫描监测保护单元以无线网桥无线连接的岸基立杆数据通讯控制单元；通过增加旋转扫描监测保护单元的设计，实现了该装置在无人值守的条件下具备独立监测并报警的高度智能化、自动化的功能；通过增加岸基立杆数据通讯控制单元的设计，达到了将所有监测数据、报警信号、视频信号均可以通过无线网桥实时上传至站控平台及厂级调度从而实现远程监控的目的；该水面扫描式溢油监测报警装置，具有全自动、智能化的优点，且集合固定安装与移动扫描监测于一身，是一种高度自动化、智能化、数字化的在线监测装置，具有良好的应用前景及市场价值。

Description

一种水面扫描式溢油监测报警装置

技术领域

本实用新型属于光电探测技术领域，具体涉及一种溢油监测装置，尤其涉及一种水面扫描式溢油监测报警装置。

背景技术

近年来我国海上溢油事故不断发生，而且逐步升级，无论是海洋石油钻采、输送、码头储运还是陆地石油开采、冶炼、存储、管输，每每都会因管线老化、腐蚀穿孔、焊缝开裂、应力损伤、塌方断裂、违章施工或人为盗油破坏等各种原因导致油品泄漏，进而污染关联水域，造成严重环境灾害及巨大经济损失。作为严重的海洋生态环境灾害之一，溢油不仅给海洋生态生态环境带来直接影响，也给沿海地区的经济发展及人民的身体健康带来巨大危害。因此，强化管线运行的安全管理，借助科技手段实现第一时间的泄漏监测、前期预警、应急处置就成为相关石油企业乃至全球关注并极力做好安全生产和环境保护工作的当务之急。

处理溢油污染的前提是要监测到溢油位置、油污类型及污染程度，这些均可以通过溢油监测系统来实现。目前，国内外现有的溢油监测技术主要有卫星遥感、机载红外成像和地面固定安装的红外激光反射、紫外荧光激发两种光学探测原理的技术。其中，前者适用于大面积海洋溢油污染，缺点是设备昂贵、探测成本高、即时性差、且受气象条件限制，无法固定值守监测，不适用于内陆河流水域的溢油监测；后者虽能定点安装、连续监测，但又因探测器需固定安装、不能移动、探测距离有限（最大10米），探测范围有限（固定于某一点），无法适应水位变化和水迹线后撤（一旦水位、水迹线变化超出探测距离，探测器就无法工作），而且当泄漏的油迹因水流因素呈带状移动时（即油迹带不在探测器的正下方位置），探测器也无法及时探测到。因此，如果能设计一种可以固定安装、旋转扫描式的水面溢油监测装置，将会给整个石油相关领域及沿海居民乃至全球带来极大便利。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有的溢油监测装置无法集固定安装与移动扫描监测于一体的问题。

为此，本实用新型提供了一种水面扫描式溢油监测报警装置，其中，包括旋转扫描监测保护单元及岸基立杆数据通讯控制单元；所述旋转扫描监测保护单元与岸基立杆数据通讯控制单元通过无线网桥无线连接；

所述旋转扫描监测保护单元包括安装板、旋转扫描机构、控制电机、三角支架、声光语音报警模块、水位监测模块、水面浮油监测模块、红外报警模块、辅助视频模块、顶部支架；所述旋转扫描机构与安装板通过螺栓固定连接；所述三角支架通过铰链与旋转扫描机构连接；所述控制电机通过法兰、联轴器与旋转扫描机构固定连接；所述声光语音报警模块、水位监测模块、水面浮油监测模块、红外报警模块、辅助视频模块均设置于顶部支架上；所述顶部支架固定于三角支架的一端；所述声光语音报警模块根据监测并将分析出的数据通过编程控制其运行状态即是否报警并指示其工作状态；所述红外报警模块实时对该装置周围环境的非法闯入进行监测，保障设备工作的安全及警示入侵人员远离设备，以免造成设备损坏；所述辅助视频模块可以通过网络实现对现场水面浮油状态的辅助监测；所述岸基立杆数据通讯控制单元包括岸基立杆、通讯控制及电源模块、无线网桥、全景红外摄像机、高亮度应急点亮灯、提前预放避雷器；所述岸基立杆通过地脚螺栓与岸基的混凝土基础稳定固定；所述通讯控制及电源模块安装于岸基立杆上；所述无线网桥、全景红外摄像机、高亮度应急点亮灯均通过支架安装于岸基立杆上；所述提前预放避雷器设置于岸基立杆的顶部；所述岸基立杆数据通讯控制单元，通过安装于岸基立杆上的通讯控制及电源模块，将所有采集监测的数据进行分析比较，协调指挥旋转扫描机构及控制电机的工作，并实现对水面浮油报警信息的上传及数据通讯，通过无线网桥将监控数据上传至调度指挥中心；所述全景红外摄像机可以实现全方位查看该水面扫描式溢油监测报警装置的工作状态及其周围环境状况；所述高亮度应急点亮灯可以在需要时点亮，有助于更清楚的观察周围情况；所述提前预放避雷器通过与其相连的镀锌扁铁与大地连接，保障在雷雨天气该装置不受雷电的影响。

上述一种水面扫描式溢油监测报警装置，所述安装板为不锈钢安装板，所述控制电机为减速控制电机，与旋转扫描机构相配合，通过编程控制可以实现步进式定时、全天候180度扫描监测；所述三角支架为高强度轻量级可伸缩三角支架，选用工业级铝型材，根据监测需求可以调整支架长度，实现不同环境下的监测要求；所述水面浮油监测模块，通过非接触紫外荧光监测河流水面是否出现溢油污染，水位监测模块负责监测河道水位变化情况。

本实用新型的有益效果：通过增加旋转扫描监测保护单元的设计，实现了该装置在无人值守的条件下具备独立监测并报警的高度智能化、自动化的功能；通过增加岸基立杆数据通讯控制单元的设计，达到了将所有监测数据、报警信号、视频信号均可以通过无线网桥实时上传至站控平台及厂级调度从而实现远程监控的目的；该水面扫描式溢油监测报警装置，不但具备现场监测报警功能，而且通过在远程调控中心设置站控上位机，并可以通过此上位机进行数据查询，参数设置、远程控制及视频浏览、回看等多种功能，该装置结合远程调控中心等设备既可现场操作、监控，又可远程传输，远程访问；具有全自动、智能化的优点，且集合固定安装与移动扫描监测于一身，是一种高度自动化、智能化、数字化的在线监测装置，具有良好的应用前景及市场价值。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型旋转扫描监测保护单元的结构示意图。

图2是本实用新型岸基立杆数据通讯控制单元的结构示意图。

附图标记说明：1、安装板；2、旋转扫描机构；3、控制电机；4、三角支架；5、声光语音报警模块；6.水位监测模块；7、水面浮油监测模块；8、红外报警模块；9、辅助视频模块；10、顶部安装支架；11、岸基立杆；12、通讯控制及电源模块；13、无线网桥；14、全景高清红外摄像机；15、高亮度应急点亮灯；16、提前预放电避雷器。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

如图1及图2所示，一种水面扫描式溢油监测报警装置，包括旋转扫描监测保护单元及岸基立杆数据通讯控制单元；其中，旋转扫描监测保护单元与岸基立杆数据通讯控制单元通过无线网桥13无线连接；

其中，旋转扫描监测保护单元包括安装板1、旋转扫描机构2、控制电机3、三角支架4、声光语音报警模块5、水位监测模块6、水面浮油监测模块7、红外报警模块8、辅助视频模块9、顶部支架10；旋转扫描机构2与不锈钢安装板1通过螺栓固定连接；三角支架4通过铰链与旋转扫描机构2连接；控制电机3通过法兰、联轴器与旋转扫描机构2固定连接；声光语音报警模块5、水位监测模块6、水面浮油监测模块7、红外报警模块8、辅助视频模块9均设置于顶部支架10上；顶部支架10固定于三角支架4的一端；声光语音报警模块5根据监测并将分析出的数据通过编程控制其运行状态即是否报警并指示其工作状态；红外报警模块8实时对该装置周围环境的非法闯入进行监测，保障设备工作的安全及警示入侵人员远离设备，以免造成设备损坏；辅助视频模块9可以通过网络实现对现场水面浮油状态的辅助监测；

其中，岸基立杆数据通讯控制单元包括岸基立杆11、通讯控制及电源模块12、无线网桥13、全景红外摄像机14、高亮度应急点亮灯15、提前预放避雷器16；岸基立杆11通过地脚螺栓与岸基的混凝土基础稳定固定；通讯控制及电源模块12安装于岸基立杆11上；无线网桥13、全景红外摄像机14、高亮度应急点亮灯15均通过支架安装于岸基立杆11上；提前预放避雷器16设置于岸基立杆11的顶部；岸基立杆数据通讯控制单元，为整个装置的工作提供稳定可靠的工作电源及数据通讯、编程控制功能，同时具备现场工作站功能。通过安装于岸基立杆11上的通讯控制及电源模块12，将所有采集监测的数据进行分析比较，协调指挥旋转扫描机构2及控制电机3的工作，并实现对水面浮油报警信息的上传及数据通讯，通过无线网桥13将监控数据上传至调度指挥中心；全景红外摄像机14可以实现全方位查看该水面扫描式溢油监测报警装置的工作状态及其周围环境状况；高亮度应急点亮灯15可以在需要时点亮，有助于更清楚的观察周围情况；提前预放避雷器16通过与其相连的镀锌扁铁与大地连接，保障在雷雨天气该装置不受雷电的影响；此外，调度指挥中心还设置站控上位机，同时具备数据查询，参数设置、远程控制及视频浏览、回看等多种功能，因此该装置配合整套设备既可现场操作、监控，又可远程传输，同时可以远程访问。

其中，安装板1为不锈钢安装板，控制电机3为减速控制电机，与旋转扫描机构2相配合，通过编程控制可以实现步进式定时、全天候180度扫描监测；三角支架4为高强度轻量级可伸缩三角支架，选用工业级铝型材，根据监测需求可以调整支架长度，实现不同环境下的监测要求；水面浮油监测模块7，通过非接触紫外荧光监测河流水面是否出现溢油污染，水位监测模块6负责监测河道水位变化情况。

实施例2：

在实施例1的基础上，水面浮油监测模块7以非接触的方式通过对水面发射一定频率的紫外光来监测水面上的浮油污染变化情况，一旦发生浮油污染，紫外光将激发出荧光，通过检测激发的荧光来判断是否有溢油污染及污染程度；其中，水面浮油监测模块7包括水面浮油探测器，其采用激光反射技术进行非接触实时监测，通过向水面垂直发射一定波长的脉冲激光，在没有油污污染的情况下，只会有非常少量的光会被水面反射回来，反射光通过探测器内部的凹面镜将光束聚焦在固态检测器上；当水中有油时，由于油、水不溶的特点，油污会在水面形成油膜，这时的紫外光将激发油类物质的荧光特性，此时位于探测器内部凹面镜焦点上的光电转换器会将这个增强的反射光信号转换成模拟的电信号并以数字方式显示在控制器的LCD屏幕上，这种模拟量信号再通过信号通讯电缆传输至监测报警控制器中。

实施例3：

在实施例1的基础上，三角支架4为高强度轻量级可伸缩三角支架，选用工业级铝型材，通过调整三角支架4上面的锁紧螺母，从而拉伸或缩短三角支架4的长度，以适应不同环境及不同季节的水位变化情况，促使水面浮油监测模块7能够垂直照射到水面；水面浮油监测模块7，通过非接触紫外荧光监测河流水面是否出现溢油污染；水位监测模块6则负责监测河道水位变化情况，包括处理器、控制模块等其他设备，可以将监测获得的数据经数据处理器上传至控制模块，这一设计是为了避免当河道水位出现巨大变化时（如暴雨导致的山洪暴发或因水库泄洪、蓄水导致的水位变化），可能造成的设备故障或损坏；旋转扫描机构2可以根据水面径流出现较大变化时使旋转扫描监测保护单元做出最大相应角度的左右转动，从而扩大监测范围。

实施例4：

在实施例1的基础上，红外报警模块8安装于该装置三角支架10的前端，且具备主、被动红外和微波三项技术防盗警戒功能，并对该装置所在警戒区域进行全方位覆盖布防；一旦有人进入警戒区域将进行语音报警，并启动红外摄像功能抓拍，并上传图像通知站控值班人员，同时高亮度应急点亮灯15会被瞬间点亮，此时位于岸基立杆11上面的全景红外摄像机14将开始巡航拍摄，视频图像自动上传；站控平台的监控室内的人员即可利用摄像机对现场拍照或通知就近的站点工作人员；同时，为避免雷雨天气对该装置造成的雷击危害，岸基立杆11的顶部安装了提前预放电避雷器16，在雷雨天气时，确保设备的安全可靠运行。

该水面扫描式溢油监测报警装置，旋转扫描机构2可以根据水面径流出现较大变化时与控制电机3相配合，通过编程控制可以实现步进式定时、全天候180度扫描监测，使旋转扫描监测保护单元做出最大相应角度的左右转动，从而扩大监测范围；通过调整三角支架4上面的锁紧螺母，从而拉伸或缩短三角支架4的长度，以适应不同环境及不同季节的水位变化情况，促使水面浮油监测模块7能够垂直照射到水面；声光语音报警模块5根据监测并将分析出的数据通过编程控制其运行状态即是否报警并指示其工作状态；水位监测模块6则负责监测河道水位变化情况，包括处理器、控制模块等其他设备，可以将监测获得的数据经数据处理器上传至控制模块，避免河道水位出现巨大变化时可能造成的设备故障或损坏；而水面浮油监测模块7，以非接触的方式通过对水面发射一定频率的紫外光来监测水面上的浮油污染变化情况，一旦发生浮油污染，紫外光将激发出荧光，通过检测激发的荧光来判断是否有溢油污染及污染程度；且红外报警模块8具备主、被动红外和微波三项技术防盗警戒功能，并对该装置所在警戒区域进行全方位覆盖布防；一旦有人进入警戒区域将进行语音报警，并启动红外摄像功能抓拍，并上传图像通知站控值班人员，同时高亮度应急点亮灯15会被瞬间点亮，此时位于岸基立杆11上面的全景红外摄像机14将开始巡航拍摄，视频图像自动上传；辅助视频模块9可以通过网络实现对现场水面浮油状态的辅助监测；同时，站控平台的监控室内的人员即可利用摄像机对现场拍照或通知就近的站点工作人员；此外，安装于岸基立杆11顶部的提前预放电避雷器16，在雷雨天气时，可以确保设备的安全可靠运行；不仅完全具备无人职守、独立监测报警的高度智能化、自动化功能，且所有监测数据、报警信号、视频信号都可以通过无线网桥13实现实时上传至站控平台及厂级调度从而实现远程监控。

此外，站控平台的上位机安装有专用的监控软件及数据库服务器，不但为站控或厂级调度中心的操作人员提供功能强大的操作平台，同时兼有OPC服务器和Web服务器功能，可以根据需要实现更远距离、更大范围的数据通信和不同级别的远程访问。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种水面扫描式溢油监测报警装置，其特征在于：包括旋转扫描监测保护单元及岸基立杆数据通讯控制单元；所述旋转扫描监测保护单元与岸基立杆数据通讯控制单元通过无线网桥（13）无线连接；所述旋转扫描监测保护单元包括安装板（1）、旋转扫描机构（2）、控制电机（3）、三角支架（4）、声光语音报警模块（5）、水位监测模块（6）、水面浮油监测模块（7）、红外报警模块（8）、辅助视频模块（9）、顶部支架（10）；所述旋转扫描机构（2）与安装板（1）通过螺栓固定连接；所述三角支架（4）通过铰链与旋转扫描机构（2）连接；所述控制电机（3）通过法兰、联轴器与旋转扫描机构（2）固定连接；所述声光语音报警模块（5）、水位监测模块（6）、水面浮油监测模块（7）、红外报警模块（8）、辅助视频模块（9）均设置于顶部支架（10）上；所述顶部支架（10）固定于三角支架（4）的一端；所述岸基立杆数据通讯控制单元包括岸基立杆（11）、通讯控制及电源模块（12）、无线网桥（13）、全景红外摄像机（14）、高亮度应急点亮灯（15）、提前预放避雷器（16）；所述岸基立杆（11）通过地脚螺栓与岸基的混凝土基础稳定固定；所述通讯控制及电源模块（12）安装于岸基立杆（11）上；所述无线网桥（13）、全景红外摄像机（14）、高亮度应急点亮灯（15）均通过支架安装于岸基立杆（11）上；所述提前预放避雷器（16）设置于岸基立杆（11）的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种水面扫描式溢油监测报警装置，其特征在于：所述安装板（1）为不锈钢安装板，所述控制电机（3）为减速控制电机；所述三角支架（4）为高强度轻量级可伸缩三角支架，选用工业级铝型材。