CN208012666U - 一种河水污染监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种河流水污染监测系统，包括监测站和在河流中部设置的若干只监测装置；所述的监测装置包括固定在河床上并高出水面的立柱，所述的立柱下部安装有流速传感器和水质传感器，立柱上部安装有航行指示灯、太阳能电池和控制单元；所述的流速传感器、水质传感器通过电缆与控制单元连接，所述的控制单元和航行指示灯依靠太阳能电池供电；所述的立柱外部还安装有指示河流水位高度的水位标尺。本实用新型对河流进行全面、实时、动态的监测，可以及时发现超标排放的来源，并根据流速推算得到排放的大致起止时刻，便于及时采取有效控制策略。

Description

一种河水污染监测系统

技术领域

本实用新型属于涉及水资源监测领域，尤其是涉及一种河水污染检测及报警系统。

背景技术

近年来，我国水污染局势已经相当严峻。然而在水污染防治过程中，企业偷排污水现象屡禁不止,跨省界流域污染纠纷不断,为了从源头上对污染进行治理，就需要实施掌握各个水域的水污染状况。目前，监测部门已经通过采用轮船巡回检测，采用遥感技术监测、采用无线传感器监测等手段来不断监测水污染状况。但是，人工检测周期长，死角多，尤其在我国南方水资源富集区，河道密布，很难及时全面检测到。无线传感器和遥感技术成本较高，而且需要人为实时控制，工作量大，循环检测周周期长不能实现监测数据的即使反馈，近年来也提供了不少关于水污染监控的案例，例如专利文献一种能源自给型水质监测系统(CN206609864U)，所述电源模块采用风力发电机和太阳能电池板进行供电，由于风力发电机转动噪音会影响区域性生态环境，并且风力发电机转动的桨叶会对经过的生物造成伤害，并且此装置未设置指示灯，夜晚会导致来往船只行驶不便，影响河道的畅通。

实用新型内容

本实用新型公开了一种河水污染监测系统，通过在河道中设置的若干监测装置和远端的监测站，实现了河道中水污染的监测及报警，便于及时发现超标污水的排放。

本实用新型的技术方案如下：

一种河流水污染监测系统，包括监测站和在河流中部设置的若干只监测装置；所述的监测装置包括固定在河床上并高出水面的立柱，所述的立柱下部安装有流速传感器和水质传感器，立柱上部安装有航行指示灯、太阳能电池和控制单元；所述的流速传感器、水质传感器通过电缆与控制单元连接，所述的控制单元和航行指示灯依靠太阳能电池供电；所述的立柱外部还安装有指示河流水位高度的水位标尺。

进一步的，所述的航行指示灯固定于太阳能电池之上，航行指示灯内置光敏传感器，实现对指示灯的智能控制。

进一步的，控制单元包括采集模块、控制处理模块和GPRS模块，所述的采集模块采集得到流速传感器和水质传感器的数据，控制处理模块将采集模块获得的数据通过 GPRS模块发送至远端的监测站。

进一步地，所述水质传感器和流速传感器采用防水密封胶固定于立柱上。

进一步地，所述的立柱为水泥预制结构，固定在河床内。

进一步地，水位标尺的下端位于距离河床1米高度的位置。

进一步地，水位标尺表面设置有荧光层。

本实用新型具有以下的有益技术效果：

一、本实用新型的监测装置采用主动式、定时、定点的监测方式进行检测，并将监测数据通过GPRS发送至远端的监测站，工作人员通过分布式测点的数据信息，对河流进行全面、实时、动态的监测，可以及时发现超标排放的来源，并根据流速推算得到排放的大致起止时刻，便于及时采取有效控制策略。

二、本实用新型的监测装置设置在河道中部，由于立柱本身占有水域空间较小，且立柱的上部设置有航行指示灯，在夜晚对通行船只进行指示；同时立柱上还设置了水位标尺，便于观察河流水位变化情况，一举多得，在一定程度上方便了船只的水路通行。

三、本实用新型的水质传感器、流速传感器和航行指示灯均通过太阳能电池集中供电，且太阳能电池上设置有光敏传感器，实现自动控制，方便了监测装置的供电，具有结构简单、安全可靠等特点。

附图说明

图1为本实用新型河流中所设置的污染监测装置的组成原理示意图；

图2为本实用新型河水污染监测系统的组成原理示意图；

图3为本实用新型监测装置中控制单元的原理示意图。

附图标记为：1—航行指示灯；2—太阳能电池；3—电缆；4—流速传感器；5—水质传感器；6—立柱；7—河床；8—水面；9—水位标尺；10—控制单元；11—监测装置； 12—主河道；13—分支水道；15—监测站。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的河流水污染监测系统，包括监测站15和在河流中部设置的若干只监测装置11；所述的监测装置11包括固定在河床上并高出水面的立柱6，所述的立柱6下部安装有流速传感器4和水质传感器5，立柱6上部安装有航行指示灯1、太阳能电池2和控制单元10。流速传感器4和水质传感器5通过电缆3与控制单元10连接，所述的控制单元10和航行指示灯1依靠太阳能电池2供电。通常监测站15设置在岸边交通方便的地方，监测装置11则以分布式的方式设置在主河道12中，可有益选择固定在每个分支水道13的入口处。监测站15内设置有无线数据接收器及数据处理终端，实现监测装置11的数据接收和分析处理。

如图3所示，控制单元10包括采集模块、控制处理模块和GPRS模块，所述的采集模块采集得到流速传感器4和水质传感器5的数据，控制处理模块将采集模块获得的数据通过GPRS模块发送至远端的监测站15。

控制单元10由微处理器STM32F407ZGT6及外围电路组成，工作频率高达168MHz，支持ARM单精度数据处理指令和数据类型的单精度浮点单元(FPU)，它还实现了一套完整的DSP指令和内存保护单元(MPU)，从而提高应用程序的安全性。

GPRS模块由SIM 800C通信芯片及外围电路组成，SIM800C通过附近的移动网络通讯基站(如联通、电信、移动等网络服务商的基站)将监测数据传递到监测站进行对水质分析，并根据监测结果判断是否做出警报。

流速传感器4采用TCF1M-20TR2超声波传感器，其原理是利用多普勒效应测量水的流速，通过串口把测量数据反馈给微处理器，流速传感器4采用防水密封胶固定于立柱上。

水质传感器5采用市场上通用的多参数水质传感器，可以对河水的电导率、TDS(溶解性固体总量)、盐度、浊度、pH、荧光素等参数进行监测。探头为防水探头，可长期浸入水中测量，其与微处理器直接连接，抗干扰能力强，精度高。水质传感器5采用防水密封胶固定于立柱上。

航行指示灯1采用多个红光LED。其穿透能力强，色彩对比鲜明，在航运避障中采用最多且功耗低寿命长易于控制等特点。本系统能源部分采用太阳能电池板与传统电池相结合，当MCU和外设传感器休眠期间，太阳能板给蓄电池充电，非休眠期间停止充电，以保护电池延长其寿命。航行指示灯内置光敏传感器，实现对指示灯的智能控制。在夜晚或你能见度较低时(如雾天)期间由MCU控制电源管理系统直接给航等供电，航灯间歇性闪烁。

太阳能电池2选用的单晶硅太能电池，固定在立柱上方，距离水面的高度大于河流的最高水位，并与蓄电池相连接。单晶硅为5V、12w太阳能电池板，其进行光电转换后将电能存储于3.7v蓄电池中，由蓄电池为整个装置进行供电。

立柱外部还安装有指示河流水位高度的水位标尺，水位标尺的下端位于距离河床1m高度的位置，上端可指示该河流汛期的最高水位，方便了来往船只对河流可通行情况的预判。水位标尺表面设置有荧光层，便于夜晚观测水位变化。

本实用新型的检测装置分布在河流中，一旦发现某个传感器的水质变差，尤其是监测得到酸碱度超标或重金属含量超标，则可根据监测装置的位置和所在超标装置处的河水流速推算得到排放污染物的大致起止时刻，供监测站对其进行相应处理。同时水位标尺提供河道水位超限提示，指示灯用来指引航道，防止船只撞上监测装置，确保安全通航。

Claims (7)

1.一种河流水污染监测系统，其特征在于：包括监测站和在河流中部设置的若干只监测装置；所述的监测装置包括固定在河床上并高出水面的立柱，所述的立柱下部安装有流速传感器和水质传感器，立柱上部安装有航行指示灯、太阳能电池和控制单元；所述的流速传感器、水质传感器通过电缆与控制单元连接，所述的控制单元和航行指示灯依靠太阳能电池供电；所述的立柱外部还安装有指示河流水位高度的水位标尺。

2.根据权利要求1所述的河流水污染监测系统，其特征在于：所述的航行指示灯固定于太阳能电池之上，航行指示灯内置光敏传感器，实现对指示灯的智能控制。

3.根据权利要求1所述的河流水污染监测系统，其特征在于：控制单元包括采集模块、控制处理模块和GPRS模块，所述的采集模块采集得到流速传感器和水质传感器的数据，控制处理模块将采集模块获得的数据通过GPRS模块发送至远端的监测站。

4.根据权利要求1所述的河流水污染监测系统，其特征在于：所述水质传感器和流速传感器采用防水密封胶固定于立柱上。

5.根据权利要求1所述的河流水污染监测系统，其特征在于：所述的立柱为水泥预制结构，固定在河床内。

6.根据权利要求1所述的河流水污染监测系统，其特征在于：水位标尺的下端位于距离河床1米高度的位置。

7.根据权利要求1所述的河流水污染监测系统，其特征在于：水位标尺表面设置有荧光层。