CN209086133U - 一种水质监测的遥感仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水质监测的遥感仪，包括外壳、浮板、动力驱动装置、供电装置、光谱检测装置、数据处理装置、GPS定位装置和无线通讯装置，浮板设置在外壳的外侧，在外壳的顶部设置GPS定位装置和无线通讯装置，供电装置设置在外壳的底端外侧，供电装置为动力驱动装置、光谱检测装置、数据处理装置、GPS定位装置和无线通讯装置进行供电，在供电装置的上方设置动力驱动装置，光谱检测装置设置在供电装置的下方，数据处理装置设置在外壳的内部。本装置结构简单，能实现对湖泊、河流水质状况的实时定点监测，光谱检测装置直接深入到水中获得水体的吸收光谱，数据处理装置根据光谱信息进行定量反演，能够快速、实时、准确地对水体环境进行调查和监测。

Description

一种水质监测的遥感仪

技术领域

本实用新型涉及环境监测装置技术领域，更具体地说涉及一种水质监测的遥感仪。

背景技术

环境应急监测在污染事故的应急处置中起着举足轻重的作用，当流域内发生污染事故的时候，对于河流中的污染物质种类及其含量都是未知的，及时快速的掌握河流水质状况对控制污染有十分重要的作用。目前针对污染事故的监测方法多为实地测量和实验室化学分析，需要耗费大量人力物力且效率不高。

随着水质参数光谱特征及算法研究的不断深入，遥感水质监测技术逐渐从定性发展到定量，基于紫外-可见光光谱分析技术，可以直接或间接的对水体中重金属离子、有机污染物的含量进行测定。遥感技术被引进水质监测领域，它能够克服传统监测方法缺陷，快速、宏观、实时地对水体环境进行调查和监测，使相关部门及时掌握水体环境，对水体污染等事件作出动态跟踪并分析具有现实重要意义。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，目前针对污染事故的监测方法多为实地测量和实验室化学分析，需要耗费大量人力物力且效率不高，提供了一种水质监测的遥感仪，采用本装置能够克服传统监测方法缺陷，快速、宏观、实时地对水体环境进行调查和监测，使相关部门及时掌握水体环境，对水体污染等事件作出动态跟踪并分析。

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。

一种水质监测的遥感仪，包括外壳、浮板、动力驱动装置、供电装置、光谱检测装置、数据处理装置、GPS定位装置和无线通讯装置，所述浮板设置在所述外壳的外侧，在所述外壳的顶部设置所述GPS定位装置和所述无线通讯装置，所述供电装置设置在所述外壳的底端外侧，所述供电装置为所述动力驱动装置、所述光谱检测装置、所述数据处理装置、所述GPS定位装置和所述无线通讯装置进行供电，在所述供电装置的上方设置所述动力驱动装置，所述光谱检测装置设置在所述供电装置的下方，所述数据处理装置设置在所述外壳的内部，所述GPS定位装置的位置信号输出端与所述数据处理装置的位置信号输入端相连，所述数据处理装置的位置信号输出端与所述无线通讯装置的位置信号输入端相连，所述无线通讯装置的位置信号输出端与控制终端的位置信号输入端相连，所述控制终端的通讯信号输出端与所述无线通讯装置的通讯信号输入端相连，所述无线通讯装置的通讯信号输出端与所述数据处理装置的通讯信号输入端相连，所述数据处理装置的驱动信号输出端与所述动力驱动装置相连，所述光谱检测装置的光谱信号输出端与所述数据处理装置的光谱信号输入端相连，所述数据处理装置的光谱信号输出端与所述无线通讯装置的光谱信号输入端相连，所述无线通讯装置的光谱信号输出端与所述控制终端的光谱信号输入端相连。

所述动力驱动装置包括小型发动机、传动轴和动力桨，所述小型发动机和所述传动轴均设置在所述外壳内，所述小型发动机的动力输入端与所述数据处理装置的驱动信号输出端相连，所述小型发动机的动力输出端与所述传动轴相连，所述传动轴与所述动力桨固定相连。

所述小型发动机采用TCG小型电动机。

所述动力桨采用小型besiege动力桨，所述动力桨的数量为2-3个。

所述浮板安装在距离所述外壳顶端的18-25cm处。

所述浮板采用木质结构，所述浮板的长度为75-85cm，宽度为45-55cm，厚度为 5-15cm。

在所述光谱检测装置的外侧设置有防水罩，所述防水罩采用透明材料结构。

所述防水罩的顶端内侧设置有内螺纹，在所述供电装置的底端外侧设置有外螺纹，所述防水罩和所述供电装置螺纹连接。

所述供电装置采用锂电池、铅酸电池或镍氢电池。

所述数据处理装置采用STC12C5A60S2单片机。

一种水质监测的遥感仪的使用和数据采集方法，按照下述步骤进行：

步骤1，开启供电装置后，将水质监测的遥感仪投放至待测水域，GPS定位装置定位遥感仪实时位置，并将该位置信号通过数据处理装置和无线通讯装置发送至控制终端，记录该位置数据，光谱检测装置对该位置处的水体进行光谱检测，并通过数据处理装置和无线通讯装置将光谱数据传输至控制终端，由控制终端记录光谱数据；

步骤2，控制终端向无线通讯装置发送下一检测水域位置信息，无线通讯装置接收信号后传输至数据处理装置，数据处理装置将该位置信息与GPS定位装置采集的位置信息进行比对后，向小型发动机发送运行信息，由传动轴控制动力桨运动，以使得遥感仪到达需要监测水质的地点，GPS定位装置再次采集位置信息与数据处理装置得到的位置信息进行比对，比对一致后，光谱检测装置对该位置处的水体进行光谱检测，并通过数据处理装置和无线通讯装置将光谱数据传输至控制终端，由控制终端记录光谱数据；

步骤3，重复步骤2的遥感仪移动和光谱数据采集记录过程，直至实验结束，将遥感仪测试数据与实验室仪器分析数据进行比较，误差在1％-8％。

本实用新型的有益效果为：本装置结构简单，能实现对湖泊、河流水质状况的实时定点监测，光谱检测装置直接深入到水中获得水体的吸收光谱，数据处理装置根据光谱信息进行定量反演，能够快速、实时、准确地对水体环境进行调查和监测。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中动力驱动装置的连接结构示意图；

图3是本实用新型的信号传输结构示意图；

图中：1为外壳，2为浮板，3为供电装置，4为光谱检测装置，5为数据处理装置， 6为GPS定位装置，7为无线通讯装置，8为小型发动机，9为传动轴，10为动力桨，11 为防水罩。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种水质监测的遥感仪，包括外壳、浮板、动力驱动装置、供电装置、光谱检测装置、数据处理装置、GPS定位装置和无线通讯装置，浮板设置在外壳的外侧，在外壳的顶部设置GPS定位装置和无线通讯装置，供电装置设置在外壳的底端外侧，供电装置为动力驱动装置、光谱检测装置、数据处理装置、GPS定位装置和无线通讯装置进行供电，供电装置采用锂电池、铅酸电池或镍氢电池，在供电装置的上方设置动力驱动装置，光谱检测装置设置在供电装置的下方，数据处理装置设置在外壳的内部，数据处理装置采用 STC12C5A60S2单片机，GPS定位装置的位置信号输出端与数据处理装置的位置信号输入端相连，数据处理装置的位置信号输出端与无线通讯装置的位置信号输入端相连，无线通讯装置的位置信号输出端与控制终端的位置信号输入端相连，控制终端的通讯信号输出端与无线通讯装置的通讯信号输入端相连，无线通讯装置的通讯信号输出端与数据处理装置的通讯信号输入端相连，数据处理装置的驱动信号输出端与动力驱动装置相连，光谱检测装置的光谱信号输出端与数据处理装置的光谱信号输入端相连，数据处理装置的光谱信号输出端与无线通讯装置的光谱信号输入端相连，无线通讯装置的光谱信号输出端与控制终端的光谱信号输入端相连。

动力驱动装置包括小型发动机、传动轴和动力桨，小型发动机和传动轴均设置在外壳内，小型发动机的动力输入端与数据处理装置的驱动信号输出端相连，小型发动机的动力输出端与传动轴相连，传动轴与动力桨固定相连，小型发动机采用TCG小型电动机，动力桨采用小型besiege动力桨，动力桨的数量为3个。

实施例二

在实施例一的基础上，浮板安装在距离外壳顶端的18-25cm处，浮板采用木质结构，浮板的长度为75-85cm，宽度为45-55cm，厚度为5-15cm。

实施例三

在实施例一的基础上，在光谱检测装置的外侧设置有防水罩，防水罩采用透明材料结构，防水罩的顶端内侧设置有内螺纹，在供电装置的底端外侧设置有外螺纹，防水罩和供电装置螺纹连接。

实施例四

一种水质监测的遥感仪的使用和数据采集方法，按照下述步骤进行：

步骤1，开启供电装置后，将水质监测的遥感仪投放至待测水域，GPS定位装置定位遥感仪实时位置，并将该位置信号通过数据处理装置和无线通讯装置发送至控制终端，记录该位置数据，光谱检测装置对该位置处的水体进行光谱检测，并通过数据处理装置和无线通讯装置将光谱数据传输至控制终端，由控制终端记录光谱数据；

步骤2，控制终端向无线通讯装置发送下一检测水域位置信息，无线通讯装置接收信号后传输至数据处理装置，数据处理装置将该位置信息与GPS定位装置采集的位置信息进行比对后，向小型发动机发送运行信息，由传动轴控制动力桨运动，以使得遥感仪到达需要监测水质的地点，GPS定位装置再次采集位置信息与数据处理装置得到的位置信息进行比对，比对一致后，光谱检测装置对该位置处的水体进行光谱检测，并通过数据处理装置和无线通讯装置将光谱数据传输至控制终端，由控制终端记录光谱数据；

步骤3，重复步骤2的遥感仪移动和光谱数据采集记录过程，直至实验结束，将遥感仪测试数据与实验室仪器分析数据进行比较，误差在1％-8％，结果如下表所示。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种水质监测的遥感仪，其特征在于：包括外壳、浮板、动力驱动装置、供电装置、光谱检测装置、数据处理装置、GPS定位装置和无线通讯装置，所述浮板设置在所述外壳的外侧，在所述外壳的顶部设置所述GPS定位装置和所述无线通讯装置，所述供电装置设置在所述外壳的底端外侧，所述供电装置为所述动力驱动装置、所述光谱检测装置、所述数据处理装置、所述GPS定位装置和所述无线通讯装置进行供电，在所述供电装置的上方设置所述动力驱动装置，所述光谱检测装置设置在所述供电装置的下方，所述数据处理装置设置在所述外壳的内部，所述GPS定位装置的位置信号输出端与所述数据处理装置的位置信号输入端相连，所述数据处理装置的位置信号输出端与所述无线通讯装置的位置信号输入端相连，所述无线通讯装置的位置信号输出端与控制终端的位置信号输入端相连，所述控制终端的通讯信号输出端与所述无线通讯装置的通讯信号输入端相连，所述无线通讯装置的通讯信号输出端与所述数据处理装置的通讯信号输入端相连，所述数据处理装置的驱动信号输出端与所述动力驱动装置相连，所述光谱检测装置的光谱信号输出端与所述数据处理装置的光谱信号输入端相连，所述数据处理装置的光谱信号输出端与所述无线通讯装置的光谱信号输入端相连，所述无线通讯装置的光谱信号输出端与所述控制终端的光谱信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述动力驱动装置包括小型发动机、传动轴和动力桨，所述小型发动机和所述传动轴均设置在所述外壳内，所述小型发动机的动力输入端与所述数据处理装置的驱动信号输出端相连，所述小型发动机的动力输出端与所述传动轴相连，所述传动轴与所述动力桨固定相连。

3.根据权利要求2所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述小型发动机采用TCG小型电动机。

4.根据权利要求2所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述动力桨采用小型besiege动力桨，所述动力桨的数量为2-3个。

5.根据权利要求1所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述浮板安装在距离所述外壳顶端的18-25cm处。

6.根据权利要求5所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述浮板采用木质结构，所述浮板的长度为75-85cm，宽度为45-55cm，厚度为5-15cm。

7.根据权利要求1所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：在所述光谱检测装置的外侧设置有防水罩，所述防水罩采用透明材料结构。

8.根据权利要求7所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述防水罩的顶端内侧设置有内螺纹，在所述供电装置的底端外侧设置有外螺纹，所述防水罩和所述供电装置螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述供电装置采用锂电池、铅酸电池或镍氢电池。

10.根据权利要求1所述的一种水质监测的遥感仪，其特征在于：所述数据处理装置采用STC12C5A60S2单片机。