CN211620098U - 一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统 - Google Patents

Abstract

一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统，包括风光互补发电系统、曝气系统以及溶解氧在线监测模块，所述风光互补发电系统为曝气系统以及溶解氧在线监测模块提供电能，所述溶解氧在线监测模块检测并控制曝气系统实施，本实用新型提供一种集曝气、溶解氧监测于一体的设备，使得河道内溶解氧保持在一定水平，无需跟常规曝气工艺选择几个时间段曝气，效率低，能耗高。同时采用风光互补的方式供电，充分利用资源，解决了部分偏远地区不方便供电的问题。

Description

一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统

技术领域

本实用新型涉及河道溶解氧监测，尤其涉及一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统。

背景技术

溶解氧DO的含量是衡量水体环境质量的重要指标之一。保持一定溶解氧含量对于维持水体健康的生态环境至关重要，过低的DO会对水体的生态系统、生物资源等造成严重影响。水体中DO的主要来源包括大气复氧和生物光合作用释氧两部分，DO在水体中的消耗也是一种自然现象，当溶解氧供应量减少或过度消耗而使水体DO浓度低于0.19mmol/L时，就会出现低氧现象。据张绍君研究表明，纯氧曝气能够大幅度提高河流溶解氧至20mg/L以上，水体色度可以降低至20倍以下，嗅阈值稳定在5以下，到达一般景观水体对色度和嗅味的标准。因此，河道内保持一定的溶解氧有利于增强与恢复水体的好氧微生物，抑制厌氧微生物，从而使水体中的污染物得以通过好氧得到分解，水体得到净化，从而改善河流的水质。

大部分河道监测站采用市电供电，需要布设电缆、埋设管道，安装复杂，对于偏远地区则很难涉及到。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种集曝气、溶解氧监测于一体并充分利用资源的一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统。

本实用新型提供的方案：一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统，包括风光互补发电系统、曝气系统以及溶解氧在线监测模块，所述风光互补发电系统为曝气系统以及溶解氧在线监测模块提供电能，所述溶解氧在线监测模块检测并控制曝气系统实施。

还包括监测站，所述监测站上方安装有风光互补发电系统，所述监测站内部安装有解氧在线监测模块，所述监测站包括主体和安装于主体上下方的屋顶与底座。

所述风光互补发电系统包括塔架和安装于塔架上的太阳光线跟踪器、太阳能电池板、风光互补控制器、风力发电机，所述风力发电机和太阳能电池板连接有蓄电池，所述太阳光线跟踪器带动太阳能电池板转动，所述风光互补控制器用于控制风力发电机和太阳能电池板对蓄电池充电或放电。

所述溶解氧在线监测模块包括互相连接的工控机、压力传感器、电动阀，所述电动阀控制曝气系统开关，所述压力传感器用于监测河道水体溶解氧浓度。

所述曝气系统包括空气泵鼓风机和微孔布气管曝器，所述电动阀控制空气泵鼓风机开关。

所述压力传感器为溶解氧浸入式传感器，所述溶解氧浸入式传感器连接有超声波发生器。

所述主体包括由立柱和支架构成的主体框架，所述主体外侧安装有木条，所述主体框架安装有防护门。

所述屋顶为坡层顶，所述屋顶设有保温材料并涂抹有防水层。

所述底座表面涂有环保漆，所述底座四端安装有滑轮。

有益效果：本实用新型提供一种集曝气、溶解氧监测于一体的设备，使得河道内溶解氧保持在一定水平，无需跟常规曝气工艺选择几个时间段曝气，效率低，能耗高。同时采用风光互补的方式供电，充分利用资源，解决了部分偏远地区不方便供电的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型监测站内部结构示意图。

图3为本实用新型原理框架图。

太阳能电池板1，太阳光线跟踪器2，风力发电机3，屋顶4，主体5，底座6，工控机7，超声波发生器8，压力传感器9，电动阀10，空气泵鼓风机11，蓄电池12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图所示：一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统，包括风光互补发电系统、曝气系统以及溶解氧在线监测模块，所述风光互补发电系统为曝气系统以及溶解氧在线监测模块提供电能，所述溶解氧在线监测模块检测并控制曝气系统实施，本实用新型提供一种集曝气、溶解氧监测于一体的设备，使得河道内溶解氧保持在一定水平，无需跟常规曝气工艺选择几个时间段曝气，效率低，能耗高。同时采用风光互补的方式供电，充分利用资源，解决了部分偏远地区不方便供电的问题。

还包括监测站，所述监测站上方安装有风光互补发电系统，所述监测站内部安装有解氧在线监测模块，所述监测站包括主体5和安装于主体5上下方的屋顶4与底座6。主体5主要由立柱、支架、防护门等构成，由立柱和支架构成整个站房的基本框架，底座6和主体5支架均为金属结构，具有足够的强度，保证在拖动、起吊、荷载和空载时不变形，并宜安装于混凝土基础上，防护门固定在主体5正面。主体5外侧安装有景观木条，一方面加固监测站，另一方面使监测站外形美观，不影响市容。

底座6表面涂满环保漆防止生锈。

底座6四个角落安装滑轮，便于监测站因为城建等原因造成的搬迁。屋顶4采用坡层顶防雨设计，并添加保温材料和涂抹防水层，防止产生屋顶4渗漏，有效隔绝站房外的温度。

整个监测站密封性良好，不透水，保证下雨天气时雨水不渗入站房，保证监测站正常运行，监测站移动性好，占地面积小，成本低，整体结构安装方便，便于现场快速安装调试。

风光互补发电系统包括风力发电机3、太阳能电池板1、太阳光线跟踪器2、风光互补控制器、蓄电池12、塔架，为监测站运行工作提供电能。太阳光线跟踪装置可根据预设程序带动太阳能电池板1转动，使得电池板平面始终与太阳光线垂直，提高太阳能的利用率。风光互补控制器的作用是控制风力发电机3和太阳能电池板1对蓄电池12的充电和对负载的放电。风速不足时，风力发电机3不启动，由太阳能电池板1供电；阴雨有风天气时，由风力发电机3供电；在阴天无风天气时，启用备用电池组供电；天气晴朗且有风时，风光互补控制器根据蓄电池12储能情况智能安排供电。风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光能独立系统在资源上的缺陷，实现全天候不间断供能。为了降低电能转换损耗，在线分析仪、空压机、控制器等均采用24V直流式供电模式。

曝气系统包括空气泵鼓风机11和微孔布气管曝气器，所述曝气系统也可采用水下射流设备以及叶轮式增氧机，根据实际需求选择，通过风光互补发电系统供电，并与工控机7连接，工控机7可发出曝气系统开启和关停的指令。监测站安装压力传感器9即溶解氧浸入式传感器来实时监测河道水体溶解氧浓度，并将数据上传至工控机7，通过河道检测管理软件汇总展示，通过河道水质监测管理软件设置河道溶解氧最低值，当河道内溶解氧实测值低于设置的最低值，则启动曝气系统，直至超过最低值若干小时，可设置该时间，通过这种方式保证河道内溶解氧浓度维持在一定水平，有利于水体的净化和水质的改善。为了加强溶解氧浸入式传感器探头的自动清洗效果，设置超声波发生器8，增加超声波清洗模式，利用超声波的空化作用将探头表面的污垢和微生物破碎，随后掉落至水体中，达到探头的强化清洗。通过工控机7设置溶解氧浸入式传感器的清洗频率，即超声波发生器8启动后，以超声波的形式对溶解氧浸入式传感器四周进行清洗杂质、附着物，保证能正常运行。

监测站内壁安装工控机7，工控机7中安装window XP操作系统和现场控制软件，可实现整个系统的配置设置、显示运行状况功能。河道水质监测管理软件用于系统整体管理，与溶解氧浸入式传感器通讯，可通过浏览器访问，实时查看河道水体溶解氧监测数据和系统储能用电情况，并可将监测数据上传至监控中心，如环保局、水质监测站等环保行业单位。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的实用新型思想并不仅限于此实用新型，任何运用本实用新型思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：包括风光互补发电系统、曝气系统以及溶解氧在线监测模块，所述风光互补发电系统为曝气系统以及溶解氧在线监测模块提供电能，所述溶解氧在线监测模块检测并控制曝气系统实施。

2.根据权利要求1所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：还包括监测站，所述监测站上方安装有风光互补发电系统，所述监测站内部安装有溶解氧在线监测模块，所述监测站包括主体（5）和安装于主体（5）上下方的屋顶（4）与底座（6）。

3.根据权利要求2所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：所述风光互补发电系统包括塔架和安装于塔架上的太阳光线跟踪器（2）、太阳能电池板（1）、风光互补控制器、风力发电机（3），所述风力发电机（3）和太阳能电池板（1）连接有蓄电池（12），所述太阳光线跟踪器（2）带动太阳能电池板（1）转动，所述风光互补控制器用于控制风力发电机（3）和太阳能电池板（1）对蓄电池（12）充电或放电。

4.根据权利要求3所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：所述溶解氧在线监测模块包括互相连接的工控机（7）、压力传感器（9）、电动阀（10），所述电动阀（10）控制曝气系统开关，所述压力传感器（9）用于监测河道水体溶解氧浓度。

5.根据权利要求4所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：所述压力传感器（9）为溶解氧浸入式传感器，所述溶解氧浸入式传感器连接有超声波发生器（8）。

6.根据权利要求5所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：所述曝气系统包括空气泵鼓风机（11）和微孔布气管曝器，所述电动阀（10）控制空气泵鼓风机（11）开关。

7.根据权利要求2所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：所述主体（5）包括由立柱和支架构成的主体（5）框架，所述主体（5）外侧安装有木条，所述主体（5）框架安装有防护门。

8.根据权利要求7所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：所述屋顶（4）为坡层顶，所述屋顶（4）设有保温材料并涂抹有防水层。

9.根据权利要求8所述的基于风光互补的河道溶解氧监测系统，其特征在于：所述底座（6）表面涂有环保漆，所述底座（6）四端安装有滑轮。

Images