CN214953461U - 污水零直排管网监测预警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种污水零直排管网监测预警系统。目前，对于因管网淤积堵塞、水流不畅、污水冒溢、污水偷排漏排等现象，缺乏相应的有效监测预警技术。本实用新型包括用户终端、云平台和监测装置，所述监测装置包括用于检测第一排水管道水位的液位检测装置、安装在第一排水管道内腔下部的流速传感器和安装在检查井内腔上部的控制器，所述第一排水管道位于检查井的进水侧，所述控制器分别与液位检测装置和流速传感器电连接，用于将液位检测装置和流速传感器检测的数据发送至云平台，所述云平台分别与用户终端和控制器通讯连接。本实用新型结构简单、安装方便，在排水管网淤积堵塞、水流不畅、污水冒溢时可及时监测预警并向用户发送预警信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水排放监测预警装置技术领域，尤其是一种污水零直排管网监测预警系统。
背景技术
近年来，我国各地都在修建雨污分流的排水管线，大部分地区排水管网都实现了雨污分流，但由于多方面原因，城区排水系统仍存在着雨污混流现象，排水管网在排水过程中随着排入污水或雨水中的污泥、渣物和砂砾等沉积物在管道中和泵站集水池内的沉积,极易造成管网淤积堵塞、水流不畅，如不及时清理不仅影响管道的输送能力,降低防洪标准引发积水和污水冒溢，而且沉积在管道内的淤泥雨天又会随雨水进入河道、湖泊造成对水体的污染。此外，现有部分企业擅自将工业污水管接入雨水管，从而导致有害物质直接排入河道，引发水体黑臭，破坏生态环境，给市容景观及人们生活带来了很多不利影响。
现有技术大多是对污水的水质进行远程监控，在水质变差时及时向管理者发出预警信息，使得环保相关部门能够及时发现水环境污染事故，但对于因管网淤积堵塞、水流不畅、污水冒溢、污水偷排漏排等现象，缺乏相应的有效监测预警技术。
实用新型内容
为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种污水零直排管网监测预警系统，其在排水管网淤积堵塞、水流不畅、污水冒溢时可及时监测预警并向用户发送预警信息，以便用户及时处理。
为此，本实用新型采用如下的技术方案：污水零直排管网监测预警系统，其包括用户终端、云平台和监测装置；
所述的监测装置包括用于检测第一排水管道水位的液位检测装置、安装在第一排水管道内腔下部的流速传感器和安装在检查井内腔上部的控制器，所述第一排水管道位于检查井的进水侧，所述控制器分别与液位检测装置和流速传感器电连接，用于将液位检测装置和流速传感器检测的数据发送至云平台，所述云平台分别与用户终端和控制器通讯连接。
进一步地，所述的污水零直排管网监测预警系统还包括安装在检查井内腔上部的定位装置，所述控制器与定位装置电连接，用于将当前检查井的位置发送至云平台。定位装置可以安装在控制器内，也可以单独安装。
进一步地，所述的污水零直排管网监测预警系统还包括安装在检查井内腔底部的水质传感器，所述控制器与水质传感器电连接。
进一步地，所述液位检测装置包括超声波液位传感器、电接点液位传感器和静压液位传感器，所述超声波液位传感器设在第一排水管道内腔顶部，所述控制器用于实时获取超声波液位传感器、电接点液位传感器和静压液位传感器检测的管道水位。
更进一步地，所述控制器用于实时获取超声波液位传感器、电接点液位传感器和静压液位传感器检测的管道水位，并通过上述数据判断当前排水管道的工况并发送相应的管道水位至云平台。
再进一步地，超声波液位传感器检测的管道水位、电接点液位传感器检测的管道水位和静压液位传感器检测的管道水位分别与控制器的第一预设水位和第二预设水位进行对比，所述第二预设水位大于第一预设水位；
当超声波液位传感器检测的管道水位小于或等于第一预设水位时，则发送超声波液位传感器检测的管道水位至云平台；
当超声波液位传感器检测的管道水位大于第一预设水位时，则判断电接点液位传感器检测管道水位是否小于或等于第二预设水位，若是，则发送电接点液位传感器检测的管道水位至云平台，若否，则发送静压液位传感器检测的管道水位至云平台。
进一步地，所述控制器设有无线通信模块，与云平台无线连接。
进一步地，所述用户终端为手机或电脑。
进一步地，所述的污水零直排管网监测预警系统还包括两个分别设置在检测井预设高度的第一导电部件和第二导电部件，由所述第一导电部件和第二导电部件形成的开关串接在静压液位传感器与电源或控制器之间的电源连接线上。
本实用新型具有的有益效果是：
（1）通过由多个不同类型液位传感器组合的液位检测装置实时精确检测管网不同工况下的水流量，实现了管网全量程无盲区水位测量，并根据管道的水流量情况判断管道是否发生管网淤积堵塞、水流不畅、污水冒溢、污水偷排漏排等现象，在管道发生时及时发送管道位置信息和预警信息至用户终端，便于用户及时处理。
（2）通过在检查井底部安装水质传感器自动监测排水管网的水质，当出现工业污水管排入雨水管中时及时发送预警信息至管理者，便于管理者及时处理。
附图说明
图1为本实用新型污水零直排管网监测预警系统的原理框图；
图2为本实用新型非满管时污水零直排管网监测预警系统的安装示意图；
图3为本实用新型满管时污水零直排管网监测预警系统的安装示意图；
图4为本实用新型溢流时污水零直排管网监测预警系统的安装示意图。
图5为本实用新型第一导电部件和第二导电部件串接在静压液位传感器的电源连接线上的示意图。
附图标记说明：1-超声波液位传感器，2-电接点液位传感器，3-静压液位传感器，4-第一排水管道，5-流速传感器，6-水质传感器，7-控制器，8-井盖，9-检查井，10-第二排水管道。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合说明书附图对本实用新型做进一步的详细阐述。
如图1至图4所示，本实施例提供了一种污水零直排管网监测预警系统，包括用户终端、云平台和监测装置，所述监测装置包括液位检测装置、安装在第一排水管道4内腔下部的流速传感器5和安装在检查井内腔上部的控制器7，第一排水管道4位于检查井9的进水侧，检查井9的出水侧设有第二排水管道10，该第二排水管道10的管径大于第一排水管道9的管径，流速传感器5用于检测第一排水管道4的水流流速，液位检测装置用于检测第一管道的水位，由于监测装置安装在井盖8下方，供电不便，采用高性能锂电池组对监测装置进行供电。
控制器分别与液位检测装置和流速传感器电连接，用于将液位检测装置和流速传感器检测的数据发送至云平台，云平台分别与用户终端和控制器通过WiFi、移动网络或物联网卡等无线连接，用于获取第一排水管道的水流流速和第一排水管道的水位，还用于计算第一排水管道的水流量，并将该水流量发送至用户终端。用户终端用于监测与查询排水管道的水质、水流量等数据，用户终端采用智能手机或电脑。
本实施例中通过对管网的实时水流量进行监测，当某个管道发生淤积堵塞、水流不畅、污水冒溢、污水偷排漏排等现象时，管道内的实时水流量会发生明显变化，此时云平台通过该水流量变化情况可发送该管道位置信息和预警信息至用户终端，以便用户及时处理。
由于排水管网或污水管网中安装有线网络难度太大，本实施例中采用无线网络方式作为数据传输手段，即控制器内设置2G/3G/4G或NB-IoT等无线通信模块，通过无线通信模块实现与云平台的无线连接，当厚重的铸铁井盖对井下无线信号有较大屏蔽作用时，最好采用地埋式天线，将天线埋在井盖边的地面之下，避开铸铁井盖使数据能顺利传输，当井盖下且无进行天线地埋作业或附近无网络信号时，控制器内可设置Lora无线通信模块，通过与附近的中继网关配合实现无线通信，即控制器将井下的设备采集的数据通过Lora传输之附近安装的中继网关，再由中继网关将数据传至云平台。
由于污水管网中存在大量泥沙与垃圾，若采用超声波多普勒流速传感器，需每星期进行清理，维护工作量非常繁重；若采用雷达流速传感器会造成满管时无法准确测量，流速传感器最好采用电磁感应原理的智能流速传感器，智能流速传感器由于采用法拉第电磁感应原理，测量精度不受被测介质压力、温度、密度（包括固液比）、粘度和电导率等物理参数变化的影响，既可以测量顺流工况下的流速，也可以测量逆流工况下的流速；受泥沙干扰、垃圾的影响要小很多，且能对浅流（5㎝）状态的水流进行准确测量。
为了用户能及时能处理发出预警信息的检测井和排水管道，控制器内还可设置定位装置，控制器将定位装置检测的位置信息发送至云平台和用户终端，在当前管网出现淤积堵塞、水流不畅、污水冒溢、污水偷排漏排等现象时，用户可以得知该管网位置，以便及时处理。
为了实时监测污水管网的水质，污水零直排管网监测预警系统还包括安装在检查井内腔底部的水质传感器6，控制器与水质传感器电连接，用于将水质传感器检测的水质数据发送至云平台，云平台将水质传感器检测的水质数据与预设数据进行对比，当水质传感器检测的水质数据不符合要求时，及时发送预警信息至管理者，水质传感器主要检测BOD5、电导率、COD、氨氮、总磷、溶解氧、SS、PH等指标。
在排水管网中，日常管道水位有浅流、非满管、满管和溢流等多种工况，单一的液位传感器不能准确检测出不同工况下的管道水位，本实施例中采用由多种类型的液位传感器组合的液位检测装置来检测相应工况的管道水位，液位检测装置包括超声波液位传感器1、电接点液位传感器2和静压液位传感器3，超声波液位传感器、电接点液位传感器和静压液位传感器都安装第一排水管道内腔顶部，在浅流、非满管工况下，通过高性能小盲区收发分体式超声波液位传感器来实现排水管网中非接触式精确测量，在当管网水位即将到达超声波传感器测量盲区时（满管工况下），通过电接点液位传感器测量管道水位，在管道水位溢流工况下，通过静压液位传感器检测检查井的水位，实现全量程无盲区液位测量。
控制器用于实时获取超声波液位传感器、电接点液位传感器和静压液位传感器检测的管道水位，并通过上述数据判断当前排水管道的工况并发送相应的管道水位至云平台。
将超声波液位传感器检测管道水位、电接点液位传感器检测的管道水位和静压液位传感器检测的管道水位分别与控制器的第一预设水位、第二预设水位进行对比，第二预设水位大于第一预设水位，第一预设水位为超声波传感器测量盲区时的管道水位，第二预设水位为第一管道满管时的水位；
当超声波液位传感器检测的管道水位小于或等于第一预设水位时，此外说明管道水位为浅流、非满管工况，采用超声波液位传感器检测的管道水位作为当前管道水位，发送超声波液位传感器检测的管道水位至云平台；
当超声波液位传感器检测的管道水位大于第一预设水位时，说明当前管道不为浅流、非满管工况，为了进一步判断管道工况，判断电接点液位传感器检测管道水位是否小于或等于第二预设水位，若是，则说明当前管道水位为满管工况，采用电接点液位传感器检测的管道水位作为当前管道水位，发送电接点液位传感器检测管道水位至云平台，若否，则说明当前管道为溢流工况，采用静压液位传感器检测的管道水位作为当前管道水位，发送静压液位传感器检测的管道水位至云平台。
在本实施例中，由于监测装置采用自带的锂电池组供电，监测装置的运行能耗决定锂电池组的供电时间，为了尽量延长锂电池组的供电时间，监测装置还可包括两个分别设置在检测井预设高度的第一导电部件和第二导电部件，由所述第一导电部件、第二导电部件形成的开关串接在静压液位传感器与电源或控制器之间，如图5所示，当检查井的水位低于检查井预设高度时，第一导电部件和第二导电部件断开，静压液位传感器不工作，不消耗用电，当检测井的水温等于或高于检查井预设高度时，检测井的水将第一导电部件和第二导电部件连通，静压液位传感器采集检查井的当前水位。
本实用新型的保护范围并不局限于上述描述，任何在本实用新型的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，包括用户终端、云平台和监测装置；
所述的监测装置包括用于检测第一排水管道(4)水位的液位检测装置、安装在第一排水管道内腔下部的流速传感器(5)和安装在检查井内腔上部的控制器(7)，所述第一排水管道(4)位于检查井(9)的进水侧，所述控制器(7)分别与液位检测装置和流速传感器(5)电连接，用于将液位检测装置和流速传感器(5)检测的数据发送至云平台，所述云平台分别与用户终端和控制器(7)通讯连接。
2.根据权利要求1所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，还包括安装在检查井内腔上部的定位装置，所述控制器与定位装置电连接，用于将当前检查井的位置发送至云平台。
3.根据权利要求1所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，还包括安装在检查井内腔底部的水质传感器(6)，所述控制器(7)与水质传感器(6)电连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，所述液位检测装置包括超声波液位传感器(1)、电接点液位传感器(2)和静压液位传感器(3)，所述超声波液位传感器(1)设在第一排水管道(4)内腔顶部，所述控制器(7)用于实时获取超声波液位传感器(1)、电接点液位传感器(2)和静压液位传感器(3)检测的管道水位。
5.根据权利要求4所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，所述控制器用于实时获取超声波液位传感器、电接点液位传感器和静压液位传感器检测的管道水位，并通过上述数据判断当前排水管道的工况并发送相应的管道水位至云平台。
6.根据权利要求5所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，超声波液位传感器检测的管道水位、电接点液位传感器检测的管道水位和静压液位传感器检测的管道水位分别与控制器的第一预设水位和第二预设水位进行对比，所述第二预设水位大于第一预设水位；
当超声波液位传感器检测的管道水位小于或等于第一预设水位时，则发送超声波液位传感器检测的管道水位至云平台；
当超声波液位传感器检测的管道水位大于第一预设水位时，则判断电接点液位传感器检测管道水位是否小于或等于第二预设水位，若是，则发送电接点液位传感器检测的管道水位至云平台，若否，则发送静压液位传感器检测的管道水位至云平台。
7.根据权利要求1-3任一项所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，所述控制器设有无线通信模块，与云平台无线连接。
8.根据权利要求1-3任一项所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，所述用户终端为手机或电脑。
9.根据权利要求1-3任一项所述的污水零直排管网监测预警系统，其特征在于，还包括两个分别设置在检测井预设高度的第一导电部件和第二导电部件，由所述第一导电部件和第二导电部件形成的开关串接在静压液位传感器与电源或控制器之间的电源连接线上。
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