TWI672416B - 水域清潔系統 - Google Patents

Abstract

本發明為一種水域清潔系統，其包含有控制單元、收集裝置及污染物感測單元，收集裝置中包含有污染物收集容器及馬達，該控制單元接收來自污染物感測單元之感測訊號，當判斷周圍水域之固體污染物所佔面積高於外部第一面積值時，控制單元啟動該馬達運轉，當判斷污染物收集容器中的固體污染物所佔面積高於內部面積值時，控制單元停止該馬達運轉，如此則系統可因應現場狀況而即時反應操作，無須人力監控。

Description

水域清潔系統

本發明為一種水域清潔系統，係指一種用於水域污染物收集裝置之監控系統。

海洋佔地球總表面積71％，水域環境的變化對於生活在地球上的人們都會產生一定的影響，而隨著地球人口數急遽增加，人類將污染物排放到水域中的數量日益增長，因此，如何清除水域污染物成為重要的社會議題。

基於海流的特性以及後續污染物收集的便利性，在現有技術中常見的方式係在港口設置污染物收集裝置，將漂進港口內的污染物加以集中並移除，同樣的，在其他水域中如湖泊、河川、池塘、養殖場等處亦如此，然而，若透過人力來收集污染物，則須耗費大量的人力資源，不符合經濟效益，現有技術中雖有自動收集水域污染物的裝置，但仍須人力時時巡邏確認是否滿載，才能即時移除滿載的污染物而讓裝置能持續收集污染物，另也須人力確認裝置的運轉及控制其啟閉，如此則有其不便利之處。

有鑑於此，本發明係針對現有技術之缺點加以改良，以期能解決現有技術中耗費人力的缺點。

為達到上述之發明目的，本發明所採取的技術手段為一種水域清潔系統，其中包括： 一控制單元； 一收集裝置，其包含一污染物收集容器及一馬達，該馬達連結該控制單元，當該馬達啟動時，形成流經該污染物收集容器之水流； 一污染物感測單元，其連結該控制單元，該污染物感測單元感測該污染物收集容器之周圍水域的污染物； 其中，該控制單元接收來自該污染物感測單元之感測訊號，當判斷周圍水域之固體污染物所佔面積高於一外部第一面積值時，該控制單元啟動該馬達運轉。

進一步而言，該污染物感測單元感測該污染物收集容器中的污染物，當該控制單元判斷該污染物收集容器中的固體污染物所佔面積高於一內部面積值時，該控制單元停止該馬達運轉並通報操作人員。

本發明的優點在於，透過污染物感測單元來感測污染物收集容器外或內之固體污染物所佔面積，並透過控制單元來接收感測訊號後，執行相對應的操作，以達到即時因應現場狀況來實施最適當之操作的目的。

以下配合圖式及本發明之實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。

請參閱圖1所示，本發明之水域清潔系統包含有一控制單元10、一收集裝置20、一馬達感測單元30、及一污染物感測單元40。

所述之控制單元10係用以收集並整合資訊後，上傳至雲端伺服器100、或直接通知操作人員之通訊設備101。

所述之收集裝置20包含一污染物收集容器及一馬達21，馬達21啟動時形成形成水流，以使污染物進入污染物收集容器中，透過污染物收集容器中的過濾單元而將污染物留在收集容器中，被過濾後的水流持續流動再流出污染物收集容器外，以達到水域清潔的效果。所述馬達21連結該控制單元10，控制單元10得以操控馬達21之開啟或關閉。

所述馬達感測單元30與馬達21及控制單元10分別形成連結，馬達感測單元30用以監控馬達21之運轉狀態，並將馬達21之運轉狀態回報給控制單元10，則當馬達21運轉狀態異常時，控制單元10能即時獲知而進行相對應的操作，例如關閉馬達21、通知操作人員檢修等。在一實施例中，馬達感測單元30包含一馬達電流偵測器，用以偵測馬達21之電流，並回報給控制單元10，控制單元10藉由馬達21之電流情況來判斷馬達21的運轉狀態是否異常。在另一實施例中，馬達感測單元30包含一馬達壓力計，用以偵測馬達之壓力，並回報給控制單元10，控制單元10藉由馬達21之壓力狀態來判斷馬達21的運轉狀態是否異常。

所述污染物感測單元40連結該控制單元10，用以監控污染物的情形而回報告知控制單元10，以使控制單元10能即時進行相對應的操作。

在一實施例中，該污染物感測單元40包含一固體污染物感測單元，係用以感測固體污染物，固體污染物感測單元將感測數據交由控制單元10後，由控制單元10運算處理、或由控制單元10傳送給雲端伺服器100運算處理後，獲得所感測到固體污染物所佔面積，再由控制單元10依據所獲得之固體污染物所佔面積，來執行相對應的操作，例如啟動馬達21、關閉馬達21、通知人員收集固體污染物等。在一實施例中，該固體污染物感測單元包含一影像感測單元，所述影像感測單元將拍攝到的影像傳送至控制單元10後，由控制單元10、或由控制單元10傳送給雲端伺服器100，利用演算法運算出所拍攝到的區域之固體污染物所佔面積。在另一實施例中，該固體污染物感測單元包含至少一個超音波感測單元，各超音波感測單元係發射超音波並接收該超音波接觸到固體污染物後回彈之反射波，來獲得各超音波感測單元其周圍固體污染物之距離，係可為各超音波感測單元計算距離，或由控制單元10或雲端伺服器100運算出距離，各超音波感測單元將所獲得的資訊傳送給控制單元10後，由控制單元10、或由控制單元10傳送給雲伺服器100，利用演算法運算出所感測到的區域之固體污染物所佔面積。

在一實施例中，該污染物感測單元40包含一油污感測單元，係用以感測油污染物，油污感測單元將感測數據交由控制單元10後，由控制單元10運算處理、或由控制單元10傳送給雲端伺服器100運算處理後，獲得所感測到油污染物所佔面積或厚度，再由控制單元10依據所獲得之油污染物所佔面積或厚度，來執行相對應的操作，例如通知人員收集油污染物等。在一實施例中，該油污感測單元為一電磁式油污感測單元，係利用電磁發射器發送高頻率電磁波，再由天線接收反射波，由於水和油污所能吸收的電磁能不同，各電磁式油污感測單元將所獲得的資訊傳送給控制單元10後，由控制單元10、或由控制單元10傳送給雲伺服器100，藉由電磁能變化來運算出水面上油污所佔面積或厚度。

在一實施例中，該污染物感測單元包含一含氧量感測單元，係用以感測水中含氧量的多寡，含氧量感測單元將感測數據交由控制單元10後，由控制單元10運算處理、或由控制單元10傳送給雲端伺服器100運算處理後，獲得所感測到水中含氧量，由含氧量可判斷水質污染的情況，再由控制單元10依據所獲得之數據，來執行相對應的操作。

在一實施例中，該控制單元10設於該收集裝置20所設置之處，則該馬達21、該馬達感測單元30、該污染物感測單元40透過有線或無線傳輸方式與該控制單元10溝通；在另一實施例中，該控制單元10係設於雲端伺服器100中，則該馬達21、該馬達感測單元30、該污染物感測單元40透過有線或無線傳輸方式與該控制單元10溝通。

本發明在實際實施時，將有以下不同的實施態樣：

實施態樣 1 請參閱圖2所示，當馬達21尚未啟動時，該污染物感測單元40係感測該污染物收集容器周圍之水域，控制單元10係接收來自污染物感測單元40之感測訊號（S11），經控制單元10或雲端伺服器100運算後，獲得該污染物收集容器周圍之水域的固體污染物之面積，判斷周圍之水域的固體污染物之面積是否高於一外部第一面積值（S12），若是，則控制單元10啟動馬達21（S13），使馬達21開始運轉，則周圍的固體污染物將隨著水流進入該污染物收集容器中被加以收集。

實施態樣 2 請參閱圖3所示，當馬達21啟動後，該污染物感測單元40係感測該污染物收集容器中的狀態，控制單元10係接收來自污染物感測單元40之感測訊號（S21），經控制單元10或雲端伺服器100運算後，獲得該污染物收集容器中的固體污染物之面積，判斷該污染物收集容器中的固體污染物之面積是否高於一內部面積值（S22），若是，則控制單元10關閉馬達21（S23），使馬達21停止運轉，則水流暫停流入該污染物收集容器中，並由雲端伺服器100或控制單元10通報操作人員之通訊設備101（S24），由操作人員前往清除該污染物收集容器中的固體污染物，如此則操作人員能在遠端獲知各地之污染物收集容器是否已滿載，再前往收集固體污染物，而無須時時巡邏檢查各地之污染物收集容器。

實施態樣 3 請參閱圖4所示，當馬達21啟動後，該污染物感測單元40係感測該污染物收集容器中的狀態（S31），再將感測到的數據傳送至控制單元10（S32），經控制單元10或雲端伺服器100運算後，獲得該污染物收集容器中的油污染物之面積及含氧量（S33），判斷該污染物收集容器中的油污染物之面積是否高於一預設油污面積值、含氧量是否低於一預設含氧量（S34），若是，則由雲端伺服器100或控制單元10通報操作人員之通訊設備101（S35），由操作人員前往排除該污染物收集容器中的油污或水質污染的情況。

實施態樣 4 請參閱圖5所示，一般狀態下，該污染物感測單元40係感測該污染物收集容器周圍之水域，控制單元10係接收來自污染物感測單元40之感測訊號（S41），經控制單元10或雲端伺服器100運算後，獲得該污染物收集容器周圍之水域的固體污染物之面積，控制單元10判斷周圍之水域的固體污染物之面積是否高於該一外部第一面積值（S42），若否，則回到步驟S41持續接收來自污染物感測單元40之感測訊號；若是，則控制單元10啟動馬達21（S43），使馬達21開始運轉，則周圍的固體污染物將隨著水流進入該污染物收集容器中被加以收集。馬達21啟動後，該污染物感測單元40持續感測該污染物收集容器周圍之水域及該污染物收集容器中的狀態，控制單元10係接收來自污染物感測單元40之感測訊號（S44），經控制單元10或雲端伺服器100運算後，獲得該污染物收集容器周圍之水域的固體污染物之面積及該污染物收集容器中的固體污染物之面積，控制單元10判斷該污染物收集容器中的固體污染物之面積是否高於該內部面積值（S45），若否，則回到步驟S44；若是，則控制單元10關閉馬達21，使馬達21停止運轉，則水流暫停流入該污染物收集容器中，並由雲端伺服器100或控制單元10通報操作人員之通訊設備101（S451），由操作人員前往清除該污染物收集容器中的固體污染物，並回到步驟S44，如此。再者，控制單元10亦在步驟S44後判斷周圍之水域的固體污染物之面積是否低於一外部第二面積值（S46），若是，則控制單元10停止馬達21運轉（S461），並回到步驟41；若否，則回到步驟S44。該外部第二面積值小於該外部第一面積值，如此則馬達21在當周圍水域之固體污染物的量達到一定程度時，才被加以啟動運轉，而無須時時運轉。

因此，基於本發明之監控系統的設置，操作人員可於遠端獲知各地置放的污染物收集容器之狀態，且控制單元10依據現場狀態啟動或關閉馬達21，以使馬達21的啟閉更能符合環境條件，進而能在污染物量較低時停止馬達21而節省能耗、馬達21運轉異常時即時停止馬達21以避免馬達損毀、也能在污染物量較高時即時啟動馬達21加以收集，故操作人員無須時時巡邏，控制單元10能即時依照各地回報狀態進行相對應的處置，來更有效率進行水域清潔。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10‧‧‧控制單元

100‧‧‧雲端伺服器

101‧‧‧操作人員之通訊設備

20‧‧‧收集裝置

21‧‧‧馬達

30‧‧‧馬達感測單元

40‧‧‧污染物感測單元

圖1為本發明之系統架構示意圖。 圖2為本發明之實施態樣1的流程圖。 圖3為本發明之實施態樣2的流程圖。 圖4為本發明之實施態樣3的流程圖。 圖5為本發明之實施態樣4的流程圖。

Claims (9)

1. 一種水域清潔系統，其中包括：一控制單元；一收集裝置，其包含一污染物收集容器及一馬達，該馬達連結該控制單元，當該馬達啟動時，形成流經該污染物收集容器之水流；一污染物感測單元，其連結該控制單元，該污染物感測單元感測該污染物收集容器之周圍水域的污染物；其中，該控制單元接收來自該污染物感測單元之感測訊號，當判斷周圍水域之固體污染物所佔面積高於一外部第一面積值時，該控制單元啟動該馬達運轉，若該控制單元判斷周圍水域之固體污染物所佔面積低於一外部第二面積值時，該控制單元停止該馬達運轉，該外部第二面積值小於該外部第一面積值。
2. 如請求項1所述之水域清潔系統，其中該污染物感測單元感測該污染物收集容器中的污染物，當該控制單元判斷該污染物收集容器中的固體污染物所佔面積高於一內部面積值時，該控制單元停止該馬達運轉並通報操作人員。
3. 如請求項1或2所述之水域清潔系統，其中該污染物感測單元包含一固體污染物感測單元，該固體污染物感測單元用以感測固體污染物。
4. 如請求項3所述之水域清潔系統，其中該固體污染物感測單元包含一影像感測單元，該控制單元接收來自該影像感測單元之影像訊號後，經該控制單元或一雲端伺服器運算後判斷所拍攝到的區域之固體污染物所佔面積。
5. 如請求項3所述之水域清潔系統，其中該固體污染物感測單元包含至少一個超音波感測單元，所述超音波感測單元發射超音波並接收該超音波接觸到固體污染物後回彈之反射波，來獲得所述超音波感測單元其周圍固體污染物之距離，該控制單元接收來自所述超音波感測單元之感測訊號後，經該控 制單元或一雲端伺服器運算後判斷所感測到的區域之固體污染物所佔面積。
6. 如請求項1或2所述之水域清潔系統，其進一步包含一馬達感測單元，該馬達感測單元與該馬達及該控制單元分別形成連結，該馬達感測單元感測該馬達之運轉狀態，並將該馬達之運轉狀態回報給該控制單元，當該控制單元判斷該馬達之運轉狀態異常時，該控制單元停止該馬達運轉。
7. 如請求項6所述之水域清潔系統，其中當該控制單元判斷該馬達之運轉狀態異常時，該控制單元進一步通報操作人員。
8. 如請求項1或2所述之水域清潔系統，其中該污染物感測單元包含一油污感測單元，其用以感測油污染物，該控制單元接收來自該油污感測單元之感測訊號後，經該控制單元或一雲端伺服器運算後判斷所感測到的區域之油污染物所佔面積或厚度。
9. 如請求項1或2所述之水域清潔系統，其中該污染物感測單元包含一含氧量感測單元，其用以感測含氧量，該控制單元接收來自該含氧量感測單元之感測訊號後，經該控制單元或一雲端伺服器運算後判斷所感測到的區域之含氧量。