1

文档序号:19641800发布日期:2020-01-07 13:11
一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育及无人监测船与五星体育

技术领域
】本发明涉及河道水质监测领域,具体涉及一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育及无人监测船。
背景技术
:随着国家经济的发展,我国水环境问题日益突出,其中河流湖泊的水污染问题日趋严重,尤其是流经城镇城区的河段,其污染比较严重,甚至一些河段成为了黑臭水体,严重影响了人民的居住及生产环境。《水污染防治行动计划》提出“到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除”。可见,黑臭水体的重点治理势在必行。在黑臭水体的治理中,水样采集以及实验室分析是重要的监测手段,然而现阶段的河道水样采集绝大多数是依靠人工现场采集,这种采集方式存在成本高、安全风险系数大等问题,难以应对现阶段河道水样采集的需求。技术实现要素:针对现阶段河道水样采集存在的问题,本发明提供了一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育及无人监测船。本发明采取如下技术方案:一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育,包括以下步骤:在无人监测船航行过程中对河道进行水质在线监测,并将在线监测的水质数据实时发送至服务器;如果收到手动模式信号,则无人监测船进入手动取样模式;如果没有收到手动模式信号,则无人监测船进入自动取样模式;在自动取样模式下,如果监测到水质数据达到上下限或水质数据波动达到预设值,则使无人监测船停止航行并获取水样瓶编号;如果水样瓶编号的获取结果为无结果,则向服务器发送满载警报并标记警报位置,结束采样任务并回航;如果水样瓶编号的获取结果为有结果,则自动分配与水样瓶编号获取结果相对应的水样瓶并启动水样采集任务。如上所述的一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育,在所述自动分配与水样瓶编号获取结果相对应的水样瓶并启动水样采集任务的步骤之后,还包括以下步骤:如果有效采样时间达到设定的采样时限,则结束当前水样采集任务。如上所述的一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育,在所述结束当前水样采集任务的步骤之后,还包括以下步骤:更新水样瓶状态及标记信息。如上所述的一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育,在所述结束当前水样采集任务的步骤之后,还包括以下步骤:如果监测到航行距离大于预设的最小间隔距离时,则返回至所述无人监测船进入自动取样模式的步骤中。如上所述的一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育,在所述自动分配与水样瓶编号获取结果相对应的水样瓶并启动水样采集任务的步骤之后,还包括以下步骤:如果无人监测船发生位移,则暂停水样采集,并自动调整无人监测船的位置使无人监测船复位至抽样位置上。一种无人监测船,包括:水质监测模块,其用于在无人监测船航行过程中对河道进行水质在线监测,并将在线监测的水质数据实时发送至服务器;模式设定模块,其用于在收到手动模式信号时,使无人监测船进入手动取样模式,在没有收到手动模式信号时,使无人监测船进入自动取样模式;停航模块,其用于在自动取样模式下,以及所述水质监测模块监测到水质数据达到上下限或水质数据波动达到预设值时,使无人监测船停止航行;水样瓶编号获取模块,其用于在自动取样模式下,以及所述水质监测模块监测到水质数据达到上下限或水质数据波动达到预设值时获取水样瓶编号;报警模块,其用于在所述水样瓶编号获取模块对水样瓶编号的获取结果为无结果时,向服务器发送满载警报并标记警报位置;结束回航模块,其用于在所述水样瓶编号获取模块对水样瓶编号的获取结果为无结果时,驱动无人监测船结束采样任务并回航;水样采集启动模块,其用于在所述水样瓶编号获取模块对水样瓶编号的获取结果为有结果时,自动分配与水样瓶编号获取结果相对应的水样瓶并启动水样采集任务。如上所述的一种无人监测船,包括:水样采集停止模块,其用于在有效采样时间达到设定的采样时限时结束当前水样采集任务。如上所述的一种无人监测船,包括:信息更新模块,其用于在所述水样采集停止模块结束当前水样采集任务后,更新水样瓶状态及标记信息。如上所述的一种无人监测船,包括:航行监测模块,其用于在所述水样采集停止模块结束当前水样采集任务后,监测无人监测船的航行距离。如上所述的一种无人监测船,包括:复位模块,其用于在无人监测船发生位移时,暂停水样采集并自动调整无人监测船的位置使无人监测船复位至抽样位置上。与现有技术相比,本申请有如下优点:通过无人监测船在河道上航行并对河道的水质指标进行在线监测,对水质发生异常的点位进行自动取样,全过程可由无人监测船自动控制,大大降低了人工分析与操作的成本,提高取样效率。【附图说明】为了更清晰地说明本发明的技术方案,下面对实施例描述中所需要的附图进行说明介绍,明显地,以下附图仅仅是本发明实施过程中的部分实施例,对于该领域的技术人员,还能根据本
发明内容轻易地获得其他实施例的附图。图1为基于无人监测船的河道水样采集五星体育的五星体育图;图2为无人监测船的结构框图;图3为无人监测船的示意图;图4为无人监测船的水样采集装置的正视图;图5为无人监测船的水样采集装置的俯视图;图6为无人监测船的水样采集装置的侧视图。【具体实施方式】下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示的本发明实施例的五星体育图,一种基于无人监测船的河道水样采集五星体育,包括以下步骤:步骤s101,在无人监测船航行过程中对河道进行水质在线监测,并将在线监测的水质数据实时发送至服务器。本步骤中,水质在线监测包括对河道的温度、ph、溶解氧、cod、orp、电导率、总磷、浊度进行在线水质监测。其中,用于监测河道温度的温度探头的量程不小于0-50℃,精度不大于0.1℃,分辨率不大于0.01℃;ph探头的量程不小于0-14,精度大于0.1,分辨率不大于0.01;orp探头的量程不小于[-500mv,500mv],精度与分辨率不大于1mv;电导率探头的量程不小于0-5000us/cm,精度不大于5us/cm,分辨率不大于1us/cm;溶解氧探头的量程不小于0-20mg/l,精度不大于0.6mg/l,分辨率不大于0.01mg/l;浊度探头的量程不小于0-500ntu,精度与分辨率不大于2ntu。所有水质指标的监测频率不小于1hz。步骤s102,判断是否收到手动模式信号,如果没有收到手动模式信号,则进入步骤s103,如果收到手动模式信号,则进入步骤s104。步骤s103,无人监测船进入自动取样模式。步骤s104,无人监测船进入手动取样模式。步骤s105,在自动取样模式下,判断监测到的水质数据是否达到上下限或水质数据波动达到预设值,如果是,则进入步骤s106,如果否,则返回至步骤s103。具体的,水质波动的预设值为计算直径10m范围内的水质波动值,波动值为10-20%,具体计算五星体育为以无人监测船所在位置为圆心,统计直径10m范围内的所有监测数据的最大值与最小值,将最大值、最小值分别与无人监测船当前所在位置的检测值进行比较,取波动值较大的一项。步骤s106,无人监测船停止航行并获取水样瓶编号。步骤s107,判断水样瓶编号的获取结果是否为无结果,如果水样瓶编号的获取结果为无结果,则进入步骤s108,否则,进入步骤s109。步骤s108,向服务器发送满载警报并标记警报位置,结束采样任务并回航。步骤s109,自动分配与水样瓶编号获取结果相对应的水样瓶并启动水样采集任务。步骤s110,判断无人监测船是否发生位移,如果是,则进入步骤s111,如果否,则进入步骤s112。本步骤中,位移上限为水平方向上1m,若水平方向位移达到1m,则认为发生位移。步骤s111,暂停水样采集,并自动调整无人监测船的位置使无人监测船复位至抽样位置上。步骤s112,判断有效采样时间是否达到设定的采样时限,如果否,则返回至步骤s110,如果是,则进入步骤s113。步骤s113,结束当前水样采集任务。步骤s114,更新水样瓶状态及标记信息。具体的,标记信息包括当前水样的位置信息以及水样编号信息。步骤s115,判断监测到的航行距离是否大于预设的最小间隔距离,如果是,则返回步骤s103。通过无人监测船在河道上航行并对河道的水质指标进行在线监测,对水质发生异常的点位进行自动取样,全过程可由无人监测船自动控制,大大降低了人工分析与操作的成本,提高取样效率。通过无人监测船所采集的水样部分检测数据如下表所示:表1:表2:瓶号总磷(mg/l)总磷与空白偏差/%空白0.6310.62-1.5920.653.1730.653.1740.664.7650.630.0060.641.5970.653.1780.641.59注:空白为直接从河中取样,瓶号1-8为通过水样采集模块采集的水样。如图2所示的一种无人监测船,包括水质监测模块101、模式设定模块102、停航模块103、水样瓶编号获取模块104、报警模块105、结束回航模块106、水样采集启动模块107、水样采集停止模块108、信息更新模块109、航行监测模块110和复位模块111。水质监测模块101用于在无人监测船航行过程中对河道进行水质在线监测,并将在线监测的水质数据实时发送至服务器。模式设定模块102用于在收到手动模式信号时,使无人监测船进入手动取样模式,在没有收到手动模式信号时,使无人监测船进入自动取样模式。停航模块103用于在自动取样模式下,以及所述水质监测模块101监测到水质数据达到上下限或水质数据波动达到预设值时,使无人监测船停止航行。水样瓶编号获取模块104用于在自动取样模式下,以及所述水质监测模块101监测到水质数据达到上下限或水质数据波动达到预设值时获取水样瓶编号。报警模块105用于在所述水样瓶编号获取模块104对水样瓶编号的获取结果为无结果时,向服务器发送满载警报并标记警报位置。结束回航模块106用于在所述水样瓶编号获取模块104对水样瓶编号的获取结果为无结果时,驱动无人监测船结束采样任务并回航。水样采集启动模块107用于在所述水样瓶编号获取模块104对水样瓶编号的获取结果为有结果时,自动分配与水样瓶编号获取结果相对应的水样瓶并启动水样采集任务。水样采集停止模块108用于在有效采样时间达到设定的采样时限时结束当前水样采集任务。信息更新模块109用于在所述水样采集停止模块108结束当前水样采集任务后,更新水样瓶状态及标记信息。航行监测模块110用于在所述水样采集停止模块108结束当前水样采集任务后,监测无人监测船的航行距离。复位模块111用于在无人监测船发生位移时,暂停水样采集并自动调整无人监测船的位置使无人监测船复位至抽样位置上。另外,进一步地,如图3所示,所述无人监测船包括船体1和设于所述船体1尾部上的水样采集装置2,为了避免无人监测船在航行时推进器对水样采集的干扰,水样采集装置2的取水位置应设置在无人监测船推进器的前方,相应地,船体1的中部设有中空舱体3,用于水样采集装置2的进水管4穿过中空舱体3到船体1的底部,出水管5设在中空舱体3的上方。优选地,为满足水样采集装置2满载情况下所需的运输能力,所述船体1的船长不宜小于1m,额定运载能力不小于30kg。为满足水样采集装置2所需的供电与信号控制需求,所述船体1上可预留不小于40w的供电能力以及不少于一路s-bus信号输出。进一步地,如图4、图5和图6所示,所述水样采集装置2包括外壳6和顶盖7,所述外壳6上设有进水口18和出水口19,所述进水口18与所述进水管4相连通,所述出水口19与所述出水管5相连通,所述外壳6内设有通过水管21与所述进水口18相连通的水泵15、通过水管21与所述水泵15和所述出水口19相连通的水样瓶13,优选地,所述水管21为硅胶管,且内径不小于3mm。所述外壳6内设有通过电线22与所述水泵15电连接的pwm控制开关17、通过电线22与所述pwm控制开关17电连接的pwm信号转换模块16。本实施例进行水样采集时,从无人监测船接收到控制信号后,将控制信号转换至pwm信号,再将pwm信号转换至开关信号,进而控制水泵的开启,实现将水样抽至水样瓶里,当水样瓶的液位达到最高值后,多余的水样从出水口自动排出,结构简单,使用方便,因此本水样采集装置能够结合无人监测船实现河道水样的有效采集。优选地,所述外壳6呈矩形,尺寸为30cm*30cm*15cm,厚度不大于5mm,所述外壳6采用轻量化防腐蚀以及密封性优良的材质制成,具体地,所述外壳6可采用合金材料、工程塑料或复合材料。更优选地,所述外壳6采用铝合金材质以及氩弧焊加工方式,厚度为3mm,并且边缘处执行平滑过渡处理,避免划破外部管路。进一步地,为了将水样保存与电子设备分隔开来,尽可能防止电子设备进水短路,所述外壳6内设有用于将所述水样瓶13与所述水泵15、所述pwm控制开关17和所述pwm信号转换模块16分隔开的中央隔板9。优选地,所述中央隔板9采用铝合金材质,厚度为3mm,并与外壳6紧密焊接。进一步地,为了便于水体采样,所述中央隔板9上设有用于通过水管21连通所述水泵15和所述水样瓶13以及用于通过水管21连通所述水样瓶13和所述出水口19的中央隔板接头20,所述进水口18、所述出水口19和所述中央隔板接头20为等径穿板接头,内径不小于3mm,所述进水口18与所述出水口19的数量与所述水样瓶13数量保持一致,所述中央隔板接头20的数量与所述进水口18和所述出水口19两者相加的总数保持一致。进一步地,为了方便取放水样瓶13,所述顶盖7为分体结构形成两部分,所述顶盖7的一部分设于所述水样瓶13的上方,所述顶盖7的另一部分设于所述水泵15的上方,所述顶盖7的两部分通过转轴8连接,所述顶盖7上设于所述水泵15上方的部分与所述外壳6密封固定,优选地,所述顶盖7上设于所述水泵15上方的部分与所述外壳6采用法兰固定。所述顶盖7上设于所述水样瓶13上方的部分通过所述转轴8上下翻转开合,以便取放水样瓶13。进一步地,为了方便使用,所述外壳6内设有用于固定所述水样瓶13的水样瓶隔板10、用于安装所述水泵15的水泵隔板11和用于安装所述pwm控制开关17和所述pwm信号转换模块16的控制模块隔板12,所述控制模块隔板12上设有通过电线22与所述pwm控制开关17电连接的控制线插座23。优选地,所述水样瓶隔板10的材质、厚度与外壳6保持一致,与所述水样瓶13配合安装的安装位置为水样瓶13中间靠上的高度。进一步地,为了防止水样受到光照影响,所述水样瓶13采用不透光塑料材质,所述水样瓶13的形状为圆柱形,容量不小于100ml,所述水样瓶13上设有橡胶塞14,更优选地,所述水样瓶13的容积为250ml,瓶口直径为35mm,所述橡胶塞14的底部外径为33mm,顶部外径为38mm,厚度30mm,并且每个橡胶塞14配有90°的连接管,每个橡胶塞14通过连接管与进水口或出水口相连通,所述连接管材质为316不锈钢,其内径为3mm。所述外壳6内的水样瓶13数量不小于8个,所述水泵15为微型蠕动泵,供电方式为12v-24v直流电,数量与所述水样瓶13数量保持一致,所述进水口18、出水口19数量都为8,中央隔板接头20数量为16。优选地,为了保障水样采集的稳定性以及各个水样之间互不干扰,本实施例采用多个水泵15提供动力,每个水泵15均由pwm信号转换模块16上的单独一路通道控制,水泵供电方式为24v直流电,额定功率为10w,数量为8,配套水管的内径为3mm,额定工作流量为60ml/min。进一步地,为了配合无人监测船使用,所述pwm信号转换模块16为s-bus转pwm信号模块,用于将无人监测船控制器的信号转化为pwm信号,优选地,pwm信号转换模块16数量为1,其控制的pwm通道数不小于16,并且能单独控制,所述pwm控制开关为直流式pwm控制开关,其尺寸不大于40mm*30mm*20mm,控制电压范围不小于3.3-30v,所述pwm控制开关单个模块控制通道数不小于2,单个通道的电流负载不小于1a。进一步地,所述电线22为带屏蔽线的多芯线材,额定电流不小于5a,所述控制线插座23为多芯防水插座,芯数不少于5。如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式,并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的五星体育、结构等近似、雷同,或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演或替换,都应当视为本申请的保护范围。当前第1页1 2 3 
再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1