[发明专利]基于电化学传感器的水体环境污染监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及水体污染监测系统，尤其是基于电化学传感器的水体环境污染监测系统。

背景技术

当前在近海赤潮监测以及湖泊污染监测工作中，国外已经开展了AUV(水下自主机器人)以及原位观测浮标系统等相关技术的研究。长期以来，国内的监测方法仍然主要依靠卫星遥感或者人工采样等传统方法。卫星遥感只能获取赤潮发生的面积及其移动方向等信息，无法获取赤潮发生的原因等参数。人工采样消耗大量的人力且实时性并不好。那么通过原位观测系统实时采集影响水体污染的主要化学参数，对水体污染的成因进一步的了解，对污染的发展趋势做出预测就显得意义重大。

发明内容

本发明的目的提出一种结构简单、运行可靠、测量准确、能够实时监测并且无线传输数据的基于电化学传感器的水体环境污染监测系统。

本发明的基于电化学传感器的水体环境污染监测系统，包括浮体，浮体的上方固定有设备仓，设备仓内置有GPRS(通用分组无线业务)无线传输模块，GPRS天线伸出设备仓外；浮体的下方悬挂有数据采集设备，数据采集设备包括密封壳体，壳体内设有存放蓄电池的腔体和存放控制电路的腔体，壳体的一端安装有带孔的防护罩，防护罩内有PH值传感器、H₂S传感器、溶解氧传感器、盐度传感器和浊度传感器固定在壳体上，所说的控制电路包括微控制器、实时时钟、存储器、信号放大电路、A/D转换电路和两个电流电压变换电路，PH值传感器、H₂S传感器、盐度传感器的输出端分别与信号放大电路的输入端相连，溶解氧传感器输出的电流信号经第一电流电压变换电路输入到信号放大电路，浊度传感器输出的电流信号经第二电流电压变换电路输入到信号放大电路，信号放大电路输出的电压信号由A/D转换电路转换成数字信号输入到微控制器，实时时钟和存储器与微控制器相连，微控制器通过RS227接口与浮体下方的接线端口相连，该接线端口与设备仓内的GPRS无线传输模块相连。

本发明的进一步特征是，在设备仓上装设有太阳能电池板，太阳能电池板与数据采集设备蓄电池腔体内的蓄电池相连。这样可以为蓄电池连续充电，防止电力不足，使整个设备供电充足。

为了防止水生动物及其他物体的撞击，可在浮体上装置防撞橡胶圈。

工作原理：

将基于电化学传感器的水体环境污染监测系统放到河水、湖泊或者海洋中，浮体漂浮于水面，悬挂在浮体下方的数据采集设备沉没在水下。数据采集设备通过固定在壳体上的PH值传感器、H₂S传感器、溶解氧传感器、盐度传感器和浊度传感器采集周围水体环境中被测量对应的模拟信号。上述各传感器采集的模拟信号经放大电路放大后，由A/D转换电路转换成数字信号输入到微控制器。经过微控制器运算得到水体中相应被测量的真实值，同时微控制器把PH值、H₂S、溶解氧、盐度、浊度这些测量值以及测量时间存储到存储器中作为备份数据，并将PH值、H₂S、溶解氧、盐度、浊度这些被测量的测量值通过GPRS网络发送出去。整个设备每隔一定时间间隔采一次样，由微控制器通过实时时钟控制两次采样之间的时间间隔。岸站数据中心通过GPRS无线Modem(调制解调器)接收并且显示存储数据。通过分析接收到的数据可以对被测水域的污染情况及其形成原因详细了解并且做出预测。岸站数据中心还可以通过上位机控制软件向数据采集设备发送指令，改变实时时钟控制的采样时间间隔。

本发明的有益效果在于：基于电化学传感器的水体环境污染监测系统与传统的人工采样监测相比，具有节省人力，自动化程度高，能够实现实时监测及无线通讯等优点；与卫星遥感技术相比它可以获得引起水体污染各个因素的第一手资料，对于了解水体污染原因从根本上治理水体污染有着十分重要的意义。能够实现实时在线监测和数据传输。应用大容量存储器能够将监测数据进行长期备份。可以通过太阳能充电，在各个传感器中电解质不失效的前提下，整个设备可以长期工作。

附图说明

图1是浮体示意图；

图2是数据采集设备示意图；

图3数据采集控制电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

参照图1、图2和图3，基于电化学传感器的水体环境污染监测系统包括：