[发明专利]一种多传感器水体多污染参数实时监测预警装置

说明书

技术领域  本发明涉及一种多传感器和自供电的悬浮水体多污染参数实时监测预警。

背景技术

随着经济的不断发展，水污染问题越来越严重，除了因日常污染物排放引起的污染外，因事故引发的突发性水污染也越来越多，现有的水体污染检测设备，都是离线和陆地上使用的，没有能在水中实时监测的设备。无法及时检测水污染的状况和程度，只有在大面积的水体变色变味后，人们才能感知水体污染，而这个时候污染对人体和环境的危害已经非常大。如今迫切需要一种高科技的可靠监测装置，对容易发生突发水域污染的水体进行在线实时监测，彻底改变以往的事后处理模式进而实现污染防治。

发明内容

本发明的目的是克服以往只能靠人工去取样分析，单次检测单参数的缺陷。提供一种自动处理、简易的、高精度、无污染、高抗干扰、低功耗、具有漂浮和无需外接电源特性的水体多参数污染实时监测装置。该装置能实时采集水体参数，经过处理可以将污染级别通过装置上方的LED现场显示，以及通过无线网络发送到远程监测中心，实现双层监控。

一种多传感器和自供电的悬浮水体多污染参数实时监测预警装置，其构成是可以进行更换的传感器安装卡，装置内部有一根总线连接各个模块和信号处理模块。信号处理模块，LED显示模块，无线通信模块三者构成的透明凸起球体通过螺纹拧到V型器件上面，然后将自适应太阳能电池板板安装到该装置上。

所述的装置由双V型框架、圆形太阳能漂浮板、圆形透明凸起球体、温度传感器，pH传感器以及用于检测重金属传感器阵列构成。所述的双V型框为内外皆为V型，其中内V型框架为空心密封的，外V形采用栅格式的总体设计。装置的各类传感器和重金属传感器阵列安装在内V型框架上。所述的圆形透明凸起球体结构内部装有高集成度、高亮度的红绿LED以及通信模块和微控制器。所述的圆形太阳能电池浮漂板为高转换效率的太阳能材料制成。用所述的传感器及其重金属阵列槽安装在内V框架上，然后用栅格结构的外V框架固定在内V上，用所述圆形透明凸起球体安装在V型框架上，再用螺丝将将所述的自适应太阳能电池板安装在透明球体外围和V型框架上。

上述双V型架构均采用防腐蚀的合金金属材料制成。其中重金属传感器阵列槽表面采用保护膜进行保护，重金属检测采用阳极溶出伏安法，传感器电极具有自动清洗功能。配制的溶液安放在内V架构内部。

其中双V型架构底部和透明凸起球体内放置了太阳能蓄电池，用来接收自适应太阳能电池浮漂板转换的能量以及用来提供一个稳定的输出电压电流。采用太阳能蓄电池保证各个模块的正常运行，提高抗干扰能力，确保装置的稳定性。

将该装置放置在水中，其中V型框架位于水面以下，而圆形透明凸起球体则通过太阳能电池浮漂板漂浮于水面。当将该装置放置在水中时，其中装置底部和太阳能电池浮漂板背面的湿度传感器先后检测到信息并维持一段时间后，表明该装置已正确放置于水体中，装置自动开启。

当装置开启后，通过通信模块接收远程控制中心发来的数据命令并将其存放在数据库中作为参比数据。用以初始化装置参数。初始化后，各个传感器驱动模块开始工作，驱动各自的传感器用以检测信号，通过其信号处理单元将信号做简单的处理，然后通过总线传输到装置全局信号处理单元。将信号进行分类处理，处理后的数据分为两路，一路进入数据库作为初始数据存放，另一路进入微处理器中，微处理单元将其数据存入对比模块中，然后调用数据库中的参比数据，经过对比模块处理后的结果数据通过微处理器存入数据库中。然后微处理器输出使能信号用来驱动LED模块，根据对比结果选择性的点亮LED用以实现预警。同时，微处理器驱动通信模块，数据通过无线网络传送到水体污染监测中心。

本发明既有自动悬浮、多传感器检测、太阳能供电功能，又将微处理器技术、数据库技术和无线通信等技术融合一体。因此，本发明具有水体多参数实时检测、无需外接电源、结构接单、安装维护方便等优点。

本发明装置的工作原理

当该装置正确放置在水中时，装置底部和太阳能漂浮板背面的湿感传感器先后检测到信息并维持一段时间后，表明该装置已正确放置于水体中，装置自己开启。

重金属传感器阵列、PH传感器、温度传感器分别采集水中的重金属离子，PH值和温度；通信模块将采集到的信息传到微处理器，微处理器中预先编好污染参数标准阈值和历史检测数据库，通过将采集到的实时数据和数据库中的数据比对、分析，判定水污染情况和发展趋势，结果通过无线通信模块传到水体污染监测中心。