[发明专利]河道违规排污侦测机器鱼

说明书

技术领域

本发明主要涉及到水污染监测设备领域，特指一种适用于监测河道违规排污的机器鱼。

背景技术

现今的河道污染问题产生的原因是很广泛的，其中包括了工业废水的排放和生活污水的排放等。尽管政府规范了企业的污水排放行为，但是有些企业为了节省处理废水的经费对工业废水进行偷排。政府对这些不法行为是防不胜防的，因为这些企业常常使用暗铺的管道进行排放，而这些暗道是难以被人们发现（如湖北黄石西塞山段江底沙滩上某公司到被发现时已偷排了十多年），而且有不少这些企业往往会在多个地方铺设暗道以规避执法人员的检测。尽管如此我们也需要采取必要手段去控制这种污染。

环境污染事故是威胁人类健康、破坏生态环境的重要因素，其巨大危害性制约着生态环境平衡及经济、社会的可持续发展。在处理水污染事故时关键是要第一时间识别污染，迅速了解污染源的位置及波及范围，做好自动追踪定位。但人工监测处理难以达到这个要求。而且传统的人工采样监测手段具有很大的随意性，并且判断污染带的扩散和迁移过于依赖经验，很难真实的反映水污染的状况及其扩散和迁移情况，造成下游城市不能科学、高效的应对水污染事故，造成不必要的恐慌和经济损失。

地表水自动监测站通常需要较高的建设投资和运行维护费用，而且其难以对污染带的迁移和扩散进行准确的预测，而监测船同样需要较高的费用，且无法实现对水污染的在线自动监测，难以大量应用于水污染监测和污染源。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、智能化程度高、适用范围广、实时检测能力强、检测精度高的河道违规排污侦测机器鱼。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种河道违规排污侦测机器鱼，包括仿生鱼总成以及安装于仿生鱼总成上的控制器、水质传感器、河水流速及声纳传感器、GPS定位组件，所述控制器对所述水质传感器检测到的水质数据、河水流速及声纳传感器检测到的河水流速数据以及所述GPS定位组件定位后的位置信息进行综合处理后发送到环境监控中心。

作为本发明的进一步改进：

所述仿生鱼总成包括机器鱼头部、机器鱼机身、机器鱼仿生鱼尾以及机器鱼尾鳍，所述机器鱼机身包括机器鱼机身外壳，所述机器鱼仿生鱼尾包括机器鱼尾外壳以及装设于机器鱼尾外壳内的动力组件，所述动力组件与机器鱼尾鳍相连并对机器鱼尾鳍进行驱动。

所述机器鱼机身内部设有气囊室、气泵、气囊以及压舱配重，所述气囊室上开设有进水孔和排水孔，所述气囊安装于气囊室中，所述气囊上开设有排气阀，所述气泵的输出端与气囊相连，所述气泵的控制端与控制器相连。

所述机器鱼机身内部装设有电池组，所述电池组通过无线电能接收组件与外部无线充电组件相连并进行充电。

所述机器鱼机身外壳上设有螺旋桨组件。

所述机器鱼机身外壳上设有水质传感器支架，所述水质传感器、河水流速及声纳传感器安装于水质传感器支架上。

所述机器鱼头部内设有河水采样舱，所述河水采样舱处设有与外界连通的采样水阀，所述采样水阀与控制器相连。

所述机器鱼头部的前端设有前端超声波传感器、红外线传感器，所述机器鱼头部的两侧均设有侧面超声波传感器，所述机器鱼头部内设有水下摄像头。

所述动力组件包括依次相连的仿生鱼尾第一节舵机和仿生鱼尾第二节舵机，所述仿生鱼尾第二节舵机与机器鱼尾鳍相连并对机器鱼尾鳍进行驱动。

所述机器鱼机身外壳上设有机器鱼仿生背鳍。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的河道违规排污侦测机器鱼，为具有快速识别水污染、快速寻找污染源功能的机器鱼，能够弥补传统的自动检测站及检测船随意性、实时性低、自动化程度低等的不足。

2、本发明的河道违规排污侦测机器鱼，使用仿生鱼尾结构作为推进装置，由于其推进效率比传统的螺旋桨推进方式高30%以上，故能有效增加机器鱼的侦测范围及侦测时间。当河水流速较大仿生鱼尾推进力不足时，可开启螺旋桨组件增大机器鱼的推进力。

3、本发明的河道违规排污侦测机器鱼，可以通过安装在机器鱼身上的污染物传感器检测河道河水是否受到污染，发现污染后机器鱼根据一维污染扩散原理定位污染源并侦测其大概位置。机器鱼到达污染源估计位置后对河水污染采用二维污染扩散原理以及对排污口发出的声波采用声音的传播原理对污染口进行精准定位，到达污染源位置进行核实以及污染源相关数据采集后把采集到的数据发送到监控中心。