[发明专利]多参数无线实时监控自供电荧光示踪系统及方法

权利要求书

1.多参数无线实时监控自供电荧光示踪系统，其特征是，包括：

多参数测试探头，用以采集至少包括水位高度和水体中荧光素浓度的数据并将采集的数据传输至控制单元；

智能水力直流充电单元，包括相连接的旋转叶轮及发电机，利用水流带动旋转叶轮旋转，发电机可将水流产生的机械能转化为电能；

所述控制单元包括数据记录模块、蜂窝数据通信模块和远程指令控制模块；

所述控制单元通过蜂窝数据通信模块及远程指令控制模块将荧光素浓度、水位高度和水流流速数据传输至远程终端；

所述远程终端利用水位高度、水流流速拟合校正计算动态水体流量；对目标水体进行流量控制，即设定多组已知流量Q₁,Q₂……Qn，进一步的通过获取不同流量下的水流流速v₁,v₂……v_n，及水位高度h₁,h₂……h_n信息，使用计算机三维曲面拟合方法得到流量拟合校正函数Q(t)＝f(h,v)；

所述智能水力直流充电单元包括流速测量模块，所述流速测量模块内置有光电转速传感器，所述光电转速传感器与控制器相连，所述光电转速传感器测量旋转叶轮转速，流速测量模块内部控制器预存有叶轮转速-水体流速校正公式，直接输出水体瞬时流速数据，将瞬时流速参数传输至控制单元。

2.如权利要求1所述的多参数无线实时监控自供电荧光示踪系统，其特征是，所述控制单元内设置有主板、显示屏、蓄电池、蜂窝数据发射天线、充电防水接口及多参数测试探头防水接口；主板设置有远程指令控制模块、蜂窝数据通信模块及数据记录模块。

3.如权利要求1所述的多参数无线实时监控自供电荧光示踪系统，其特征是，所述智能水力直流充电装置还包括电压稳定模块，发电机将水流产生的机械能转化为电能，并通过电压稳定模块输出稳定电压。

4.如权利要求1所述的多参数无线实时监控自供电荧光示踪系统，其特征是，所述智能水力直流充电装置及控制单元的对外接口均为防水接口。

5.如权利要求1所述的多参数无线实时监控自供电荧光示踪系统，其特征是，所述智能水力直流充电单元输出的电能为控制单元供电或为供电电源充电。

6.多参数无线实时监控自供电荧光示踪系统的测量方法，其特征是，包括：

利用多参数测试探头采集至少包括水位高度和水体中荧光素浓度的数据；

通过监测智能水力直流充电装置中的旋转叶轮转速获取水流流速；

结合水流流速、水位高度，拟合校正计算水体动态流量；

根据荧光示踪剂浓度、地下水出口某一时刻某一点的水位高度及水流流速计算测量断面在设定时间内的示踪剂总回收质量；

荧光示踪剂t时刻总回收质量M_t：

式(1)，C为荧光示踪剂浓度，t为样品采集时间，Q为被测水体流量；

Q(t)＝f(h,v) (2)

h、v为地下水出口某一时刻某一点的水位高度及水流流速，t为样品采集时间，水位高度、水流流速和采样时间参数均通过远程在线获得；

在对荧光示踪剂含量进行测量前，先对目标水体进行流量控制，即设定多组已知流量Q₁,Q₂……Qn，进一步的通过获取不同流量下的水流流速v₁,v₂……v_n，及水位高度h₁,h₂……h_n信息，使用计算机三维曲面拟合方法得到流量拟合校正函数Q(t)＝f(h,v)从而在正式测量过程中，已知水流流速v及水位高度h，便可计算得到流量Q。