[发明专利]一种底泥厚度变化在线监测装置及方法

说明书

本发明提供一种底泥厚度变化在线监测装置及方法，所述支撑结构插入到湖泊或河流的底部，在支撑结构上安装控制组件和超声波探头组件；所述控制组件安装在支撑结构上并高出水面；所述控制组件与超声波探头组件相连接，超声波探头组件安装在水面以下用以向底泥表面发射超声波，并接收底泥表面发射回来的超声波，控制组件用以接收超声波探头组件采集的底泥变化信息并传输到监测中心计算机。本发明在线监测底泥厚度的变化数据，并可以将在线监测数据通过通信天线传输到监测中心计算机，通过监测中心计算机实现无人值守全自动监测，超声振子还可以自动清洗探头，减少人工维护操作量。

技术领域

本发明涉及水质环境监测领域，特别涉及一种底泥厚度变化在线监测装置及方法。

背景技术

在治理湖泊和河道水体污染过程中或监测底泥沉积厚度时，通常需要在线检测底泥的厚度变化，目前尚无具备类似功能的在线自动检测底泥厚度变化的仪器。

现有技术中，机械式或压感式底泥厚度测量装置只能半自动的测量底泥厚度，无法自动测量也无法改造成在线监测装置，系统集成度差。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种底泥厚度变化在线监测装置及方法，实现无人值守全自动监测，还可以自动清洗探头，减少人工维护操作量。

本发明的技术方案：

一种底泥厚度变化在线监测装置，包括支撑结构、控制组件以及超声波探头组件，

所述支撑结构插入到湖泊或河流的底部，在支撑结构上安装控制组件和超声波探头组件；

所述控制组件安装在支撑结构上并高出水面；

所述控制组件与超声波探头组件相连接，超声波探头组件安装在水面以下用以向底泥表面发射超声波，并接收底泥表面发射回来的超声波，控制组件用以接收超声波探头组件采集的底泥变化信息并传输到监测中心计算机。

所述控制组件包括用以防止水进入的密闭机箱，在密闭机箱内安装有电源装置以及与电源装置相连接的控制主板，所述密闭机箱的外侧分别安装有太阳能电池板和通信天线，所述太阳能电池板与电源装置相连接用以将太阳能转换成电能并存储到电源装置，所述通信天线与控制主板相连接，用以实现控制组件与监测中心计算机通信连接。

所述超声波探头组件包括超声反射面、超声波发射探头以及超声波接收探头，所述超声波发射探头向底泥表面发射超声波，超声反射面将底泥反射回的超声波反射到超声波接收探头，所述超声波发射探头以及超声波接收探头通过探头支架固定安装在超声反射面的下方并通过电缆连接到控制组件。

所述超声反射面为抛物面状，在抛物面状超声反射面的顶点处安装有用以对超声反射面进行清洗的超声振子，所述超声振子通过电缆连接到控制组件。

所述支撑结构包括支撑杆，所述支撑杆的底部设置有用以将支撑结构插入到底泥下方的硬质地表的插入端，在支撑杆的中部套接有能够沿支撑杆上下移动的活动连接端，活动连接端通过横杆与固定连接端相连接，固定连接端上安装有方便电缆穿过的电缆连通管。

所述电缆连通管的上端与控制组件的下方密封连接，所述电缆连通管的下端与超声波探头组件密封连接，从而防止水与电缆相接触。

所述插入端设置成方便插入硬质地表的锥形。

所述活动连接端与支撑杆通过螺纹连接或者通过销钉连接，使得活动连接端沿支撑杆上下调节确保控制组件高出水面。

所述控制主板包括处理器芯片，所述处理器芯片采用ARM或STM8或PIC或AVR或STC51或C8051F或LPC系列单片机。

所述超声波探头组件发射的声波频率为40kHz～500kHz。

一种底泥厚度变化在线监测方法，包括以下具体步骤，