[发明专利]一种可用于自来水管网水质和渗漏在线监测的装置

说明书

本发明公开一种自来水管网水质和渗漏在线监测的装置，包括光谱水质分析仪连接水管支路用于检测水质情况，用于余氯、pH值和浊度等指标的在线监测；压力传感器在管道多通口接入用于监测水压情况；声呐传感器在管道多通口接入用于测量水声信号。水质监测仪、压力传感器和声呐传感器信号均通过无线传输到主机上进行数据的集成和分析，最后显示在集成显示器上，可通过手机APP实时查看。可用于实现自来水管网渗漏和水质变化的预警，为生产和供水提供科学的决策依据。

技术领域

本发明涉及一种集成分析装置，具体涉及一种可用于自来水管网水质和渗漏在线监测的装置。

背景技术

随着我国社会经济的迅猛发展，城市化进程加快，人口日益增加以及人们生活方式的改变，对饮用水的需求也在逐步增涨。与此同时，各种污染物的排放使河流、湖库和地下水水体受到不同程度的污染，导致城市用水水源受到威胁。此外，由于天气变化逐渐剧烈，极端天气情势不断出现，城市自来水管网老化等引起的管网安全运行事故出现频繁，对城市居民饮用水安全和管网安全运行带来严重威胁。

目前，在线管网监测仪的发展方向正沿着高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化的方向发展。通过监测管道压力，可了解各管线的实际供水状况。自来水管网在输送正常时，管内的水压是一个比较平稳的值。在水管破裂后，水压会迅速下降，下降程度和破裂口的出水量有关。所以可以通过实时监测管道水压并设定一个水压下限报警和水压变化率报警来及时发现管网的异常。对于水质检测，光谱水质检测技术由于其无接触、可长期使用的优势成为水质检测领域的一个重要发展方向，但当前主流的光谱水质检测技术仍存在不少问题。如今市场上的光谱水质检测仪器仍然以单参数检测为主，多参数光谱水质检测仪器尚处于技术发展不成熟阶段，基于宽光谱分析的多参数水质检测技术更是报道甚少。而且多参数光谱水质检测仪器均内置大型分光光度分析系统，造成仪器结构复杂、体积大、成本高。同时，实际环境水样的复杂性和连续光谱本身携带的各类干扰信号是影响水质检测准确度的主要因素之一。所以为了适应现代在线水质检测与预警网络的技术发展，基于微型光谱仪宽光谱分析的微小型、低功耗、实时快速的高性能多参数水质分析系统具有非常重要的科学意义与市场需求。当水管发生渗漏时，水压变化不明显，可通过对水声信号中泄漏信号进行提取和判别，用以监测是否发生渗漏。

发明内容

本发明的目的在于设计更为智能化的在线管网监测仪，提供一种可用于自来水管网水质和渗漏在线监测的装置。

一种自来水管网水质和渗漏在线监测的装置，其包括光谱水质分析仪、压力传感器和声呐传感器，可同时对管道进行水质监测、水压监测和管道渗漏监控；光谱水质分析仪连接水网支路检测水质情况，用于余氯、pH值和浊度等指标的在线监测；压力传感器接在管道多通口处，用于监测水压情况；声呐传感器接在管道多通口处，用于测量水声信号，分析提取渗漏信号；光谱水质分析仪、压力传感器和声呐传感器信号均通过无线传输模块到主机上进行检测数据的集成和分析，最后显示在主机的集成显示器上，主机与手机通过无线网络连接，通过过手机APP实时查看检测数据。

进一步的，水质监测使用的光谱水质分析仪，通过将光敏层置于双激光束形成的干涉场中记录并加以固化，采用基于像差优化光束光刻的方法进行光栅加工制造，即将光敏层置于双激光束形成的干涉场中记录并加以固化，最后将体全息光栅封装好。

进一步的，水质监测使用光谱水质分析仪，用于余氯、pH值和浊度指标的在线监测。

进一步的，光谱水质分析仪实现在液体介质中直接进行连续光谱测量（紫外-可见光（340 nm-770 nm））的水质分析。

进一步的，光谱水质分析仪使用的是基于体相全息光栅的微型光谱仪；其光谱水质分析仪可实现水质分析过程中单个探头的多参数检测。

进一步的，压力传感器使用的是压阻式压力传感器。