[发明专利]一种自动化河道水质监测预警装置及其使用方法

权利要求书

1.一种自动化河道水质监测预警装置，其特征在于，该装置包括：动力装置和集成监测预警装置，集成监测预警装置由浊度监测模块、电导率监测模块和流速监测模块组成；所述的动力装置为监测装置提供在水中移动的动力并记录监测装置的地理坐标，包括一个控制盒（a1），四个螺旋桨（a2），四台发电机（a3），一台控制PC机（a4），一套GPS定位装置（a5），一个滑轮支架（a6），一个圆形滑轮（a7），一条钢丝绳（a8）和一个钢丝绳滚轮（a9）；所述的四个螺旋桨（a2）安装于控制盒（a1）边缘，互相间隔90度，其功率为20~50马力；所述的四台发电机（a3）安装于控制盒（a1）内的螺旋桨（a2）旁，为螺旋桨（a2）提供动力，其输出电压为220V，功率为3kW~6kW；所述的控制PC机（a4）安装于控制盒（a1）内，其电源电压为220V；所述的GPS定位装置（a5）安装于控制盒（a1）内，实时记录装置的地理坐标；所述的滑轮支架（a6）安装于控制盒（a1）上部用于固定圆形滑轮（a7），其材质为不锈钢，厚度为5~10mm；所述的圆形滑轮（a7）材质为不锈钢，其厚度为2~5mm；所述的钢丝绳（a8）用于连接速度监测模块，其截面直径为1~5mm；所述的钢丝绳滚轮（a9）用于缠放钢丝绳（a8），其直径为3~5cm；

所述的浊度监测模块利用感光传感器测量散射光束在水中的散射程度实现对河道水体浊度进行监测，通过对单位体积水体称重监测河道水体中大颗粒悬浮物的质量，包括一个LED灯（b1），一个LED灯蓄电池（b2），一个清洁毛刷（b3），一个感光片（b4），一个光信号处理器（b5），一个固定架（b6），一个金属螺纹接口（b7），一个防水密封箱（b8），一个防水玻璃板（b9），一个压力传感器（b10），一个自动注水口（b11），一个注水开关控制器（b12），一个细密的滤网（b13），一个出水口（b14）和一个水箱（b15）；所述的浊度监测模块中，所述的LED灯（b1）用于产生透射光线源，其光通量为0~20000lm；所述的LED灯蓄电池（b2）为LED灯（b1）提供电源，其容量为1~5AH；所述的清洁毛刷（b3）用于清洁防水玻璃板（b9），其材质为聚酯纤维，其长度为1~2cm；所述的感光片（b4）安装于防水玻璃板（b9）内侧，内部有电源装置，其工作电压为3.3~5.5V，其光通量测量范围为0~20000lm；所述的光信号数据分析装置（b5）用于存储感光片（b4）的监测数据；所述的固定架（b6）用于连接浊度监测模块与动力模块，其材质为不锈钢，其厚度为3~10mm；所述的金属螺纹接口（b7）用于连接塑料软管（c10）与固定架（b6），其材质为不锈钢，其直径为1~2cm；所述的防水密封箱（b8）材质为ABS塑料，其厚度为5~15mm；所述的防水玻璃板（b9）材质为有机玻璃，其厚度为5~10mm；所述的压力传感器（b10）用于测量水箱（b15）中含大颗粒悬浮物的水体重量，内置电源，其工作电压为9~24V；

所述的电导率监测模块通过测量溶液电阻实现对河道水体电导率的监测，包括一个导水箱（c1），一个塑料绝缘隔水板（c2），一个电流计（c3），一个电压计（c4），一个数据存储器（c5），一个一号电极（c6），一个二号电极（c7），一个电源（c8），一条导线（c9），一条塑料软管（c10），一个抽水泵（c11），一个大号圆形转轴（c12），一个转轴固定架（c13），一个自动出水口（c14）和一个出水开关控制器（c15）；所述的电导率监测模块中，所述的导水箱（c1）用于盛放河道水体，其材质为PVC，其长度为30~50cm，其宽度为20~40cm，其高度为15~30cm，其厚度为5~7mm；所述的塑料绝缘隔水板（c2）材质为PVC，其长度为15~30cm，其宽度为10~15cm，其厚度为3~5mm；所述的电流计（c3）用于测量电路电流，其量程为1~5A；所述的电压表（c4）用于测量电路电压，其量程为1~5V；所述的数据存储器（c5）用于存放电路数据，内置电源，其内存1~5G；所述的一号电极（c6）为输入电流端，其材质为钨铜合金，厚度为0.5~1mm；所述的二号电极（c7）为输出电流端，其材质为钨铜合金，厚度为0.5~1mm；所述的电源（c8）用于提供装置中的电流，其电压范围为1~5V；所述的导线（c9）用于连接电源（c8）和两个电极，其长度为10~20cm；

所述的塑料软管（c10）用于存放水体，其材质为PVC，其厚度为1~3mm；所述的抽水泵（c11）用于抽放塑料软管（c10）中的水体，其工作功率为5V，其工作扬程为1~3m，所述的大号圆形转轴（c12），其材质为不锈铝，其直径为5~7cm，长度为30~70cm；所述的转轴固定架（c13）用于固定大号圆形转轴（c12），其材质为不锈钢，其厚度为7~10mm；所述的自动出水口（c14）用于排空导水箱（c1）内水体，其长度为3~7cm，其宽度为3~5cm；所述的出水开关控制器（c15）用于控制出水口（c14）闭合，内置电源，其工作电压为3~10V；

所述的流速监测模块通过激光粒子成像技术进行河道水体流速监测，包括一个图片存储器（d1），一个防水外装盒（d2），一个相机外接蓄电池（d3），一个激光蓄电池（d4），一条激光发射器电源线（d5），一个激光发射器（d6），一个透明有机玻璃防水板（d7），一个聚光凸透镜（d8），一个固定支架（d9），一个60度三角锥（d10），一台ccd相机（d11），一个流速计（d12），一个流速计支架（d13），一条相机数据线（d14）和一条相机电源线（d15）；所述的流速监测模块中，所述的图片存储器（d1）固定在防水外装盒（d2）内部，其内存为1~5G；所述的防水外装盒（d2）材质为ABS塑料，其厚度为5~15mm；所述的相机外接蓄电池（d3）为ccd相机（d11）提供电源，其容量为1~5AH；所述的激光蓄电池（d4）为激光发射器提（d7）供电源，其容量为1~5AH；所述的激光发射器电源线（d5）连接激光蓄电池（d4）和激光发射器（d6），其长度为10~30cm；所述的激光发射器（d6）用于产生激光束，其功率为4kW ~10kW；所述的透明有机玻璃防水板（d7），其材质为有机玻璃，厚度为4~8mm；所述的聚光凸透镜（d8）用于对激光束的聚焦，安装于固定支架（d9）上，其焦距为40~60mm；

所述的固定支架（d9）用于安装固定聚光凸透镜（d8）及60度角锥（d10），其材质为不锈钢，厚度为5~10mm；所述的60度角锥（d10）用于对激光束扩散，其扩散角度为60度；所述的ccd相机（d11）用于拍摄水下高清视频，600万物理像素，最高拍摄频率为40fps；所述的流速计（d12）用于测量装置左右方向流速，内置电源，其工作电压范围为5~12V；所述的流速计支架（d13）安装在防水外装盒（d2）外部，其材质为PVC，其厚度为1~3mm；所述的相机数据线（d14）连接ccd相机（d11）和图片存储器（d1），其长度为20~30cm；所述的相机电源线（d15）连接ccd相机（d11）和相机外接蓄电池（d3），其长度为20~30cm。