一种水质的立体分层监测方法及系统与流程

文档序号:12358594阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种水质的立体分层监测方法,其特征在于,包括:

步骤1.采集当前水层中初始监测点的水质信息;

步骤2.沿当前水层中的所述初始监测点竖直向下,等间隔的依次采集各监测点的水质信息,并在每采集到一个监测点的水质信息后,均获取并判断该监测点的判定值,直到当前某一监测点的判定值大于预设值时,暂停采集;

步骤3.将判定值大于预设值的当前监测点确定为下一水层的起始监测点,并将其前一监测点确认为当前水层的结束监测点,同时存储当前水层中全部监测点的水质信息;

步骤4.判定当前监测点到水面的距离是否超出预设的标准监测距离;否是,则结束对当前水质的分层监测;若否,则减小各监测点之间的间隔的预设值,并自下一水层的起始监测点开始,返回步骤2进行下一水层的监测。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2包括:

2-1.以预设的水位差值为移动间隔,沿当前水层中的上一监测点竖直向下移动至当前监测点;

2-2.采集当前监测点的水质信息;

2-3.根据上一监测点及当前监测点的水质信息,获取当前监测点的判定值,其中,所述判定值为|σn+1n|,且σn+1为当前监测点到当前水层的起始监测点之间所有监测点的水质信息的均方差;σn为上一监测点到当前水层的起始监测点之间所有监测点的水质信息的均方差;

2-4.判断该监测点的判定值|σn+1n|是否大于预设值D;

若是,则暂停采集,并进入步骤3;

若否,则返回步骤2-1继续向下采集。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤2-1包括:

2-1-a、在自上一监测点沿水深方向移动至当前监测点的过程中,不断地采集水位信息;

2-1-b、根据所述水位信息进行模糊控制,使得当前监测点到达预设位置处,所述预设位置与上一监测点之间的距离等于预设的水位差值。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤2-1-b之后还包括:

2-1-c、获取当前监测点所在位置的水流速信息,以及判断当前监测点的水流速是否在预设的水流速标准范围内;

若是,则进入步骤2-2;

若否,则返回上一监测点或暂停动作,并在一个时间间隔后重新到达监测点获取及比较当前监测点的水流速信息。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤2-1-b中的所述模糊控制包括:

b-1.将所述水位信息中的水位偏差及水位偏差变化率作为模糊输入量;

b-2.运用查表法对所述模糊输入量与预存的控制规则表进行匹配,得到与所述控制规则表相匹配的模糊控制输出量;

b-3.根据重心法,将所述模糊控制输出量转化为控制输出量,并将所述控制输出量输出到执行机构。

6.一种水质的立体分层监测系统,其特征在于,包括水上控制装置、升降执行装置及水下采集装置;

所述水上控制装置分别与水下采集装置及升降执行装置连接,且所述水上控制装置用于根据所述水下采集装置发回的水质信息实时计算所述水质信息中各参数的均方差,并根据均方差值向所述升降执行装置发送移动指令;

所述升降执行装置根据所述移动指令在水下延水深方向移动;

所述水下采集装置设置在所述升降执行装置上,并随着所述升降执行装置的移动而移动,所述水下采集装置用于采集所述水质信息,并将所述水质信息发送至所述水上控制装置。

7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述水下采集装置包括:均设置在水下密封舱中的传感器组、数据采集单元及信号传输单元,且所述水下密封舱固定设置在所述升降执行装置上;

所述传感器组用于获取当前监测点的水位信息、水流速及所述水质信息,且所述传感器组包括:水位传感器,温度传感器,流速检测仪及水质参数检测仪;其中,所述水质参数检测仪用于监测水中浑浊度、pH值、溶解氧含量、电导率及氨氮含量;

所述数据采集单元分别连接所述传感器组及信号传输单元,且所述数据采集单元用于将所述传感器组获取的数据发送至所述信号传输单元;

所述信号传输单元设有驱动芯片及串口,且所述信号传输单元用于将所述水位信息、水流速及所述水质信息发送至所述水上控制系统。

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述数据采集单元包括依次连接的多路开关、信号调理电路以及A/D转换电路,且所述多路开关与传感器组连接,所述A/D转换电路与所述信号传输单元连接。

9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述水上控制装置包括:控制器、PLC、水质信息存储单元及蓄电池组;

所述控制器分别连接所述PLC及水质信息存储单元,并用通信总线与所述水下采集装置连接;其中,所述控制器用于根据所述接收到的水位信息,基于模糊控制计算的方法获取移动命令,将所述移动命令发送至所述PLC;所述控制器用于根据接收到的水流速,生成暂停或避险命令,并将所述暂停或避险命令发送至所述PLC;以及所述控制器用于在所述水下采集装置的下潜距离达到上限值时,生成返回命令,并将所述返回命令发送至所述PLC;

所述PLC与所述升降执行装置连接,所述PLC用于根据所述移动命令、暂停或避险命令、或所述返回命令,控制所述升降执行装置延水深方向移动;

所述水质信息存储单元用于存储各水层中的全部监测点的水质信息;

所述蓄电池组用于分别向所述控制器、PLC、水质信息存储单元、升降执行装置以及水下采集装置供电。

10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述升降执行装置包括步进电机、驱动器、位移传感器、单向锁定开关、绞盘及铰链;

所述绞盘设置在所述铰链的位于水下的部分上,且所述水下采集系统固定设置在所述绞盘上;

所述铰链的位于水上的部分与所述水上控制系统中的所述PLC连接,且所述铰链的单向长度大于所述水下采集装置的下潜距离的上限值。

所述步进电机与所述绞盘连接,且用于驱动绞盘转动,使水下采集装置在升降缆上运动;

所述单向锁定开关与所述步进电机连接,且用于通过控制所述单向锁定开关的闭合,使所述水下密封舱固定在处于预定水深的升降缆上;

所述驱动器与所述步进电机相连,且用于接收所述PLC的指令并控制步进电机的转动方向、转速及转动时间;

所述位移传感器与所述PLC相连,且用于测量水下采集装置的位移并将所述位移发送至所述PLC中。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1