一种基于紫外反射的水面溢油监测预警系统的制作方法

本发明涉及溢油监测领域，具体涉及一种基于紫外反射的水面溢油监测预警系统。

背景技术：

海上石油生产及运输导致溢油事故日益增多，不仅给相关企业带来了经济损失，还造成严重水体污染和生态环境破坏，并逐步危及人类的生活和健康，这也使石油污染问题进入公众的视野。根据国家环境保护的有关规定，各涉油企业和单位都要建立溢油应急反应计划，实现保护海洋环境，促进社会、经济的可持续发展的战略目标。

目前，已有的溢油监测手段包括雷达和光谱仪监测，如一种光谱仪及溢油监测系统，光谱类溢油监测装置多为紫外诱发荧光技术，存在光源寿命短、监测油品种类少，无法监测汽油等缺点。中国专利申请号为201110210224.1，公开了一种海面固定式雷达溢油监测装置及其方法，其中，雷达只能随船只或固定在生产平台，使用范围较小，具有局限性。

技术实现要素：

针对现有的溢油监测系统存在的光源寿命短，监测油品种类少，使用范围小的问题，本发明提供了一种基于紫外反射的水面溢油监测预警系统。

本发明采用以下的技术方案：

一种基于紫外反射的水面溢油监测预警系统，包括监控中心和多个监测仪终端，所述监测仪终端与监控中心通信连接，监测仪终端向监控中心传输监测所得的信息，监控中心设有电子地图显示系统，监测仪终端对应的显示在电子地图显示系统上，所述监测仪终端包括主控板、光传感器、led驱动模块和led发光模块，所述光传感器和led驱动模块均与主控板相连，led驱动模块与led发光模块相连，led驱动模块给led发光模块提供恒定的电流，所述led发光模块能够发出紫外光，光传感器接收反射的紫外光并将光信号转换成模拟信号，模拟信号送入主控板内，主控板与监控中心通信连接，主控板将处理后的信号送入监控中心。

优选地，所述监测仪终端还包括电源模块、第一声光报警器和摄像头，电源模块、第一声光报警器和摄像头均与主控板相连，电源模块采用太阳能电池板或220v交流电，为主控板提供电源；监测仪终端探测到水面有油膜时，其激发第一声光报警器，并启动摄像头对现场进行拍摄，将拍摄后的画面实时传输给监控中心。

优选地，所述主控板内设置有单片机和模数转换器，模数转换器将光传感器送来的模拟信号转换为数字信号，模数转换器与单片机相连，单片机对数字信号进行处理。

优选地，所述电子地图显示系统中设置有第二声光报警器，第二声光报警器与监测仪终端一一对应。

优选地，所述光传感器设置有两组滤光片，其中一组滤光片能够滤除0-350nm的光谱，另一组滤光片能够滤除380nm以上的光谱。

优选地，所述监控中心还包括用于与监测仪终端无线通讯的通讯模块，用于对电子地图显示系统进行控制的电子地图操作模块。

优选地，所述led发光模块包括型号为lz4-04uv00的紫外led灯。

本发明具有的有益效果是：

本发明提供的基于紫外反射的水面溢油监测预警系统，监测仪终端均匀的分布在监测区域内，每个监测仪终端都能在监控中心的电子地图显示系统中对应显示，便于监测人员及时发现和了解每个监测点的情况。监测仪终端是基于紫外光反射监测水面溢油情况的设备，监测仪终端光源寿命长，受环境影响小，不仅可以监测水面上泄漏原油，还可以监测汽油、柴油等，监测油品种类多。led发光模块发出紫外光，紫外光经水面发生后进入光传感器中，光传感器将收到的光信号转换为电压信号送至主控板进行处理，主控板将信号送至上位机，当水面发生溢油现象时，光传感器收到反射的紫外光强度变强，电压信号增大，主控板将处理后将信号送入监控中心，相应监测仪终端内的第一声光报警器发生声光报警提醒在现场的工作人员查看情况，在监控中心的电子地图显示系统上与监测仪终端相对应的第二声光报警器发出声光报警，提醒监控中心的工作人员；同时，主控制板同步向监控中心传输摄像头采集的现场视频数据和个监测点的监测数据，便于工作人员查看现场情况。

附图说明

图1为基于紫外反射的水面溢油监测预警系统的结构示意图。

图2为监测仪终端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明：

结合图1和图2，一种基于紫外反射的水面溢油监测预警系统，包括监控中心和多个监测仪终端，所述监测仪终端与监控中心通信连接，监测仪终端向监控中心传输监测所得的信息，监控中心设有电子地图显示系统，监测仪终端对应的显示在电子地图显示系统上。监测仪终端实时监测监测点水面的情况，并将监测数据发送到监控中心，并显示在监控中心的电子地图显示系统上，为监控中心的工作人员提供信息支持。监测仪终端均匀的分布在需要监测的水面上，各个监测仪终端的位置信息和数据信息实时显示在电子地图显示系统上。

其中，监测仪终端包括主控板、光传感器、led驱动模块和led发光模块，光传感器和led驱动模块均与主控板相连，主控板控制led驱动模块的驱动频率，led驱动模块与led发光模块相连，led驱动模块给led发光模块提供恒定的电流，led发光模块包括型号为lz4-04uv00的紫外led灯，led发光模块能够发出紫外光，光传感器接收反射的紫外光并将光信号转换成模拟信号，模拟信号送入主控板内，主控板内设置有模数转换器和单片机，模数转换器将光传感器送来的模拟信号转换为数字信号，模数转换器与单片机相连，单片机对数字信号进行处理。光传感器设置有两组滤光片，其中一组滤光片能够滤除0-350nm的光谱，另一组滤光片能够滤除380nm以上的光谱。主控板与监控中心通信连接，主控板将处理后的信号送入监控中心。

具体的，监测仪终端还包括电源模块、第一声光报警器和摄像头，电源模块、第一声光报警器和摄像头均与主控板相连，电源模块采用太阳能电池板或220v交流电，为主控板提供电源；监测仪终端探测到水面有油膜时，其激发第一声光报警器，并启动摄像头对现场进行拍摄，将拍摄后的画面实时传输给监控中心。

电子地图显示系统中设置有第二声光报警器，第二声光报警器与监测仪终端一一对应。监控中心可以清楚的观察到各个监测点的情况，为人员制定针对性的策略提供了信息支持。监控中心还包括用于与监测仪终端无线通讯的通讯模块，用于对电子地图显示系统进行控制的电子地图操作模块，电子地图操作模块能对电子地图进行拖动、放大、缩小和标注操作。

将监测仪终端安装在企业雨水、污水排水口的水面或海水、河流和湖泊的水面上方10米以内的范围，首先，在水面无油膜时，led发光模块发出紫外光到水面上，紫外光经水面反射后进入光传感器中，光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经过主控板的模数转换器转换后变为数字信号，在液面无油膜时，数字信号数值在13000至25000范围内，将此数字信号数值作为标准值储存到主控板的单片机中。led发光模块实时发射紫外光到水面上，光传感器将收到的光信号转换成电压信号，电压信号经过主控板的模数转换器转换后变为数字信号，数字信号数值与主控板的单片机中存储的标准值进行对比，主控板将对比后的结果送入监控中心进行处理。当水面有油时，反射的紫外光强度变强，数字信号值迅速变大，当数字信号数值超过标准值时，相应监测仪终端内的第一声光报警器发生声光报警提醒在现场的工作人员查看情况，在监控中心的电子地图显示系统上与监测仪终端相对应的第二声光报警器发出声光报警，提醒监控中心的工作人员。同时，主控制板同步向监控中心传输摄像头采集的现场视频数据和个监测点的监测数据，便于工作人员查看现场情况。监控中心还会给责任人发送短信报警，短信内容中包括各监测点溢油应急处置措施、应急物资配备情况和应急人员联络方式等信息，方便责任人及时处理溢油事故。另外，监控中心也可以通过控制污水或者雨水排口的阀门控制器关闭阀门，及时、快速的切断污染源，避免污染范围的扩大。

本发明提供的基于紫外反射的水面溢油监测预警系统，结合现有技术中的相关技术，提高了监测水面溢油的效率。监测仪终端是基于紫外光反射监测水面溢油情况的设备，监测仪终端光源寿命长，受环境影响小，不仅可以监测水面上泄漏原油，还可以监测汽油、柴油等，监测油品种类多。监测仪终端探测油膜的厚度为1.4μm，相对于现有的监测装置灵敏度大大提高。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。