一种地下通道积水检测装置的制作方法

本实用新型涉及检测技术领域，具体为一种地下通道积水检测装置。

背景技术：

暴雨过后，我国大多数城市往往出现内涝，造成地下通道出现大量积水，且积水中可能含有各种有害动物或物质。由于各种原因，暴雨过后普通居民或公务人员仍需在积水中出行，但由于目前缺乏对前方积水深度、水中危险动物(蛇类)及有害物质的检测及警报，行人及车辆在出行过程中时常受到身体伤害或车辆损害及物质损坏，造成人员伤亡及经济损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种地下通道积水检测装置，通过对地下通道积水深度检测、蛇类红外波长检测及有害物质检测及警报，能有效降低人员伤亡或财产损失。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种地下通道积水检测装置，包括：检测装置本体、超声波传感器、温度传感器、热释电红外传感器、颜色传感器、单片机、LCD显示屏和报警器；所述超声波传感器安装在所述检测装置本体的探头上以检测地下通道积水深度；所述温度传感器安装在所述探头下方以检测积水温度；所述热释电红外传感器安装在所述温度传感器周边以检测红外波长；所述颜色传感器安装在所述探头上方以检测固定在探头上能对要检测物质产生特异性的物品的颜色；所述单片机与所述超声波传感器、温度传感器、热释电红外传感器和颜色传感器分别相连；所述LCD显示屏与所述单片机相连以显示地下通道积水深度、积水温度、红外波长及颜色种类；所述报警器与所述单片机相连用于但地下通道积水深度超出预设值、红外波长满足波长预设值及颜色种类满足颜色预设值时产生报警。

所述检测装置还包括供电电源；所述供电电源与所述单片机相连用于提供工作电源。

所述单片机为STC89C52系列单片机。

所述超声波传感器为HC-RS04超声波传感器。

所述温度传感器为PT100温度传感器。

所述热释电红外传感器为P2288型热释电红外传感器。

所述颜色传感器为GY-31型热释电红外传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种地下通道积水检测装置，通过对地下通道积水深度检测、蛇类红外波长检测及有害物质检测及警报，能有效降低人员伤亡或财产损失。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的一种地下通道积水检测装置不局限于实施例。

附图说明

图1为本实用新型检测装置的结构框图；

图2为本实用新型检测装置的简要电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1所示，一种地下通道积水检测装置，包括：检测装置本体、超声波传感器1、温度传感器2、热释电红外传感器3、颜色传感器4、单片机5、LCD显示屏6和报警器7；所述超声波传感器1安装在所述检测装置本体的探头上以检测地下通道积水深度；所述温度传感器2安装在所述探头下方以检测积水温度；若干所述热释电红外传感器3安装在所述温度传感器2周边以检测红外波长；所述颜色传感器4安装在所述探头上方以检测固定在探头上能对要检测物质产生特异性的物品的颜色；所述单片机5与所述超声波传感器1、温度传感器2、热释电红外传感器3和颜色传感器4分别相连；所述LCD显示屏6与所述单片机5相连以显示地下通道积水深度、积水温度、红外波长及颜色种类；所述报警器7与所述单片机5相连用于但地下通道积水深度超出预设值、红外波长满足波长预设值及颜色种类满足颜色预设值时产生报警。

所述检测装置还包括供电电源8；所述供电电源8与所述单片机5相连用于提供工作电源。

具体的，参见图2所示，所述单片机5的包括型号为STC89C52的单片机，所述超声波传感器1为HC-RS04超声波传感器1。所述超声波传感器1通过Trig和Echo口与所述单片机5相连接。具体测量时，先通过测量探头与地面的距离，测出一个基准值，通过单片机记录这个基准值。再通过超声波传感器1测出液面与探头的距离再减去基准值就是当前的液位，通过LCD1602显示屏6显示当前液位。如果液位超过单片机5设置的报警液位，则通过报警器7报警。

进一步的，在检测地下通道积水中是否有蛇类时，通过所述温度传感器2和热释电红外传感器3共同实现。具体的，所述温度传感器2为PT100温度传感器2，其通过P1.2端与所述单片机5相连接；所述热释电红外传感器3为P2288型热释电红外传感器3，其通过P1.4端与所述单片机5相连接。具体的检测过程如下：

在检测装置本体探头下方加入温度传感器，使用温度传感器来探测当前水温，根据蛇的体温与当前温度的函数来算出当前蛇的体温，利用维恩位移定律来算出蛇的体温发出的波长。

因为下雨天的气温一般较低在15至20摄氏度左右，水中的温度还要更低一点，蛇的体温与当前环境的关系：y＝2.6478+0.886736x(其中y为蛇的体温，x为当前环境温度)。若目前水中的温度为13摄氏度，则蛇的体温大约为14.18摄氏度。根据维恩位移定律：λ(m)T＝b(其中b为维恩常量，b＝0.002897m·K)，可以算出当前蛇的体温发出的波长为10.088μm，而蛇的波长大约为9.93至10.88μm。而探测元件的波长灵敏度在0.2至20um范围内几乎稳定不变，由于地下通道中的积水大多比较混浊，故无法直观看出水中是否有蛇，此时可在温度传感器边上加热释电红外传感器，由于热释电红外传感器上的透镜只能10um左右的波长，蛇的波长大约为9.93至10.88μm，所以蛇发出的波长是可以透过透镜，而其他的波长则会被滤镜吸收，这样就可以对水中的蛇进行探测，并通过报警器7产生报警。

进一步的，在检测地下通道积水中是否有有害物质时，通过颜色传感器4实现，所述颜色传感器4为GY-31型热释电红外传感器。水中有害物质多种多样，大致可分为化学、物理、生物污染。经过多方面考虑以及结合地下通道积水环境和对人体危害程度决定主要检测水中农药残留和水中微生物。本实用新型使用免疫传感器的原理：利用抗原抗体的特异性反应可以较精确的检测水中是否含有特定物质。又由于许多特异性反应会产生特定的颜色变化，比如伊红美蓝和大肠杆菌的反应显黑色，所以可以在探头上固定能对要检测物质产生特异性颜色反应的物品，当水面接触到探头时，如果水中含有要检测有害物质则会产生颜色变化，所以我们提前在探头上方固定一个颜色传感器，就可以提前读取水中是否含有特定有害物质。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。