一种水污染源自动导巡机的制作方法

文档序号:15169951发布日期:2018-08-14 17:52阅读:331来源:国知局

本实用新型涉及一种水污染源自动导巡机,属环保监测产品技术领域。



背景技术:

河流中的水质检测,包括:水温、流速、流向、电导率、pH值、氧化还原电位、溶解氧、浊度、蓝绿藻,叶绿素a和氨氮等指标,其中电导率的数据检测可反映水流中金属离子浓度指标,这些数据对水质的监控、环境的保护起着十分重要的作用。我国现有的工业及生活污水排放方式虽然有严格的法律约束,但偷排情况还是经常发生,这种偷排乱排污水导致地表及地下水域受到严重污染,对人们身体健康造成极大威胁,据调查:我国地表水污染严重,全国七大江河中至少有三条河流的70%的河段受到污染,特别是数不清的小河流由于城镇工业的超量排放而变成了污水河。

一般的企业偷排污水方式有三种:一是将排污管道放置在监管部门监测到的位置进行夜间偷排;二是将排污管道布置在人迹罕至的位置或者是将排污口布置在水下等监管部门难以发现的位置;三是以器皿承载运至外地或是人迹较少的水域野抛,第二、三种偷排的形式无疑加大了监管的难度。针对第二、第三种偷排情况,有必要设计一种小型自动寻找污水排放点装置,追根溯源,找到环境污染的源头,有利于监管者及时发现污染源,从根本上用技术手段发现并解决水污染治理的问题。

中国发明专利“一种用于无人船的污染源追踪方法及系统”(CN201510570169.5)提出了无人船自动生成路线,进而寻找污染源方案;发明专利“一种基于无人设备的水质巡检、污染物溯源系统及其方法”(CN201611011437.0)提出了无人船和无人机协同寻找的污染源方案;发明专利“一种无人船自动寻找污染源的方法”(CN201710406342.7)所公开的,是基于以上二个专利的技术方案改进,包括:无人船根据远程工控机的指令采集初始粒子数、粒子当前坐标值、水文信息适应度数据、水流速度数据以及水流方向数据;无人船的控制器采用经典粒子群算法判断水文信息适应度数据的历史最优与个体最优后,与所述水流速度数据、水流方向数据结合形成与无人船相对应的路径向量;所述控制器结合该无人船当前的位置坐标与路径向量形成目标位置,判断所述目标位置是否属于设定的寻优空间的最大范围内等步骤。能够在不断获得无人船采集的水质信息、定位信息的前提下,无人船自动最优化的规划路径,充分利用各种信息,特别是考虑到能源实际使用的情况,寻找污染源,从而达到快速高效、实际的特点。该种方案虽然高效,但存在的不足主要是:无人船需在水体较深的流域行驶,运行中所需能源供应量大,整套装置造价高,维护相对较难。

针对小型河流的污水偷排放情况进行监测以及追根溯源,特别是追踪小型河流中某些单项化学污染物质超标情况,需要一种更为简便快捷的寻源检测装置。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对背景技术提出的问题,设计一种水污染源自动导巡机,包括:ABS材质的船体、带GPRS的单片机、蓄电池、平衡水舱、充电及数据接口、太阳能电池板、八个金属离子浓度检测传感器、模型船用螺旋桨、螺旋桨保护盘。所述自动导巡机放入要寻找污染源的水域,八个传感器同时将检测到的数据导向单片机,单片机进行数据的强弱分析,同时设置螺旋桨推进自动导巡机移动方向为遵循检测信号最强的传感器方向,从而引导自动导巡机向着水体金属离子浓度最强的方向移动,最终抵达污染源附近。

本实用新型的技术方案是:一种水污染源自动导巡机,是一种无人驾驶自动寻的船,包括:ABS材质的船体、带GPRS的单片机(1)、蓄电池(2)、平衡水舱(3)、充电及数据接口(4)、太阳能电池板(5)、金属离子浓度检测传感器(6)、螺旋桨(7)、螺旋桨保护盘(8);所述充电及数据接口(4)用于充电和与外部数据通信,所述太阳能电池板(5)分布在ABS材质的船体的上部;其特征在于:

所述船体的吃水线以上部分呈圆锥状,所述金属离子浓度检测传感器(6)有八个,各金属离子浓度检测传感器(6)均匀分布在自动导巡机的船体的外部圆周上;所述带GPRS的单片机(1)、充电及数据接口(4)和太阳能电池板(5)设置在船体中吃水线以上,所述金属离子浓度检测传感器(6)、平衡水舱(3)、螺旋桨(7)、螺旋桨保护盘(8)依次位于吃水线以下。

如上所述一种水污染源自动导巡机,其特征在于:所述螺旋桨(7)及螺旋桨保护盘(8)可沿着船体垂直升缩,非工作状态时螺旋桨(7)向上升起并缩入船体内,且螺旋桨保护盘(8)盖住螺旋桨(7),工作状态下,所述螺旋桨(7)及螺旋桨保护盘(8)向下伸出且全部浸没在水中。

本实用新型一种水污染源自动导巡机在工作中,所述带GPRS的单片机(1)用于控制:充放电模块、GPRS无线数据收发模块、各金属离子浓度检测传感器(6)数据采集接口模块,还包括:螺旋桨(7)旋转控制和自动导巡机航行方向控制。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型一种水污染源自动导巡机,是针对小型河流的污水排放情况进行监测以及追根溯源的专用设备,特别适合追踪河流中某些单项化学污染物质超标情况,可简便快捷的寻找到污染源并及时通知检测部门。

附图说明

附图1是本实用新型实施例“一种水污染源自动导巡机”结构示意图;

附图2是图1俯视图;

附图3是图1右视图。

附图中的标记说明:带GPRS的单片机1、蓄电池2、平衡水舱3、充电及数据接口4、太阳能电池板5、金属离子浓度检测传感器6、螺旋桨7、螺旋桨保护盘8。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例作进一步说明,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制,凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内,本技术方案中未详细述及的,均为公知技术。

如附图1~3所示,本实用新型一种水污染源自动导巡机,是一种无人驾驶自动寻的船,所要解决的问题是在广袤的受污染水体中寻找难以发现污染源,例如:排污管道口和渗漏的装载污水的容器等的具体位置。包括:ABS材质的船体、带GPRS的单片机1、蓄电池2、平衡水舱3、充电及数据接口4、太阳能电池板5、金属离子浓度检测传感器6、螺旋桨7、螺旋桨保护盘8;所述充电及数据接口4用于充电和与外部数据通信,所述太阳能电池板5分布在ABS材质的船体的上部,本实用新型实施例中,所述单片机是STM32F103C8T6单片机,单片中搭建Linux系统。

所述船体的吃水线以上部分呈圆锥状,所述金属离子浓度检测传感器6有八个,各金属离子浓度检测传感器6均匀分布在自动导巡机的船体的外部圆周上;所述带GPRS的单片机1、充电及数据接口4和太阳能电池板5设置在船体中吃水线以上,所述金属离子浓度检测传感器6、平衡水舱3、螺旋桨7、螺旋桨保护盘8依次位于吃水线以下。所述平衡水仓3是借鉴潜水艇上的类似结构,可以通过控制进入自身水量的多少来达到自动控制船体上浮下潜的作用。

所述螺旋桨7及螺旋桨保护盘8可沿着船体垂直升缩,非工作状态时螺旋桨7向上升起并缩入船体内,且螺旋桨保护盘8盖住螺旋桨7,工作状态下,所述螺旋桨7及螺旋桨保护盘8向下伸出且全部浸没在水中。

本实用新型实施例中,所述船体的最大直径仅为20CM,螺旋桨7缩入船体内时的高度为16CM,螺旋桨7向下伸出船体内时的高度为23CM,所述螺旋桨7可采用模型船用微型螺旋桨。

所述带GPRS的单片机1用于控制:充放电模块、GPRS无线数据收发模块、各金属离子浓度检测传感器6数据采集接口模块,还包括:螺旋桨7旋转控制和自动导巡机航行方向控制。工作时将自动导巡机放入要寻找污染源的水域,八个传感器同时将检测到的数据导向单片机1,由单片机1进行数据的分析比对,同时设置螺旋桨7推进自动导巡机移动方向为遵循检测信号差别最大或者是信号最强的某个传感器方向,从而引导自动导巡机向着水体金属离子浓度最强的方向移动,最终抵达污染源附近,监测人员通过GPRS即可同时获知该污染源地点。

本实用新型一种水污染源自动导巡机,是针对小型河流的污水排放情况进行监测以及追根溯源的专用设备,特别适合追踪河流中某些单项化学污染物质超标情况,可简便快捷的寻找到污染源并及时通知检测部门。

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