CN101892657A - 水面浮出物的自动收集设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水面浮出物的自动收集设备，包括浮出物收集器、储物箱、供能装置，还包括一个控制室，所述控制室上设有使自动收集装置浮于液面上的浮漂，控制室的下部设有驱动自动收集装置行驶的驱动器，所述控制室内设有控制装置，该控制装置包括与远程控制中心进行通信的无线传输控制器，所述无线传输控制器上设有无线电接收器和无线电发射器，以及与无线传输控制器连接的并向终端的各个执行单元发出执行命令的电力控制器，所述驱动器与电力控制器连接，所述浮出物收集器与电力控制器连接。本发明的自动收集设备能够实现远程控制收集水面浮出物，其具有经济、灵活、快捷以及效率高的优点。

Description

水面浮出物的自动收集设备及方法

技术领域

本发明涉及捕捞技术领域，特别涉及一种收集浮于水面上的原油、水藻等水面浮出物的自动收集设备及方法。

背景技术

近年来，在海面上的漏油事件时常发生，例如，1989年3月，美国埃克森公司“瓦尔德斯”号油轮在阿拉斯加州威廉王子湾搁浅，泄漏5万吨原油。沿海1300公里区域受到污染，当地鲑鱼和鲱鱼近于灭绝，数十家企业破产或濒临倒闭。这是美国历史上最严重的海洋污染事故。又如，在近期，位于墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台***事故造成的原油泄漏形成的污染带遍布墨西哥湾，长达80英里。这些漏油事件不但给经济带来了重大损失，而且还给生态带来了严重的影响。

对于这些泄漏于海面上的原油，为了减小经济损失或者给生态带来的灾难，需要对这些浮于水面上的原油进行收集。面对大量高粘稠度的原油，如何进行收集一直是人们在研究探讨的课题。目前基本采用围堰式收集方法，人工使用PP吸油毡来完成浮油收集。而国外公司的大流量浮油清理设备价格昂贵，由特殊加工生产的PP吸油毡更换一次就需花费上百万元，因此运行成本较高，劳动强度较大，耗时费工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现远程控制的水面浮出物的自动收集设备，其具有经济、灵活、快捷以及效率高的优点。

实现本发明目的的技术方案如下：

水面浮出物的自动收集设备，包括浮出物收集器、储物箱、供能装置，还包括一个控制室，所述控制室上设有使自动收集装置浮于液面上的浮漂，控制室的下部设有驱动自动收集装置行驶的驱动器，所述控制室内设有控制装置，该控制装置包括与远程控制中心进行通信的无线传输控制器，所述无线传输控制器上设有无线电接收器和无线电发射器，以及与无线传输控制器连接的并向终端的各个执行单元发出执行命令的电力控制器，所述驱动器与电力控制器连接，所述浮出物收集器与电力控制器连接。

采用了上述方案的优点在于：本发明通过无线信号传输方式对自动收集设置进行控制，即可对水面上的浮出物自动地进行收集，无需人为到现场参与收集工作，不但可以省时、省力，而且利于节约人力资源，具有经济的优点。在工作过程中，除太阳能电池组件和储物箱之外，其他部件的体积并不大，因此，具有灵活、快捷的优点。另外，储物箱中的物品一次满载收集只需15到20分钟即可返航卸载所收集物品，因此有效率高的优点。此外，设备自身根据实际情况，可以判断故障情况以及收集浮出物情况，并能将这些情况告知远程控制中心，以让远程控制中心进行处理。一台设备本身的成本在五万元左右，而一个远程控制中心可以控制若干台设备，一台设备与远程控制中心的价格总和也就为现有设备的40％左右，因此，其成本相对于大流量浮油清理设备而言很低。而采用太阳能的方式提供设备动力所需能源，具有经济、环保、节能减排的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明中控制装置的无线传输控制器部分的示意图；

图4为本发明中控制装置的电力控制部分的示意图；

图5为本发明在收集过程中判断故障情况的流程图；

图6为本发明收集过程中判断收集量情况的流程图；

附图中，1为浮漂，2为控制室，3为方向控制器，4为驱动器，5为太阳能电池组件，6为蓄电池，8为前浮漂，9为后浮漂，10为抽油泵连接轨道，11为抽油孔，12为捕劳网，13为储物箱，14为无线传输控制器，15为无线电接收器，16为无线电发射器，17为GPS***，18为速度传感器，19为检测器，20为电力控制器，21为警示灯。

具体实施方式

下面以收集海面上的原油为例进行说明：

参照图1和图2，本发明的水面浮出物的自动收集设备，包括浮出物收集器、储物箱、供能装置。浮出物收集器用于收集原油，其包括抽油泵(图中未示出)，抽油泵连接轨道10以及抽油孔11，当需要将储物箱中的原油卸出到远程控制中心的油轮上时，通过抽油泵连接轨道10可以方便油轮与抽油孔连接。浮出物收集器中设有捕捞网12，捕捞网用于过滤海水和原油，并将原油送入到储物箱13中。储物箱13用于将收集的原油进行储存。供能装置用于向各个单元提供所需电能，供能装置由太阳能电池组件5以及蓄电池6组成，太阳能电池组件5给蓄电池6提供充电电流。还包括一个控制室2，所述控制室上设有使自动收集装置浮于液面上的浮漂1，浮漂1由前浮漂8和后浮漂9组成，分别安装在控制室的两侧。控制室2的下部设有驱动自动收集装置行驶的驱动器4，驱动器4为带有螺旋桨的直流电机，本实施例中布置了3个驱动器。所述驱动器上连接有方向控制器3，该方向控制器3与电力控制器连接，通过方向控制器，可以改变驱动器4的方向，从而使自动收集装置的行驶方向改变。控制室2下部设有收集口7，浮出物收集器从收集口将浮出物收集到储物箱中。

参照图3，控制室2内设有控制装置，该控制装置包括与远程控制中心进行通信的无线传输控制器14，无线传输控制器14为一个单片机，其根据预设的程序工作。无线传输控制器14上设有无线电接收器15和无线电发射器16以及GPS***17，无线电接收器15用于接收远程控制中心发出的信号，并将该信号传送到无线传输控制器14。无线电发射器16用于发送无线传输控制器14发出的信号到远程控制中心，GPS用于确定自动收集装置的在海上的具体经纬度坐标，转换为电信号输送到无线传输控制器14，由无线电发射器16将该位置信号发送到远程控制中心，远程控制中心即可得知自动收集装置的工作环境和工作情况。控制装置还包括测试自动收集装置行驶的速度传感器18，该速度传感器与无线传输控制器14连接。速度传感器18检测自动收集装置的行驶速度后传送给无线传输控制器14，无线传输控制器14根据该速度进行判断自动收集装置的行驶速度是否是正常工作速度，如果不是，则会通过无线电发射器发出报警信号到远程控制中心。控制装置还包括检测储物箱储物面的检测器19，该检测器与无线传输控制器连接。无线传输控制器14对储物箱13会设定一个初始收集原油的液面高度。检测器19检测到储物箱中的原油液面高度后，将液面的高度信息告诉给无线传输控制器14，无线传输控制器14根据该速度进行判断储物箱是否已装满，如果装满，则返回远程控制中心卸油，如果不是，则继续收集水面上的原油。

参照图4，控制装置还包括与无线传输控制器连接的并向终端的各个执行单元发出执行命令的电力控制器20，驱动器与电力控制器连接，所述浮出物收集器与电力控制器连接。各个执行单元为方向控制器3、驱动器4、太阳能电池组件5、蓄电池6、抽油泵。电力控制器20首先接收无线传输控制器14的指令信号，在得到这些指令信号后，经过计算，向各个执行单元发出执行命令，从而各个执行单元动作起来。但是，太阳能电池组件5以及蓄电池6不受无线传输控制器14检控，其直接经电力控制器检控，电力控制器会时时检测蓄电池的存电量，当电量小于设定值时，会接收来自于太阳能电池组件5的信号，给蓄电池6充电，这样能够保证蓄电池中有充足的电量供给其它用电单元。本发明采用这种方式向其它各单元提供工作所需能源，不但方便，同时也是一种节能减排的一种方式。另外，GPS***17将现场的情况通过无线传输控制器14以及无线电发射器16传输到远程控制中心，远程控制中心了解到现场情况下，例如，在自动收集装置负责收集原油的区域无油可收时，会向其它区域行驶，因此，远程控制中心会发出转向信号到无线传输控制器14，无线传输控制器14将该信号传递到电力控制器20，电力控制器20使方向控制器3转动，从而使直流电机上的螺旋桨转向，达到使自动收集装置调换方向的目的，同样，自动收集装置返航也是通过这种形式进行操作。此外，电力控制器还连接有一警示灯21，警示灯21可以发出多种提示灯光，每种灯光为不同的意思表示。警示灯21发光颜色受电力控制器控制，例如，自动收集装置在正常工作情况时，电力控制器使警示灯21发红光，红光提示其它的船舶与其形成碰撞，而在发生故障时，电力控制器使警示灯21发蓝光，提示远程控制中心的工作人员需排除故障。

参照图5，本发明的自动收集方法，该方法主要针对在故障发生的情况下而设定，故障的情况主要有：第一，自动收集装置自身故障；自动收集装置被海藻等物质拌住而无法行驶等。故障的主要表现形式是通过自动收集装置行驶速度来判断的，其具体过程如下：

步骤一：对无线传输控制器进行初始化，即在无线传输控制器14的软件中设定一个认为是自动收集装置正常行驶的速度，该速度用来与故障时的速度进行比较。

步骤二：速度传感器18检测自动收集装置当前的行驶速度，并将检测的行驶速度传输给无线传输控制器14。速度传感器18是时刻都在检测自动收集装置当前的行驶速度，并且时刻将检测的信号发送给无线传输控制器14。

步骤三：无线传输控制器14将速度传感器18传来的行驶速度与初始化的参数进行比较，如果自动收集装置当前的行驶速度大于初始化的参数，则说明自动收集装置的行驶为正常行驶状况，延时60秒后返回程序继续进行收集原油的工作。如果自动收集装置当前的行驶速度小于初始化的参数，则说明自动收集装置已有故障，需要远程控制中心的工作人员对故障进行排除。因此，无线传输控制器14将发出故障信号到无线电发射器16，由无线电发射器将该故障信号发送到远程控制中心以通知工作人员，故障排除后延时60秒启动程序重新工作。同时，无线传输控制器14也会将故障信号传输到电力控制器20，通过电力控制器20使警示灯发出故障警示信号，由GRS***将现场情况进行传输，这样通过两方面来表达自动收集装置的故障情况。

参照图6，本发明的自动收集方法，该方法主要针对在储物箱13中集油情况而设定，具体过程如下：

步骤一：对无线传输控制器进行初始化，即在无线传输控制器14的软件中设定一个初始收集容量，该初始收集容量可以是储物箱原始容量的80％或者90％，该初始收集容量用于与实际的收集油量进行比较。

步骤二：检测器19检测储物箱中的储物面，即检测储物箱中原油面的高度，并将检测的情况传输给无线传输控制器。检测器19是时刻都在检测原油面的高度，并且时刻将检测的信号发送给无线传输控制器14。

步骤三：无线传输控制器14将检测器传来的储物面高度与初始化的参数进行比较，如果储物箱中当前的储物面高度大于或等于初始化的参数，则由无线传输控制器发出储物箱已满的信号到无线电发射器，由无线电发射器将该信号发送到远程控制中心。这种情况说明收集的油量已经超过了储物箱的设定值，这时需要停止收集原油，让自动收集装置返回到远程控制中心将收集的原油卸掉后重新进行收集，当返回远程控制中心卸油完毕后，延时60秒启动程序重新工作。如果储物箱中当前的储物面高度小于初始化的参数，说明收集的原油还没达到设定值，需要继续收集，延时60秒后执行返回程序继续工作。

上述实施例只是用来更加清楚地描述本发明的特征与精神，而非用来限制本发明的保护范围，本领域的技术人员领悟了本发明的精神后，可做些等同的变化替换，因此本发明的保护范围应当以本发明的权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.水面浮出物的自动收集设备，包括浮出物收集器、储物箱、供能装置，其特征在于：还包括一个控制室，所述控制室上设有使自动收集装置浮于液面上的浮漂，控制室的下部设有驱动自动收集装置行驶的驱动器，所述控制室内设有控制装置，该控制装置包括与远程控制中心进行通信的无线传输控制器，所述无线传输控制器上设有无线电接收器和无线电发射器，以及与无线传输控制器连接的并向终端的各个执行单元发出执行命令的电力控制器，所述驱动器与电力控制器连接，所述浮出物收集器与电力控制器连接。

2.根据权利要求1所述的水面浮出物的自动收集设备，其特征在于：控制装置还包括测试自动收集装置行驶的速度传感器，该速度传感器与无线传输控制器连接。

3.根据权利要求1所述的水面浮出物的自动收集设备，其特征在于：控制装置还包括检测储物箱储物面的检测器，该检测器与无线传输控制器连接。

4.根据权利要求2所述的水面浮出物的自动收集设备，其特征在于：还包括用于发出多种提示灯光的警示灯，该警示灯与电力控制器连接。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的水面浮出物的自动收集设备，其特征在于：无线传输控制器连接有GPS***。

6.根据权利要求1所述的水面浮出物的自动收集设备，其特征在于：所述供能装置包括安装于控制室上的太阳能电池组件以及蓄电池，太阳能电池组件以及蓄电池均与电力控制器连接。

7.根据权利要求1所述的水面浮出物的自动收集设备，其特征在于：所述驱动器上连接有方向控制器，该方向控制器与电力控制器连接。

8.根据权利要求1所述的水面浮出物的自动收集设备，其特征在于：所述浮出物收集器中设有捕捞网。

9.如权利要求2所述的水面浮出物的自动收集方法，其特征在于，包括以下步骤：

对无线传输控制器进行初始化；

速度传感器检测自动收集装置当前的行驶速度，并将检测的行驶速度传输给无线传输控制器；

无线传输控制器将速度传感器传来的行驶速度与初始化的参数进行比较，如果自动收集装置当前的行驶速度大于初始化的参数，则返回程序继续工作，否则无线传输控制器将发出故障信号到无线电发射器，由无线电发射器将该故障信号发送到远程控制中心。

10.如权利要求3所述的水面浮出物的自动收集方法，其特征在于，包括以下步骤：

对无线传输控制器进行初始化；

检测器检测储物箱中的储物面，并将检测的情况传输给无线传输控制器；

无线传输控制器将检测器传来的储物面高度与初始化的参数进行比较，如果储物箱中当前的储物面高度大于或等于初始化的参数，则由无线传输控制器发出储物箱已满的信号到无线电发射器，由无线电发射器将该信号发送到远程控制中心，否则返回程序继续工作。

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