CN104880542A - 一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水污染物状况、污染物浓度实时检测装置及其检测方法，检测装置包括上位机人机交互***、下位机控制***、采集***、传感器检测***、网络通讯***和数据处理***；采集***包括水泵、储水容器和过滤除杂装置，传感器检测***包括多个GMR传感器，GMR传感器分布设置于储水容器中；下位机控制***分别与上位机人机交互***、采集***通过数据线控制相连接；数据处理***通过网络通讯***与上位机人机交互***相连接，网络通讯***包括有线网络或者无线网络设备。该检测装置结构简单，安装方便，成本低，使用便捷，可远程实时监测并分析的水污染状况及浓度，具有实现多点的自动采样、检测、分析、数据上传分析、实时监控、报警等功能。

Description

一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及环境保护中水质污染状况检测的技术领域，尤其涉及一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置及检测方法。
背景技术
随着经济的发展、人口的增长，水资源变得的越来越重要。然而，在我国众多城市存在着生活、生产污水未经无害化处理随意排放的现象，由于其排放源很多，给检测和监管带来许多不变，甚至出现了污水处理***只是应付检查、排污***白天和夜晚截然不同的工作状况，给我国本不富裕的水资源造成了许多极为严重的污染，对我国的国民经济和人民的生产、生活产生严重的不良影响。
自然水域，例如江河湖海等的水质监测一直是我们国家的重点项目，它主要是监测水质状况，为环境保护部门制定相应保护措施提供可靠依据，现在的水质监测主要是有以下两种方式：(1)人工定期到被监测水域提取水样，送到专业实验室进行各项指标的测量，其测量的准确性高，但是成本高，检测不便，不能连续监测，没有配套的监测分析软件；(2)由人工携带水质检测仪，到监测水域进行数据的检测工作，但是成本高，仪器大不方便携带，同时不能够全天候进行监测，配套软件只具有简单数据保存功能。
现有技术主要是通过人工方式现场采样，通过纯化学化验和电化学传感器进行水质的分析检测，这样的检测方式存在成本高，耗时长，可操作性差，无法实现实时监测的问题。现行水污染检测过程多是通过人工提取样本，实验室化学检测，污染物及菌类培养，最后出检测结果。此过程不但会受到诸多限制，而且检测周期较长，无法实现水源污染情况的实时检测。
虽然目前我国对于污水污染物总量已采用在线自动监测的方法，通过现场数据采集仪采集所在排污点在线测量仪表测得污水的相关浓度参数，通过无线或者有线的方式，将上述参数发送到环境监测信息化平台，计算得到有关污染物总量数据，然而，该方法仍存在着不足，例如每次在线采集测量耗时长、成本高，每次测量存在间隔使得排污总量的计算方法不够科学、排污企业很容易超标偷排、过量排放而逃避监测。因此，提供一种科学准确地实时检测水污染状况的装置及方法变得尤为有意义。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种结构简单，安装方便，成本低，使用便捷，可以远程实时监测并分析的软硬件结合的水污染状况、污染物浓度实时检测装置及检测方法，它具有实现多点的自动采样、检测、分析、数据上传分析、实时监控、报警等功能。
为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
一种水污染物状况、污染物浓度实时检测装置，
一种水污染物状况、污染物浓度实时检测装置，所述检测装置包括上位机人机交互***、下位机控制***、采集***、传感器检测***、网络通讯***和数据处理***；所述采集***包括水泵、储水容器和过滤除杂装置，所述水泵用于将待测水域抽取通过所述过滤除杂装置出去水中杂质后，收集至所述储水容器中；所述传感器检测***包括多个GMR传感器，所述GMR传感器分布设置于所述储水容器中，所述传感器检测***还包括滤波放大电路，所述传感器检测***与所述网络通讯***通过数据线相连接并将其收发端间的电磁极化与磁化衰减和电磁信号的吸收状况发送至所述数据处理***；所述下位机控制***分别与所述上位机人机交互***、所述采集***通过数据线控制相连接；所述下位机控制***通过接收所述上位机人机交互***发出的检测控制指令后，通过数据线控制采集***的工作；所述上位机人机交互***包括可编程的单片机、用于将采集的数据与预设浓度值进行比较的数据比对模块、用于存储数据比对结果的数据存储模块、用于将数据比对结果显示并绘制成图形的显示模块、用于提示待测水域水污染浓度超标的预警模块；所述数据存储模块、数据比对模块、显示模块、预警模块分别通过数据线与所述单片机控制连接；所述数据处理***通过网络通讯***与所述上位机人机交互***相连接，所述网络通讯***包括有线网络或者无线网络设备。
作为上述方案的进一步改进：所述检测装置还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、太阳能转换装置及蓄电池；所述太阳能供电装置与所述下位机控制***电连接。
作为上述方案的进一步改进：所述网络通讯***中的无线网络设备为wifi网络、3G网络、4G网络、GPRS网络中任何一种。
作为上述方案的进一步改进：所述上位机人机交互***和所述下位机控制***采用双硬盘存储模式，所述下位机硬盘采用循环数据存储的工作模式，并可实现USB数据转存。
作为上述方案的进一步改进：所述过滤除杂装置包括除沙装置、除藻装置和过滤装置；所述除沙装置为旋流除砂器；所述除藻装置包括依次相连的交流电源、变频电源、臭氧发生器、保护开关、防腐电磁阀和射流器；所述过滤装置为反冲洗过滤器。
作为上述方案的进一步改进：所述预警模块包括预警提示装置；所述预警提示装置为报警器或者灯光闪烁器。
作为上述方案的进一步改进：所述预设浓度值为待测水域中所要检测污染物参数的标准浓度值。
一种水污染物状况、水污染物浓度实时检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
(1)所述上位机人机交互***通过数据线发出检测控制指令至所述下位机控制***；
(2)所述下位机控制***接收到检测控制指令后控制所述采集***的水泵工作；所述水泵将取样的待测水经所述过滤除杂装置过滤后送至所述储水容器；
(3)所述GMR传感器通过将其收发端间的电磁极化与磁化衰减和电磁信号的吸收状况通过所述网络通讯***经滤波放大后传输至所述数据处理***，所述数据处理***经所述网络通讯***传输至所述上位机人机交互***的数据比对模块；所述数据比对模块将实时检测获得的参数值与所述预设浓度值进行比较，并将比较的结果通过所述单片机进行存储及显示；当预设浓度值小于所述实时检测获得的参数值时，所述预警模块作出预警提示动作。
与现有技术中水污染状况的检测装置相比，采用本发明所述的检测装置具有如下优点：
(1)本发明提供了一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置，通过远程无线网络和实时检测装置，将***所安放的水域水质情况实时的反馈给上位监控机，实现水污染的实时检测以及相关工作的及时进行，适用于我国广泛水域水质的实时检测和监管。
(2)本发明成本低廉，扩展性强，实用性强，具有运行全自动、分析快速准确、安装简单、维护简便等特点。
附图说明
附图1为本发明水污染实时检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明水污染状况、污染物浓度实时检测装置及检测方法作详细说明。
一种水污染物状况、污染物浓度实时检测装置，所述检测装置包括上位机人机交互***1、下位机控制***2、采集***3、传感器检测***4、网络通讯***5和数据处理***6；所述采集***包括水泵3-1、储水容器3-2和过滤除杂装置3-3，所述水泵用于将待测水域抽取通过所述过滤除杂装置出去水中杂质后，收集至所述储水容器中；所述传感器检测***包括多个GMR传感器，所述GMR传感器分布设置于所述储水容器中，所述传感器检测***还包括滤波放大电路，所述传感器检测***与所述网络通讯***通过数据线相连接并将其收发端间的电磁极化与磁化衰减和电磁信号的吸收状况发送至所述数据处理***；所述下位机控制***分别与所述上位机人机交互***、所述采集***通过数据线控制相连接；所述下位机控制***通过接收所述上位机人机交互***发出的检测控制指令后，通过数据线控制采集***的工作；所述上位机人机交互***包括可编程的单片机1-1、用于将采集的数据与预设浓度值进行比较的数据比对模块1-2、用于存储数据比对结果的数据存储模块1-3、用于将数据比对结果显示并绘制成图形的显示模块1-4、用于提示待测水域水污染浓度超标的预警模块1-5；所述数据存储模块、数据比对模块、显示模块、预警模块分别通过数据线与所述单片机控制连接；所述数据处理***通过网络通讯***与所述上位机人机交互***相连接，所述网络通讯***包括有线网络或者无线网络设备。
所述检测装置还包括太阳能供电装置7，所述太阳能供电装置包括太阳能电池板7-1、太阳能转换装置7-2及蓄电池7-3；所述太阳能供电装置与所述下位机控制***电连接。
所述网络通讯***中的无线网络设备为wifi网络、3G网络、4G网络、GPRS网络中任何一种。
所述上位机人机交互***和所述下位机控制***采用双硬盘存储模式，所述下位机硬盘采用循环数据存储的工作模式，并可实现USB数据转存。
所述过滤除杂装置包括除沙装置3-30、除藻装置3-31和过滤装置3-32；所述除沙装置为旋流除砂器；所述除藻装置包括依次相连的交流电源、变频电源、臭氧发生器、保护开关、防腐电磁阀和射流器；所述过滤装置为反冲洗过滤器。
所述预警模块包括预警提示装置；所述预警提示装置为报警器或者灯光闪烁器。
所述预设浓度值为待测水域中所要检测污染物参数的标准浓度值。
一种水污染物状况、水污染物浓度实时检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
(1)所述上位机人机交互***通过数据线发出检测控制指令至所述下位机控制***；
(2)所述下位机控制***接收到检测控制指令后控制所述采集***的水泵工作；所述水泵将取样的待测水经所述过滤除杂装置过滤后送至所述储水容器；
(3)所述GMR传感器通过将其收发端间的电磁极化与磁化衰减和电磁信号的吸收状况通过所述网络通讯***经滤波放大后传输至所述数据处理***，所述数据处理***经所述网络通讯***传输至所述上位机人机交互***的数据比对模块；所述数据比对模块将实时检测获得的参数值与所述预设浓度值进行比较，并将比较的结果通过所述单片机进行存储及显示；当预设浓度值小于所述实时检测获得的参数值时，所述预警模块作出预警提示动作。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水污染物状况、污染物浓度实时检测装置，其特征在于：所述检测装置包括上位机人机交互***(1)、下位机控制***(2)、采集***(3)、传感器检测***(4)、网络通讯***(5)和数据处理***(6)；所述采集***包括水泵(3-1)、储水容器(3-2)和过滤除杂装置(3-3)，所述水泵用于将待测水域抽取通过所述过滤除杂装置出去水中杂质后，收集至所述储水容器中；所述传感器检测***包括多个GMR传感器，所述GMR传感器分布设置于所述储水容器中，所述传感器检测***还包括滤波放大电路，所述传感器检测***与所述网络通讯***通过数据线相连接并将其收发端间的电磁极化与磁化衰减和电磁信号的吸收状况发送至所述数据处理***；所述下位机控制***分别与所述上位机人机交互***、所述采集***通过数据线控制相连接；所述下位机控制***通过接收所述上位机人机交互***发出的检测控制指令后，通过数据线控制采集***的工作；所述上位机人机交互***包括可编程的单片机(1-1)、用于将采集的数据与预设浓度值进行比较的数据比对模块(1-2)、用于存储数据比对结果的数据存储模块(1-3)、用于将数据比对结果显示并绘制成图形的显示模块(1-4)、用于提示待测水域水污染浓度超标的预警模块(1-5)；所述数据存储模块、数据比对模块、显示模块、预警模块分别通过数据线与所述单片机控制连接；所述数据处理***通过网络通讯***与所述上位机人机交互***相连接，所述网络通讯***包括有线网络或者无线网络设备。
2.根据权利要求1中所述的一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括太阳能供电装置(7)，所述太阳能供电装置包括太阳能电池板(7-1)、太阳能转换装置(7-2)及蓄电池(7-3)；所述太阳能供电装置与所述下位机控制***电连接。
3.根据权利要求1中所述的一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置，其特征在于：所述网络通讯***中的无线网络设备为wifi网络、3G网络、4G网络、GPRS网络中任何一种。
4.根据权利要求1中所述的一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置，其特征在于：所述上位机人机交互***和所述下位机控制***采用双硬盘存储模式，所述下位机硬盘采用循环数据存储的工作模式，并可实现USB数据转存。
5.根据权利要求1中所述的一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置，其特征在于：所述过滤除杂装置包括除沙装置(3-30)、除藻装置(3-31)和过滤装置(3-32)；所述除沙装置为旋流除砂器；所述除藻装置包括依次相连的交流电源、变频电源、臭发生器、保护开关、防腐电磁阀和射流器；所述过滤装置为反冲洗过滤器。
6.根据权利要求1中所述的一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置，其特征在于：所述预警模块包括预警提示装置；所述预警提示装置为报警器或者灯光闪烁器。
7.根据权利要求1中所述的一种水污染状况、污染物浓度实时检测装置，其特征在于：所述预设浓度值为待测水域中所要检测污染物参数的标准浓度值。
8.一种采用权利要求1-7中任一项权利要求所述的一种水污染物状况、水污染物浓度实时检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
(1)所述上位机人机交互***通过数据线发出检测控制指令至所述下位机控制***；
(2)所述下位机控制***接收到检测控制指令后控制所述采集***的水泵工作；所述水泵将取样的待测水经所述过滤除杂装置过滤后送至所述储水容器；
(3)所述GMR传感器通过将其收发端间的电磁极化与磁化衰减和电磁信号的吸收状况通过所述网络通讯***经滤波放大后传输至所述数据处理***，所述数据处理***经所述网络通讯***传输至所述上位机人机交互***的数据比对模块；所述数据比对模块将实时检测获得的参数值与所述预设浓度值进行比较，并将比较的结果通过所述单片机进行存储及显示；当预设浓度值小于所述实时检测获得的参数值时，所述预警模块作出预警提示动作。
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