CN110514361A - 一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盐田渗漏检测技术领域，特别涉及一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法及装置，其中，所述方法，包括以下步骤：选定若干个待测盐田，并将对应盐田位置进行编码；通过预设在各个盐田的电导率传感器测试设置在盐田下方检测腔体内水溶液的电导率，得到测试数据；将盐田下方检测腔体内水溶液的电导率的测试数据实时传输至数据中心；数据中心将获取的测试数据与预设的标准数值范围进行对比，判断是否发生渗漏；当测试数据处于标准数值范围时，无需预警；当测试数据超出标准数值范围时，数据中心通过确认测试数据来源的盐田并发出预警信息。采用本发明提供的盐田渗漏预警方法，具有极高的精确度及实时性，能准确判断发生渗漏的盐田位置。

Description

一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法及装置

技术领域

本发明涉及盐田渗漏检测技术领域，特别涉及一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法及装置。

背景技术

传统的海盐生产，是将海水或地下卤水灌入盐池中，通过自然蒸发结晶后析出原盐，该过程离不开原盐结晶池即盐池的作用。传统原盐结晶池的池底是通过将挖出的池底部进行简单平整和碾压压实后灌入卤水晒盐，这种方式制作的盐池池底在晒盐过程中难免存在卤水渗漏等弊端，从而导致盐池内的卤水渗漏浪费等现象发生。

在盐田生产中，盐田卤水渗漏是评估盐田质量的一项重要指标；盐田渗漏造成卤水资源流失是许多钠盐、钾盐生产制造单位遇到的技术难题。按照实际生产经验，我国青海盐湖盐田以及新疆盐湖盐田的渗漏率约为0.5～0.8mm/d，由渗漏造成的钾资源的损失达到20～50％，盐田渗漏的卤水在渗入地下之后被分散、吸收，很难再次开采回收；盐田渗漏不仅造成单位产品消耗的资源量、人力、物力等成本大幅度上升，而且造成资源的巨大损失。

因此，针对盐田渗漏造成的成本上升和资源损失，技术人员进行了大量的盐田防渗研究并开发了大量的盐田防渗技术。现阶段使用最多的是粘土机械压实防渗，粘土具有颗粒细、结合好、可塑性强等特点，机械压实可以使得土壤结构中的空隙减少，增强密实度，有效降低渗漏；该方法具有成本低施工简单的优点；而另一种有效的防渗方法是塑膜铺底防渗，即在盐田底部的土壤中或者表面铺一层塑料膜形成阻挡层，以防止卤水渗漏，所用膜的材质有PVC帆布或PE塑料膜，塑膜铺底施工简单，防渗效果理想，由于其适应性广泛，是盐田防渗可以大规模采用的技术。

但是，在防渗技术不断发展进步的同时，对于盐田渗漏检测技术却处于停滞不前的状态；现有的盐田渗漏测试方法主要有水位测针法及钟罩测渗法，所谓水位测针法是用探针触及被测水位的水面，但探针触及水面的深浅必将影响着测试精度，而钟罩测渗法为用一罩式圆桶扣于盐池底部测其局部渗透量来推算整体渗量，但该法亦有由于测点的选择及插罩桶的深浅等因素而影响其测渗精度的矛盾，同时上述二法均存在操作复杂，不易掌握的弊病。因此现有的盐田渗漏检测方法精度较差，不能及时发现渗漏区域已成为盐田专业工作者的长期科研课题。

发明内容

为解决上述背景技术中提及的盐田渗漏检测方法精度较差，不能及时发现泄漏的问题，本发明提供一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，包括以下步骤：

步骤S1、选定若干个待测盐田，并将对应盐田位置进行编码；

步骤S2、通过预设在各个盐田的电导率传感器测试设置在对应盐田下方检测腔体内水溶液的电导率，得到测试数据；

步骤S3、将盐田下方检测腔体内水溶液的电导率测试数据实时传输至数据中心；

步骤S4、数据中心将获取的测试数据与预设的标准数值范围进行对比，判断是否发生渗漏；

步骤S5、当测试数据处于标准数值范围时，无需预警；当测试数据超出标准数值范围时，数据中心通过确认测试数据来源的盐田并发出预警信息。

在上述方案的基础上，优选地，所述电导率传感器为DFRobot电导率传感器。

在上述方案的基础上，优选地，所述电导率传感器通过设置在盐田周边的太阳能机构供能。

在上述方案的基础上，优选地，还包括以下当盐田发生渗漏时的测试数据处理方法：

步骤SS1、根据获取的测试数据得到数据变化曲线，并构建溶液电导率变化函数；

步骤SS2、将溶液电导率变化函数与预先得到的标准水溶液电导率随时间变化函数进行比较；

步骤SS3、根据比较结果进行判断是否出现渗漏以及渗漏程度，并做出预警。

本发明提供一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置，包括在盐田下方设有检测腔体，所述检测腔体通过检测通道与外部连通，在所述检测通道连接外部的通道口上设有用于检测充满检测腔体以及检测通道内的水溶液电导率变化情况的电导率传感器。

在上述结构的基础上，优选地，所述电导率传感器内设置有数据传输装置。

在上述结构的基础上，优选地，所述检测腔体上连接有两个检测通道，所述检测通道在外部的通道口均设有电导率传感器。

在上述结构的基础上，优选地，所述两个检测通道均设置在盐田的对角位置。

本发明提供的一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法及装置，与现有技术相比，具有以下优点：采用本发明提供的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，一方面由于水溶液与盐溶液相比存在较大的电导率差异，当盐田内卤水发生渗漏时，通过检测水溶液电导率能够快速准确的判断盐田是否存在渗漏的情况；另一方面，当盐田发生渗漏时，该检测腔体的存在还能一定程度上避免盐溶液直接渗入土壤中，造成土壤的破坏以及卤水资源的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置的结构示意图；

图2为为本发明提供的一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置的剖视图；

图3为本发明提供的另一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置的结构示意图。

附图标记：

100盐田 200检测腔体 210检测通道

300电导率感应器

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提供一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，包括以下步骤：

步骤S1、选定若干个待测盐田100，并将对应盐田100位置进行编码；

具体实施时，所述步骤S1中，选定若干个待测盐田100，并将盐田100进行编码，编码方式可以为1、2、3、4...n的数字编码，其中n≥1为第n个盐田100，也可以为根据行列号进行编码(a，b)，其中a为行数，b为列数。

步骤S2、通过预设在各个盐田100的电导率传感器300测试设置在对应盐田100下方检测腔体200内水溶液的电导率，得到测试数据；

具体实施时，在所述盐田100底部设置有检测腔体200，所述检测腔体200内空间体积优选设计为远小于盐田100能容纳海水的体积，便于更易检测到盐田100发生渗漏，当然，可以根据实际情况作出适应性调整；所述检测腔体200内充满水溶液，所述水溶液可以为自来水等，所述检测腔体200通过检测通道210连通至地表表面，同时，所述检测通道210内同样充满与检测腔体200内相同的水溶液，所述检测通道210在地表表面的通道口上设置有电导率传感器300，通过电导率传感器300对检测腔体200内的水溶液进行检测，获取检测腔体200内水溶液的电导率数据；

此外，所述检测通道210在地表表面的通道口上设置有可拆卸的密封结构，所述密封结构一方面可以防止外部气体液体等杂质进入检测通道210及检测腔体200，影响测试的精确性，另一方面可拆卸密封结构可以方便对检测腔体200内水溶液进行更换；而电导率传感器300也设置在该密封结构内部，有利于对该电导率传感器300的保护，同时由于电导率传感器300设置在盐田100外部，还能方便更换维修；

不仅如此，所述电导率传感器300同样可以进行编码，具体编码方式可以与盐田100编号一一对应，如盐田100为1号时，对应电导率传感器300则为1-n号传感器，其中n≥1为1号盐田100对应的第n个电导率传感器300；同理，当盐田100编号为(1,1)时，对应电导率传感器300则为(1,1)-n号传感器，其中n≥1为1号盐田100对应的第n个电导率传感器300。

步骤S3、将盐田100下方检测腔体200内水溶液的电导率测试数据实时传输至数据中心；

具体实施时，所述通过电导率传感器300检测的数据可以通过有线或无线传输的方式将数据实时传输至预设的数据中心，数据中心则根据得到的测试数据进行后续的分析处理等工作。

步骤S4、数据中心将获取的测试数据与预设的标准数值范围进行对比，判断是否发生渗漏；

具体实施时，将通过电导率传感器300检测得到的电导率测试数值与通过环境物联网获取的该种水溶液的标准数值范围进行对比，根据是否超出该标准数值范围，如自来水电导率介于125-1250μs/cm之间，而海水的电导率大约为30000μs/cm，而当盐田100受太阳直射蒸发部分水溶液时，盐田100内部溶液浓度不断增高，当其存在渗漏时，盐田内的卤水流入检测腔体200，则会导致检测腔体200内水溶液电导率出现变化，进而判断是否存在渗漏的情况。

步骤S5、当测试数据处于标准数值范围时，无需预警；当测试数据超出标准数值范围时，数据中心通过确认测试数据来源的盐田100并发出预警信息。

具体实施时，当测试数据显示处于标准数值范围时，则无需进行预警；当测试数据超出标准数值范围时，数据中心则通过该测试数据来源的电导率传感器300的编号确认对应盐田100，并将该讯息发送至相关管理人员等。

不仅如此，上述分析测试数据可以上传至环境物联网中作为参考数据。

采用本发明提供的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，一方面由于水溶液与盐溶液相比存在较大的电导率差异，当盐田内卤水发生渗漏时，通过检测水溶液电导率能够快速准确的判断盐田100是否存在渗漏的情况；另一方面，当盐田100发生渗漏时，该检测腔体200的存在还能一定程度上避免盐溶液直接渗入土壤中，造成土壤的破坏以及卤水资源的损失。

优选地，所述电导率传感器300为DFRobot电导率传感器300。

具体实施时，通过使用DFRobot电导率传感器300对各个盐田100下设置的检测腔体200内水溶液的电导率值进行测量。

优选地，所述电导率传感器300通过设置在盐田100周边的太阳能机构供能。

具体实施时，为了充分利用自然资源，不造成能源浪费，在所述盐田100周边设置有太阳能机构，由于盐田100设置的位置均具有较好的阳光照射，太阳能机构的设置有利于太阳能资源的有效利用。

优选地，基于上述盐田渗漏预警方法，还包括以下当盐田100发生渗漏时的测试数据处理方法：

步骤SS1、根据获取的测试数据得到数据变化曲线，并构建溶液电导率变化函数；

具体实施时，根据获取的测试数据，可以通过数据得到检测腔体200内水溶液电导率与时间的变化规律线条图，从而构建溶液电导率变化的函数；

步骤SS2、将溶液电导率变化函数与预先得到的标准水溶液电导率随时间变化函数进行比较；

具体实施时，通过实验可知，封闭体系中确定温度下的水溶液电导率并非常数，表现为缓慢的持续增长；由此，将使用的水溶液进行长时间的电导率测试，并得出该水溶液的电导率随时间变化函数；为了排除因水溶液自身电导率变化造成的影响，将规定时间内，溶液电导率构成的函数与标准水溶液电导率随时间变化函数进行对比，从而排除水溶液自身电导率变化造成的影响，减少判断失误出现。

步骤SS3、根据比较结果进行判断是否出现渗漏以及渗漏程度，并做出预警。

具体实施时，通过将规定时间内，溶液电导率构成的函数与标准水溶液电导率随时间变化函数进行对比，当溶液电导率增长速率高于水溶液的增长速率，说明存在渗漏的情况，即作出预警提示。

不仅如此，还可以通过该溶液电导率增长速率的变化趋势判断当前盐田100渗漏的严重程度。

本发明提供一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置，包括在盐田100下方设有检测腔体200，所述检测腔体200通过检测通道210与外部连通，在所述检测通道210连接外部的通道口上设有用于检测充满检测腔体200以及检测通道210内的水溶液电导率变化情况的电导率传感器300。

具体实施时，如图1-2所示，在盐田100的底部设置有一密封的检测腔体200，当然，可以为一底面及四周由水泥混凝土密封的空腔，所述检测腔体200内填充满水溶液，在所述检测腔体200的一侧设置有检测通道210，所述检测通道210内同样填充满水溶液，所述检测通道210与外部，即地表连通，在所述检测通道210连接地表的通道口上设置有电导率传感器300，所述通道口优选为设置在对应盐田100附近，所述电导率传感器300用于通过通道口部分的水溶液对整个检测腔体200内的水溶液进行电导率检测，从而通过检测腔体200内水溶液电导率的变化情况进行实时监测盐田100是否有存在渗漏；

在上述结构的基础上，作为一种优选方案，在所述通道口设置有密封结构，所述电导率传感器300设置在密封结构内，所述密封结构可以为一上端设有密封盖，下端与通道口固定密封连接的密封仓，通过打开密封盖可以对电导率传感器300进行维修更换，同时还可以通过检测通道210对检测腔体200内的水溶液进行加入、抽出、更换等。

需要说明的是，上述设有检测腔体200的盐田100在建造时，可以先将检测腔体200除去上表面的底部以及四周进行混凝土搭建，而再将预先设计好形状大小的预制板搭建在检测腔体200上表面，从而实现密封，继而对盐田100四周的部分进行搭建；

需要指出的是，本发明的发明构思在于如何实现盐田100渗漏检测及预警，至于该检测腔体200及盐田100的搭建方式，则是本领域技术人员根据本发明的发明构思以及现有技术便可以实现的技术。

优选地，所述电导率传感器300内设置有信号传输装置。

具体实施时，在所述电导率传感器300内设置有数据传输装置，所述数据传输方式可以为有线传输，也可以为无线传输，如通过NB-IOT进行数据传输，最终将数据传输至数据中心，所述数据中心可以与环境物联网数据连接，通过环境物联网对电导率传感器300采集的数据进行分析。

优选地，所述检测腔体200上连接有两个检测通道210，所述检测通道210在外部的通道口均设有电导率传感器300。

具体实施时，作为一种优选方案，在所述检测腔体200上连接有两个检测通道210，所述检测通道210均与地表连通，并且在所述检测通道210连接地表的通道口上均设置有电导率传感器300，所述通道口优选为设置在对应盐田100附近，通过两个电导率传感器300的设置，有利于当其中一台传感器出现故障时，另一台仍然可以进行工作。

优选地，所述两个检测通道210均设置在盐田100的对角位置。

具体实施时，如图3所示，所述检测通道210设置在盐田100对角的位置，便于对不同位置发生的渗漏，可以更快得到讯息以快速进行处理，同时还可以根据两个检测通道210上设置的电导率传感器300获取电导率变化的速度判断大致位置，具体为，如图3所示，当右侧电导率传感器300先获得电导率变化则可以判断其位置在右下角，若左侧先获得电导率变化则可以判断其位置在左上角。

尽管本文中较多的使用了诸如盐田、检测腔体、检测通道、电导率传感器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、选定若干个待测盐田，并将对应盐田位置进行编码；

步骤S2、通过预设在各个盐田的电导率传感器测试设置在对应盐田下方检测腔体内水溶液的电导率，得到测试数据；

步骤S3、将盐田下方检测腔体内水溶液的电导率测试数据实时传输至数据中心；

步骤S4、数据中心将获取的测试数据与预设的标准数值范围进行对比，判断是否发生渗漏；

步骤S5、当测试数据处于标准数值范围时，无需预警；当测试数据超出标准数值范围时，数据中心通过确认测试数据来源的盐田并发出预警信息。

2.根据权利要求1所述的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，其特征在于：所述电导率传感器为DFRobot电导率传感器。

3.根据权利要求1所述的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，其特征在于：所述电导率传感器通过设置在盐田周边的太阳能机构供能。

4.根据权利要求1所述的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，其特征在于，还包括以下当盐田发生渗漏时的测试数据处理方法：

步骤SS1、根据获取的测试数据得到数据变化曲线，并构建溶液电导率变化函数；

步骤SS2、将溶液电导率变化函数与预先得到的标准水溶液电导率随时间变化函数进行比较；

步骤SS3、根据比较结果进行判断是否出现渗漏以及渗漏程度，并做出预警。

5.一种基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置，其特征在于：包括在盐田下方设有检测腔体，所述检测腔体通过检测通道与外部连通，在所述检测通道连接外部的通道口上设有用于检测充满检测腔体以及检测通道内的水溶液电导率变化情况的电导率传感器。

6.根据权利要求5所述的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置，其特征在于：所述电导率传感器内设置有数据传输装置。

7.根据权利要求5所述的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警装置，其特征在于：所述检测腔体上连接有两个检测通道，所述检测通道在外部的通道口均设有电导率传感器。

8.根据权利要求7所述的基于环境物联网技术的盐田渗漏预警方法，其特征在于：所述两个检测通道均设置在盐田的对角位置。