CN113448277A - 一种排水口数字化智慧管控*** - Google Patents

Abstract

本发明属于污水监测技术领域，尤其涉及一种排水口数字化智慧管控***，包括：排水管网，用于收集城市各区域内的污水，并集中排放；监测终端，用于监测排水管网的排水情况，将采集的信号进行转换，并经由GPRS、NB‑IoT或4G网络将数字信号传输给云服务器；云服务器，用于储存与传输监测终端所采集的数据；智能监管平台，用于调取云服务器中监测终端所采集的各项数据，并将数据处理后图表化展示。通过“远程在线监测”，从而能够实时精准地发觉管网出现的客观问题，有助力于及时改善管网的维护及管理方式,进而提高管网维保的反映能力和效率，以及降低巡检和管理成本。

Description

一种排水口数字化智慧管控***

技术领域

本发明属于污水监测技术领域，尤其涉及一种排水口数字化智慧管控***。

背景技术

随着我国城镇化进程加快，每年都有大量新建管网水管通水运行。城市中有大量的排水设备，形成相应的城市排水***，排水***由检查井、排水泵站、污水处理厂、雨水口、排放口等等组成，排水设备中的检查井、雨水口、排放口等通过排水管网进行连接，日常的雨污水进入排水管网进行运输排放。

针对当前国内污水排放情况，排污口一头连着河流、湖库、海域，一头连着污染源，是打通水里和岸上的关键。然而，排污口数量多、分布散、管理难，目前对排污口的监督管理工作还比较薄弱，如果放任其随意地将污水直接排放外环境，这将影响环境质量，危害人们的健康。

公告号为CN 108840381 B的中国发明专利，其公开了一种高精度污水自动监控***，具有清理污水探头的能力，进而能够提高对污水的检测精度，然而，该***还存在一些其他问题，如缺乏智能管理以及维护等。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种排水口数字化智慧管控***，该***通过“远程在线监测”，实时精准地发觉管网出现的客观问题，以助力于及时改善管网的维护及管理方式,提高管网维保的反映能力和效率，降低巡检和管理成本。

本发明的目的是这样实现的：一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，包括：

排水管网，用于收集城市各区域内的污水，并集中排放；

监测终端，用于监测排水管网的排水情况，将采集的信号进行转换，并经由GPRS、NB-IoT或4G网络将数字信号传输给云服务器；

云服务器，用于储存与传输监测终端所采集的数据；

智能监管平台，用于调取云服务器中监测终端所采集的各项数据，并将数据处理后图表化展示。

本发明进一步设置为，所述排水管网包括：

污水总管；

污水主管，其具有若干个；

污水次管，其具有若干个；

以及污水支管，其具有若干个，且每个所述污水支管分别连向各小区排水管或村落排水管；

所述污水主管的输出端口均通向所述污水总管，每个所述污水主管上均布设有多个所述污水次管，每个所述污水次管上均布设有多个所述污水支管。

本发明进一步设置为，还包括：

污水检查井，其具有若干个；

所述污水总管上至少布设有两个污水检查井，污水总管与污水主管各连接处的上游均布设有一个污水检查井，每个污水主管上至少布设有一个污水检查井，每个污水次管上至少布设有一个污水检查井，每个污水支管上至少布设有一个污水检查井；

所述污水总管上至少有两个污水检查井内布设有所述监测终端，所述污水总管与污水主管各连接处的上游的污水检查井内均布设有所述监测终端，每个污水主管上至少有一个污水检查井内布设有所述监测终端，每个所述污水次管上至少有一个污水检查井内布设有所述监测终端，每个所述污水支管上的其中一个污水检查井内布设有所述监测终端。

本发明进一步设置为，还包括：

基本信息数据采集模块，用于采集排水管网各点位设施的基本情况，并上传于智能监管平台上；

所述智能监管平台包括：

运行信息监管模块，用于将各点位监测终端的监测项、故障上报的数据处理后，进行图表化展示，并根据需要调整数据时间区间，获取历史时序数据；

告警信息监管模块，用于将各点位上的监测终端的异常信息即时告警，告警以采用短信方式进行报送；

以及地理信息监管模块，用于将各点位上的监测终端在地图上进行标注展示。

本发明进一步设置为，所述监测终端包括：

支撑架，设置于所述污水检查井的内壁上方；

防护外壳，设置于所述支撑架上，对探测器进行固定以及防护；

以及探测器，设置于所述防护外壳上，用于对下方的污水进行检测；

所述探测器包括：

水位传感探头，用于检测污水检查井内的污水水位并将检测信息发送给控制模块；

水流量传感探头，用于检测污水检查井内的污水流速并将检测信息发送给控制模块；

水质传感探头，用于检测污水检查井内的污水水质并将检测信息发送给控制模块；

控制模块，包括将收集到的信息转换成数字信号后通过通讯天线向云服务器发送；

以及电源，密封设置于所述防护外壳内，并对水位传感探头、水流量传感探头、水质传感探头以及控制模块进行供电。

本发明进一步设置为，所述水位传感探头为非接触式的超声波液位计探头；

所述探测器还包括：

探杆，设置于污水检查井的污水液面下，所述水流量传感探头和水质传感探头均位于探杆上，并与探杆内的电路板电连接，所述探杆与所述电源之间通过线缆相连；

卷绕装置，设置于防护外壳内，用于将所述探杆上的线缆进行放卷或收卷，以增大或缩小探杆在污水内的深度；

以及伸缩杆，竖直设置以限制竖向的所述探杆沿水平方向进行移动；

所述卷绕装置包括第一电机、第一减速器、传动轴以及卷线辊，所述第一电机、第一减速器和传动轴通过联轴器依次相连，所述卷线辊套设于传动轴上，且二者键连接；所述线缆的上部分卷绕于所述卷线辊上，且线缆的伸出部分先固定于卷线辊上后插接于电源上，所述第一电机由所述控制模块控制；

所述伸缩杆分为第一杆体和第二杆体，所述第一杆体的上端设置于所述防护外壳底部，所述第二杆体的下端设置于所述探杆上端，所述第一杆体的底部有沿其长度方向开设的滑槽，所述第二杆体的上部分滑动设置于该滑槽内；

所述控制模块控制水质传感探头以一定频率进行双点位检测，以检测不同深度的污水水质，即在浅水点位检测后，进行深水点位检测，之后以一定频率重复上述步骤；

所述控制模块的控制方法如下，

初始状态下，探杆上的水质传感探头位于浅水点位处，当水质传感探头进行水质检测并将信号发送给控制模块后，控制模块启动第一电机，卷线辊将线缆进行放卷，使得探杆及水质传感探头下移，在达到深水点位后停止，随后水质传感探头继续进行检测并将检测信号发送给控制模块，控制模块在将收集的信号发送给云服务器的同时，再次启动第一电机，使卷线辊对线缆进行卷绕，使探杆及水质传感探头复位。

本发明进一步设置为，所述卷绕装置还包括：

锁紧结构，用于将所述卷线辊锁止以限制其转动；

所述锁紧结构包括第一锁止齿轮、第二锁止齿轮、安装座、调节杆、锁止弹簧、永磁铁以及电磁铁；所述第一锁止齿轮设置于所述传动轴上，且位于卷线辊与第一减速器之间，所述安装座固定于第一减速器的外壳上，所述安装座内具有装配腔，所述装配腔内有滑动设置的滑块，所述调节杆一端固定于所述滑块上，另一端穿过并伸出所述安装座，所述第二锁止齿轮固定于所述调节杆的伸出端上，所述锁止弹簧设置于所述装配腔内，且一端抵紧于滑块，另一端抵紧于装配腔的内壁，所述永磁铁设置于所述滑块上，所述电磁铁设置于所述装配腔内壁上且正对于永磁铁，所述电磁铁与所述电池电连接，且由所述控制模块控制；

常态下，所述锁止弹簧推动所述调节杆、第二锁止齿轮向第一锁止齿轮移动，并使第二锁止齿轮齿合在第一锁止齿轮上，限制第一锁止齿轮转动；

在所述控制模块启动电磁铁的电磁线圈上的电流后，使得电磁铁具有磁力，该磁力对永磁铁进行排斥，使所述第二锁止齿轮脱离第一锁止齿轮。

本发明进一步设置为，所述探测器还包括：

张力检测装置，用于检测述探杆上的线缆的张紧程度，并将检测的张力信号转换后发送给控制模块；

设定张力检测装置所检测到的张力值为F’，预设的最大阈值为Fmax，最小阈值为Fmin，

当Fmin≤F’≤Fmax时，表明线缆的张紧程度正常，探杆、水流量传感探头及水质传感探头表面无异常；

当F’＜Fmin时，表明线缆的张紧程度不正常，探杆在向深水点位移动过程中，被阻碍，此时控制模块控制第一电机反向转动，使探杆上移；若张力F’在探杆上移到浅水点位过程中，逐渐恢复到正常，则控制控制模块通过通讯天线向云服务器发送“深水点位无法检测，请及时抢修”字样的告警信息；若张力F’在探杆上移到浅水点位过程中，逐渐增大到大于Fmax时，表明探杆、水流量传感探头及水质传感探头表面有异常，则控制模块通过通讯天线向云服务器发送“探杆、水流量传感探头及水质传感探头表面有异物，检测信息不完全准确，请及时清理”字样的告警信息；

当F’＞Fmax时，表明线缆的张紧程度不正常,控制模块通过通讯天线向云服务器发送“探杆、水流量传感探头及水质传感探头表面有异物，检测信息不完全准确，请及时清理”字样的告警信息。

本发明进一步设置为，所述探测器还包括：

第一清理装置，用于清理探杆表面的异物；

所述第一清理装置包括第二电机、第二减速器、传动齿轮以及弧形传统齿条；所述第二电机由所述控制模块控制，所述第二电机、第二减速器以及传动齿轮依次相连，并设置于所述防护外壳内，所述第一杆体的上部分通过轴承转动设置于所述防护外壳上，所述第一杆体与第二杆体之间通过键进行连接，所述第一杆体的上端伸入到防护外壳内，所述弧形传统齿条设置于所述第一杆体的上端并与传动齿轮相齿合。

本发明进一步设置为，所述探杆下端设置有盖合于所述水流量传感探头、水质传感探头上的防护帽；所述防护帽上开设有

进水槽口，位于防护帽的侧壁上，且位于上游的侧下位置，用于将外界的污水向防护帽内导流；

出水槽口，位于防护帽的底部，用于将防护帽内的污水向外排出；

以及检测槽口，位于防护帽的侧壁上，且位于上游的中上位置，用于将外界的污水向所述水流量传感探头、水质传感探头上导流；

所述探测器还包括：

第二清理装置，设置于所述防护帽内，以用于清理水流量传感探头、水质传感探头表面异物；

所述第二清理装置包括：

导流叶轮，水平且轴向转动的设置于所述水流量传感探头、水质传感探头的正下方，且所述进水槽口正对于所述导流叶轮的侧端，出水槽口位于所述导流叶轮的正下方；

以及清洗刷板，沿所述导流叶轮的径向方向竖直设置，且所述清洗刷板上端面上的刷毛抵紧在水流量传感探头以及水质传感探头上；

在污水穿过进水槽口，并流向导流叶轮后，推动导流叶轮进行转动，并同时带动清洗刷板进行转动，对水流量传感探头、水质传感探头进行旋转刷洗，污水在经过导流叶轮后从下方的出水端口排出；

其中，所述检测槽口的内端口下侧还设置有防止污水从检测口直接流向导流叶轮的上游叶片上的挡板。

本发明的有益效果是：

1、将监测终端安装在排水管网的各节点内，监测终端对各节点内的污水进行检测，通过智能监管平台来调取云服务器内存储的监测信息，并显示在平台上，从而实现对排水管网各节点的实时监测。通过“远程在线监测”，从而能够实时精准地发觉管网出现的客观问题，有助力于及时改善管网的维护及管理方式,进而提高管网维保的反映能力和效率，以及降低巡检和管理成本。

2、本发明设置有卷绕装置，通过卷绕装置对探杆上的线缆进行放卷和收卷，从而使探杆能够上下移动，进而改变水质传感探头的检测深度。

3、由于污水检查井内的污水内会存在较多的淤泥或其他杂物，当淤泥或其他杂物附着在探杆上的水流量传感探头及水质传感探头上时，容易导致检测的数据不准，为此设置有张力检测装置。

4、在探杆上附着有淤泥或其他杂物时，若不尽快处理，则探杆上会逐渐附着越来越多的异物，在达到一定量后，不仅会影响卷绕装置的运行，而且还会影响水流量传感探头、水质传感探头，为此设置有可自动清理探杆的第一清理装置。

5、通过设置防护帽能够减少水流量传感探头、水质传感探头上的异物，当然较为脏乱的节点，污水内的杂物还是会通过进水槽口流入到水流量传感探头、水质传感探头上，在长时间后，还是会影响污水的检测精度。为此本实施例的探测器还包括：第二清理装置，设置于防护帽内，以用于清理水流量传感探头、水质传感探头表面异物。

附图说明

图1是本发明的连接控制框图；

图2是本发明排水管网的示意图；

图3是本发明监测终端安装于污水检查井内的结构示意图；

图4是本发明探测器各元器件的连接框图；

图5是本发明防护外壳的内部结构示意图；

图6是图5中A处的放大图；

图7是本发明探杆的结构示意图；

图8是本发明防护帽的内部示意图；

图9是本发明防护帽的内部示意图；

图中附图标记为：100、排水管网；101、污水总管；102、污水主管；103、污水次管；104、污水支管；200、监测终端；210、支架；220、防护外壳；230、探测器；231、水位传感探头；232、水流量传感探头；233、水质传感探头；234、控制模块；235、电源；236、探杆；2361、防护帽；2362、进水槽口；2363、出水槽口；2364、检测槽口；2365、第一进水槽；2366、第二进水槽；2367、第一电磁通断阀；2368、第二电磁通断阀；237、卷绕装置；2371、第一电机；2372、第一减速器；2373、传动轴；2374、卷线辊；238、锁紧结构；2381、第一锁止齿轮；2382、第二锁止齿轮；2383、安装座；2384、调节杆；2385、锁止弹簧；2386、永磁铁；2387、电磁铁；2388、滑块；239、张力检测装置；240、第一清理装置；2401、第二电机；2402、第二减速器；2403、传动齿轮；2404、弧形传统齿条；241、第二清理装置；2411、导流叶轮；2412、清洗刷板；2413、挡板；2414、导流管道；242、伸缩杆；2421、第一杆体；2422、第二杆体；300、云服务器；400、智能监管平台；401、运行信息监管模块；402、告警信息监管模块；403、地理信息监管模块；500、污水检查井；600、基本信息数据采集模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

需要说明的是，在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

实施例1：

如图1所示，一种排水口数字化智慧管控***，其中，包括：

排水管网100，用于收集城市各区域内的污水，并集中排放；

监测终端200，用于监测排水管网100的排水情况，将采集的信号进行转换，并经由GPRS、NB-IoT或4G网络将数字信号传输给云服务器300；

云服务器300，用于储存与传输监测终端200所采集的数据；

以及智能监管平台400，用于调取云服务器300中监测终端200所采集的各项数据，并将数据处理后图表化展示。

将监测终端200安装在排水管网100的各节点内，监测终端200对各节点内的污水进行检测，通过智能监管平台400来调取云服务器300内存储的监测信息，并显示在平台上，从而实现对排水管网100各节点的实时监测。通过“远程在线监测”，从而能够实时精准地发觉管网出现的客观问题，有助力于及时改善管网的维护及管理方式,进而提高管网维保的反映能力和效率，以及降低巡检和管理成本。

如图2所示，本实施例中的排水管网100包括：

污水总管101；污水主管102，其具有若干个；污水次管103，其具有若干个；以及污水支管104，其具有若干个，且每个污水支管104分别连向各小区排水管或村落排水管；

污水主管102的输出端口均通向污水总管101，每个污水主管102上均布设有多个污水次管103，每个污水次管103上均布设有多个污水支管104。

通过污水支管104将各小区及村落排水管进行相连，使得各小区及村落的污水流向污水支管104，然后污水支管104接入到污水次管103上，污水次管103接入到污水主管102上，最后污水主管102接入到污水总管101上，通过逐级排放，从而实现整个城市的排水。

本实施例中还包括：

污水检查井500，其具有若干个；

污水总管101上至少布设有两个污水检查井500，污水总管101与污水主管102各连接处的上游均布设有一个污水检查井500，每个污水主管102上至少布设有一个污水检查井500，每个污水次管103上至少布设有一个污水检查井500，每个污水支管104上至少布设有一个污水检查井500；

污水总管101上至少有两个污水检查井500内布设有监测终端200，污水总管101与污水主管102各连接处的上游的污水检查井500内均布设有监测终端200，每个污水主管102上至少有一个污水检查井500内布设有监测终端200，每个污水次管103上至少有一个污水检查井500内布设有监测终端200，每个污水支管104上的其中一个污水检查井500内布设有监测终端200。

为能够对排水管网100进行检修，因此还设置有污水检查井500(即窑井)，为能够对排水管网100进行全方位检测，以及全方位的污水监测，为此将监测终端200进行了上述的布设，该布设不仅全面，而且还最大程度的提高了监测终端200的利用率，即对于同一个污水支管104，只需布置一个监测终端200即可，布置过多只会增加运营成本，而无法带来质的变化，当然，对于一些重要节点，例如流量大的位置，在邻近的污水检查井500内分别布置。

如图1所示，为能够进一步提高智能管控效果，为此本实施例还包括：

基本信息数据采集模块600，用于采集排水管网100各点位设施的基本情况，并上传于智能监管平台400上；

智能监管平台400包括：

运行信息监管模块401，用于将各点位监测终端200的监测项、故障上报的数据处理后，进行图表化展示，并根据需要调整数据时间区间，获取历史时序数据；

告警信息监管模块402，用于将各点位上的监测终端200的异常信息即时告警，告警以采用短信方式进行报送；

以及地理信息监管模块403，用于将各点位上的监测终端200在地图上进行标注展示。

通过基本信息数据采集模块600来采集排水管网100各节点的信息，例如该节点的地理位置，该节点的产品型号，安装时间，以及维修时间等等，可通过人工上传的方式进行数据采集，通过这些数据，以便于后序的管理。

对于智能监管平台400而言，通过增设运行信息监管模块401、告警信息监管模块402以及以及地理信息监管模块403等功能，从而实现对排水管网100的精准管控。

如图3、图4和图5所示，本实施例中，监测终端200包括：

支撑架，设置于污水检查井500的内壁上方；

防护外壳220，设置于支撑架上，对探测器230进行固定以及防护；

以及探测器230，设置于防护外壳220上，用于对下方的污水进行检测；

探测器230包括：

水位传感探头231，用于检测污水检查井500内的污水水位并将检测信息发送给控制模块234；

水流量传感探头232，用于检测污水检查井500内的污水流速并将检测信息发送给控制模块234；

水质传感探头233，用于检测污水检查井500内的污水水质并将检测信息发送给控制模块234；

控制模块234，包括将收集到的信息转换成数字信号后通过通讯天线向云服务器300发送；

以及电源235，密封设置于防护外壳220内，并对水位传感探头231、水流量传感探头232、水质传感探头233以及控制模块234进行供电。

通过水位传感探头231来检测污水的水位信息，通过该信息可判断，各节点是否水位正常，是否存在管道堵塞，或是是否因雨天，管道难以快速排水等问题。

通过水流量传感探头232来检测污水的水流速信息，通过该信息以及结合水位信息，来判断，各节点是否能够正常排水，或者是某节点的存在排水异常增多等问题。

通过水质传感探头233来检测污水的水质情况，从而判断某节点是否存在污水不达标的问题，进而对该节点所对应的源头进行查处。

对于各探头的供电而言，可采用高密度12V电池进行供电，为避免需要经常进行充电，为此，对于一些环境较好的节点，例如污水检查井500的上方阳光照射充足等，可增设太阳板，通过太阳板进行发电。

在本实施例中，水位传感探头231为非接触式的超声波液位计探头；超声波液位计的探头是产生超声波和接收其回波的一种传感器，由高频电脉冲激励超声探头产生超声波，通过反射回来的超声能量，实现水位的检测。

实施例2：

本实施例提供了一种排水口数字化智慧管控***，除了包括上述技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图3、图4和图5所示，本实施例中的探测器230还包括：

探杆236，设置于污水检查井500的污水液面下，水流量传感探头232和水质传感探头233均位于探杆236上，并与探杆236内的电路板电连接，探杆236与电源235之间通过线缆相连；

卷绕装置237，设置于防护外壳220内，用于将探杆236上的线缆进行放卷或收卷，以增大或缩小探杆236在污水内的深度；

以及伸缩杆242，竖直设置以限制竖向的探杆236沿水平方向进行移动；

卷绕装置237包括第一电机2371、第一减速器2372、传动轴2373以及卷线辊2374，第一电机2371、第一减速器2372和传动轴2373通过联轴器依次相连，卷线辊2374套设于传动轴2373上，且二者键连接；线缆的上部分卷绕于卷线辊2374上，且线缆的伸出部分先固定于卷线辊2374上后插接于电源235上，第一电机2371由控制模块234控制；

伸缩杆242分为第一杆体2421和第二杆体2422，第一杆体2421的上端设置于防护外壳220底部，第二杆体2422的下端设置于探杆236上端，第一杆体2421的底部有沿其长度方向开设的滑槽，第二杆体2422的上部分滑动设置于该滑槽内。

为能够对污水流速以及水质进行检测，为此需要将水流量传感探头232、水质传感探头233伸入到水下，本发明通过设置探杆236，并将两探头设置在探杆236的下端，并将探杆236伸入到水下，从而达到检测的目的。

在实验过程中发现，对于不同水深的水质传感探头233，其检测到的水质情况也不相同，为能够对污水水质检测更为精准，为此，本发明设置有卷绕装置237，通过卷绕装置237对探杆236上的线缆进行放卷和收卷，从而使探杆236能够上下移动，进而改变水质传感探头233的检测深度。

该技术方案是这样实现的：

通过控制模块234来控制卷绕装置237，从而使得水质传感探头233向上或向下移动，使得水质传感探头233会进行双点位检测，以检测不同深度的污水水质，即在浅水点位检测后，进行深水点位检测，之后以一定频率重复上述步骤。

对于控制模块234的控制方法具体如下，

在初始状态下，探杆236上的水质传感探头233是位于浅水点位处的，当水质传感探头233进行水质检测并将信号发送给控制模块234后，控制模块234在将收集的信号发送给云服务器300的同时，启动第一电机2371，第一电机2371在第一减速器2372的降速后，作用于卷线辊2374上，使得卷线辊2374开始转动，卷线辊2374将线缆进行放卷，使得探杆236及水质传感探头233下移，与此同时伸缩杆242进行伸长，在达到深水点位后停止，随后水质传感探头233继续进行检测并将检测信号发送给控制模块234，控制模块234在将收集的信号发送给云服务器300的同时，再次启动第一电机2371，使卷线辊2374对线缆进行卷绕，使探杆236及水质传感探头233复位，从而实现不同水深的水质检测。

对于本申请中的伸缩杆242而言，是用于对探杆236进行支撑的，使其能够一直处于竖直状态，在第一杆体2421上开设滑槽，使第二杆体2422在第一杆体2421上滑动，可避免出现堵塞，造成第二杆体2422无法滑动。

实施例3：

本实施例提供了一种排水口数字化智慧管控***，除了包括上述技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图5和图6所示，本实施例中的卷绕装置237还包括：

锁紧结构238，用于将卷线辊2374锁止以限制其转动；

锁紧结构238包括第一锁止齿轮2381、第二锁止齿轮2382、安装座2383、调节杆2384、锁止弹簧2385、永磁铁2386以及电磁铁2387；第一锁止齿轮2381设置于传动轴2373上，且位于卷线辊2374与第一减速器2372之间，安装座2383固定于第一减速器2372的外壳上，安装座2383内具有装配腔，装配腔内有滑动设置的滑块2388，调节杆2384一端固定于滑块2388上，另一端穿过并伸出安装座2383，第二锁止齿轮2382固定于调节杆2384的伸出端上，锁止弹簧2385设置于装配腔内，且一端抵紧于滑块2388，另一端抵紧于装配腔的内壁，永磁铁2386设置于滑块2388上，电磁铁2387设置于装配腔内壁上且正对于永磁铁2386，电磁铁2387与电池电连接，且由控制模块234控制。

由于探杆236以及线缆会对卷线辊2374有个向下的拉力，该拉力会导致第一减速器2372的输出轴发生转动，因此在探杆236达到最低点或最高点位时，需要将第一电机2371锁止，以避免探杆236继续移动，目前的一些电机锁紧装置均是在通电的状态下才能进行，导致待机耗电量大，为此本申请提供了一种锁紧结构238，该锁紧结构238可在通电下打开，在断电下锁紧，非常方便，而且结构简单，实用性强。

锁紧结构238的具体控制如下，

常态下，即第一电机2371关闭的同时，锁紧结构238需要进行锁紧，以避免卷线辊2374转动，首先锁止弹簧2385处于压缩状态，通过其弹性势能推动调节杆2384、第二锁止齿轮2382向第一锁止齿轮2381移动，在第二锁止齿轮2382移动到第一锁止齿轮2381上后，二者进行齿合，由于第二锁止齿轮2382无法轴向转动，从而使得第一锁止齿轮2381也无法转动，进而达到对第一锁止齿轮2381进行限定的目的，其中对于第一锁止齿轮2381和第二锁止齿轮2382可采用伞状齿轮，采用伞状的齿轮可提高二者的接触面，进而到达更为稳固的目的。

在控制模块234开启第一电机2371的同时，需要将锁紧结构238打开，因此控制模块234启动电磁铁2387的电磁线圈上的电流，使得使得电磁铁2387具有磁力，该磁力与永磁铁2386上的磁力相斥，对永磁铁2386进行排斥，使得滑块2388向远离电磁铁2387方向移动，进而使得调节杆2384上的第二锁止齿轮2382逐渐脱离第一锁止齿轮2381，使第一锁止齿轮2381恢复自由状态，进而使传动轴2373能够自由转动。

实施例4：

本实施例提供了一种排水口数字化智慧管控***，除了包括上述技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图4所示，本实施例的探测器230还包括：

张力检测装置239，用于检测述探杆236上的线缆的张紧程度，并将检测的张力信号转换后发送给控制模块234。

由于污水检查井500内的污水内会存在较多的淤泥或其他杂物，当淤泥或其他杂物附着在探杆236上的水流量传感探头232及水质传感探头233上时，容易导致检测的数据不准，为此设置有张力检测装置239，张力检测装置239可设置在防护外壳220内部。

通过设定张力检测装置239所检测到的张力值为F’，预设的最大阈值为Fmax，最小阈值为Fmin，

当Fmin≤F’≤Fmax时，表明线缆的张紧程度正常，探杆236、水流量传感探头232及水质传感探头233表面无异常；

当F’＜Fmin时，表明线缆的张紧程度不正常，探杆236在向深水点位移动过程中，被阻碍，此时控制模块234控制第一电机2371反向转动，使探杆236上移；若张力F’在探杆236上移到浅水点位过程中，逐渐恢复到正常，则控制控制模块234通过通讯天线向云服务器300发送“深水点位无法检测，请及时抢修”字样的告警信息；若张力F’在探杆236上移到浅水点位过程中，逐渐增大到大于Fmax时，表明探杆236、水流量传感探头232及水质传感探头233表面有异常，则控制模块234通过通讯天线向云服务器300发送“探杆236、水流量传感探头232及水质传感探头233表面有异物，检测信息不完全准确，请及时清理”字样的告警信息；

当F’＞Fmax时，表明线缆的张紧程度不正常,控制模块234通过通讯天线向云服务器300发送“探杆236、水流量传感探头232及水质传感探头233表面有异物，检测信息不完全准确，请及时清理”字样的告警信息。

实施例4：

本实施例提供了一种排水口数字化智慧管控***，除了包括上述技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图5和图6所示，本实施例的探测器230还包括：

第一清理装置240，用于清理探杆236表面的异物；

第一清理装置240包括第二电机2401、第二减速器2402、传动齿轮2403以及弧形传统齿条2404；第二电机2401由控制模块234控制，第二电机2401、第二减速器2402以及传动齿轮2403依次相连，并设置于防护外壳220内，第一杆体2421的上部分通过轴承转动设置于防护外壳220上，第一杆体2421与第二杆体2422之间通过键进行连接，第一杆体2421的上端伸入到防护外壳220内，弧形传统齿条2404设置于第一杆体2421的上端并与传动齿轮2403相齿合。

在探杆236上附着有淤泥或其他杂物时，若不尽快处理，则探杆236上会逐渐附着越来越多的异物，在达到一定量后，不仅会影响卷绕装置237的运行，而且还会影响水流量传感探头232、水质传感探头233，为此设置有可自动清理探杆236的第一清理装置240。

第一清理装置240主要由第二电机2401、第二减速器2402、传动齿轮2403以及弧形传统齿条2404组成，通过控制器来控制第二电机2401转动，从而带动第二减速器2402、传动齿轮2403以及弧形传动齿条转动，由于弧形传动齿条是固定在第一杆体2421的上端的，因此第一杆体2421会进行转动，第一杆体2421与第二杆体2422是键连接，因此第一杆体2421和第二杆体2422同步转动，进而带动探杆236也进行转动，通过旋转的方式将探杆236上的异物去除；为避免探杆236转动时与其上的线缆发生干涉，为此，采用来回摆动的方式进行清理异物。

第一清理装置240的具体控制方法具体如下，

当张力检测装置239所检测到的张力值F’＞Fmax时，控制模块234启动第二电机2401正反转动，第二电机2401带动第二减速器2402及传动齿轮2403进行正反转动，进而带动与弧形传动齿条相连的第一杆体2421来回转动，第一杆体2421带动第二杆体2422来回转动，并带动探杆236进行摆动；

若在t时间段后，当张力检测装置239所检测到的张力值F’恢复到正常值则，控制模块234控制第二电机2401关闭，控制模块234向服务器发送的告警信息显示“探杆236表面正常”；

若在t时间段后，当张力检测装置239所检测到的张力值F’还是处于异常，则控制模块234控制第二电机2401关闭，控制模块234向服务器发送的告警信息显示“探杆236表面有异物，且第一清理装置240无法清理，请及时人工清理”。

实施例5：

本实施例提供了一种排水口数字化智慧管控***，除了包括上述技术特征外，本实施例还包括以下技术特征。

如图7、图8和图9所示，本实施例的探杆236下端设置有盖合于水流量传感探头232、水质传感探头233上的防护帽2361；防护帽2361上开设有

进水槽口2362，位于防护帽2361的侧壁上，且位于上游的侧下位置，用于将外界的污水向防护帽2361内导流；

出水槽口2363，位于防护帽2361的底部，用于将防护帽2361内的污水向外排出；

以及检测槽口2364，位于防护帽2361的侧壁上，且位于上游的中上位置，用于将外界的污水向水流量传感探头232、水质传感探头233上导流。

通过设置防护帽2361能够减少水流量传感探头232、水质传感探头233上的异物，当然较为脏乱的节点，污水内的杂物还是会通过进水槽口2362流入到水流量传感探头232、水质传感探头233上，在长时间后，还是会影响污水的检测精度。

为此本实施例的探测器230还包括：第二清理装置241，设置于防护帽2361内，以用于清理水流量传感探头232、水质传感探头233表面异物。

第二清理装置241包括：

导流叶轮2411，水平且轴向转动的设置于水流量传感探头232、水质传感探头233的正下方，且进水槽口2362正对于导流叶轮2411的侧端，出水槽口2363位于导流叶轮2411的正下方；

以及清洗刷板2412，沿导流叶轮2411的径向方向竖直设置，且清洗刷板2412上端面上的刷毛抵紧在水流量传感探头232以及水质传感探头233上；

在污水穿过进水槽口2362，并流向导流叶轮2411后，推动导流叶轮2411进行转动，并同时带动清洗刷板2412进行转动，对水流量传感探头232、水质传感探头233进行旋转刷洗，污水在经过导流叶轮2411后从下方的出水端口排出；

其中，检测槽口2364的内端口下侧还设置有防止污水从检测槽口2364直接流向导流叶轮2411的上游叶片上的挡板2413，如图8所示，挡板2413呈半圆弧状，并环绕导流叶轮2411设置。

导流叶轮2411上的叶片是沿其外壁上周向均匀分布，当污水通过进水槽口2362流入到导流叶轮2411上的叶片上后，会推动叶片进行转动，从而使得整个导流叶轮2411转动起来，在导流叶轮2411转动的过程中，通过其上端面的清洗刷板2412对水流量传感探头232、水质传感探头233进行刷洗，从而达到实时清理的目的，为避免导流叶轮2411的转动影响水流量传感探头232的检测效果，因此也是将进水流口进行了区分，即分别设置有进水槽口2362以及检测槽口2364。

当然，为能够达到最佳的清理效果，为此设置有两个进水槽口2362有两个，如图9所示，并分别为第一进水槽2365和第二进水槽2366，并沿竖直方向对称设置于防护帽2361的上游侧面上，第一进水槽2365、第二进水槽2366的内端口上分别设置有通向导流叶轮2411两侧的导流管道2414，第一进水槽2365和第二进水槽2366内还分别设置有第一电磁通断阀2367和第二电磁通断阀2368，如图4所示，通过控制模块234以一定频率控制第一电磁通断阀2367、第二电磁通断阀2368的通断状况，以将第一进水槽2365开启、第二进水槽2366关闭，或第一进水槽2365关闭、第二进水槽2366开启。

通过控制模块234以一定频率控制第一电磁通断阀2367、第二电磁通断阀2368的通断状况，从而使得污水以周期性的从第一进水槽2365或第二进水槽2366流入到防护帽2361内，从而使得导流叶轮2411进行不同方向的转动，进而实现对水流量传感探头232、水质传感探头233来回的刷洗，提高清洗效果。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，包括：

排水管网(100)，用于收集城市各区域内的污水，并集中排放；

监测终端(200)，用于监测排水管网(100)的排水情况，将采集的信号进行转换，并经由GPRS、NB-IoT或4G网络将数字信号传输给云服务器(300)；

云服务器(300)，用于储存与传输监测终端(200)所采集的数据；

智能监管平台(400)，用于调取云服务器(300)中监测终端(200)所采集的各项数据，并将数据处理后图表化展示。

2.根据权利要求1所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，所述排水管网(100)包括：

污水总管(101)；

污水主管(102)，其具有若干个；

污水次管(103)，其具有若干个；

以及污水支管(104)，其具有若干个，且每个所述污水支管(104)分别连向各小区排水管或村落排水管；

所述污水主管(102)的输出端口均通向所述污水总管(101)，每个所述污水主管(102)上均布设有多个所述污水次管(103)，每个所述污水次管(103)上均布设有多个所述污水支管(104)。

3.根据权利要求2所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，还包括：

污水检查井(500)，其具有若干个；

所述污水总管(101)上至少布设有两个污水检查井(500)，污水总管(101)与污水主管(102)各连接处的上游均布设有一个污水检查井(500)，每个污水主管(102)上至少布设有一个污水检查井(500)，每个污水次管(103)上至少布设有一个污水检查井(500)，每个污水支管(104)上至少布设有一个污水检查井(500)；

所述污水总管(101)上至少有两个污水检查井(500)内布设有所述监测终端(200)，所述污水总管(101)与污水主管(102)各连接处的上游的污水检查井(500)内均布设有所述监测终端(200)，每个污水主管(102)上至少有一个污水检查井(500)内布设有所述监测终端(200)，每个所述污水次管(103)上至少有一个污水检查井(500)内布设有所述监测终端(200)，每个所述污水支管(104)上的其中一个污水检查井(500)内布设有所述监测终端(200)。

4.根据权利要求3所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，还包括：

基本信息数据采集模块(600)，用于采集排水管网(100)各点位设施的基本情况，并上传于智能监管平台(400)上；

所述智能监管平台(400)包括：

运行信息监管模块(401)，用于将各点位监测终端(200)的监测项、故障上报的数据处理后，进行图表化展示，并根据需要调整数据时间区间，获取历史时序数据；

告警信息监管模块(402)，用于将各点位上的监测终端(200)的异常信息即时告警，告警以采用短信方式进行报送；

以及地理信息监管模块(403)，用于将各点位上的监测终端(200)在地图上进行标注展示。

5.根据权利要求3或4所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，所述监测终端(200)包括：

支架(210)，设置于所述污水检查井(500)的内壁上方；

防护外壳(220)，设置于所述支架(210)上，对探测器(230)进行固定以及防护；

以及探测器(230)，设置于所述防护外壳(220)上，用于对下方的污水进行检测；

所述探测器(230)包括：

水位传感探头(231)，用于检测污水检查井(500)内的污水水位并将检测信息发送给控制模块(234)；

水流量传感探头(232)，用于检测污水检查井(500)内的污水流速并将检测信息发送给控制模块(234)；

水质传感探头(233)，用于检测污水检查井(500)内的污水水质并将检测信息发送给控制模块(234)；

控制模块(234)，包括将收集到的信息转换成数字信号后通过通讯天线向云服务器(300)发送；

以及电源(235)，密封设置于所述防护外壳(220)内，并对水位传感探头(231)、水流量传感探头(232)、水质传感探头(233)以及控制模块(234)进行供电。

6.根据权利要求5所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，所述水位传感探头(231)为非接触式的超声波液位计探头；

所述探测器(230)还包括：

探杆(236)，设置于污水检查井(500)的污水液面下，所述水流量传感探头(232)和水质传感探头(233)均位于探杆(236)上，并与探杆(236)内的电路板电连接，所述探杆(236)与所述电源(235)之间通过线缆相连；

卷绕装置(237)，设置于防护外壳(220)内，用于将所述探杆(236)上的线缆进行放卷或收卷，以增大或缩小探杆(236)在污水内的深度；

以及伸缩杆(242)，竖直设置以限制竖向的所述探杆(236)沿水平方向进行移动；

所述卷绕装置(237)包括第一电机(2371)、第一减速器(2372)、传动轴(2373)以及卷线辊(2374)，所述第一电机(2371)、第一减速器(2372)和传动轴(2373)通过联轴器依次相连，所述卷线辊(2374)套设于传动轴(2373)上，且二者键连接；所述线缆的上部分卷绕于所述卷线辊(2374)上，且线缆的伸出部分先固定于卷线辊(2374)上后插接于电源(235)上，所述第一电机(2371)由所述控制模块(234)控制；

所述伸缩杆(242)分为第一杆体(2421)和第二杆体(2422)，所述第一杆体(2421)的上端设置于所述防护外壳(220)底部，所述第二杆体(2422)的下端设置于所述探杆(236)上端，所述第一杆体(2421)的底部有沿其长度方向开设的滑槽，所述第二杆体(2422)的上部分滑动设置于该滑槽内；

所述控制模块(234)控制水质传感探头(233)以一定频率进行双点位检测，以检测不同深度的污水水质，即在浅水点位检测后，进行深水点位检测，之后以一定频率重复上述步骤；

所述控制模块(234)的控制方法如下，

初始状态下，探杆(236)上的水质传感探头(233)位于浅水点位处，当水质传感探头(233)进行水质检测并将信号发送给控制模块(234)后，控制模块(234)启动第一电机(2371)，卷线辊(2374)将线缆进行放卷，使得探杆(236)及水质传感探头(233)下移，在达到深水点位后停止，随后水质传感探头(233)继续进行检测并将检测信号发送给控制模块(234)，控制模块(234)在将收集的信号发送给云服务器(300)的同时，再次启动第一电机(2371)，使卷线辊(2374)对线缆进行卷绕，使探杆(236)及水质传感探头(233)复位。

7.根据权利要求6所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，所述卷绕装置(237)还包括：

锁紧结构(238)，用于将所述卷线辊(2374)锁止以限制其转动；

所述锁紧结构(238)包括第一锁止齿轮(2381)、第二锁止齿轮(2382)、安装座(2383)、调节杆(2384)、锁止弹簧(2385)、永磁铁(2386)以及电磁铁(2387)；所述第一锁止齿轮(2381)设置于所述传动轴(2373)上，且位于卷线辊(2374)与第一减速器(2372)之间，所述安装座(2383)固定于第一减速器(2372)的外壳上，所述安装座(2383)内具有装配腔，所述装配腔内有滑动设置的滑块(2388)，所述调节杆(2384)一端固定于所述滑块(2388)上，另一端穿过并伸出所述安装座(2383)，所述第二锁止齿轮(2382)固定于所述调节杆(2384)的伸出端上，所述锁止弹簧(2385)设置于所述装配腔内，且一端抵紧于滑块(2388)，另一端抵紧于装配腔的内壁，所述永磁铁(2386)设置于所述滑块(2388)上，所述电磁铁(2387)设置于所述装配腔内壁上且正对于永磁铁(2386)，所述电磁铁(2387)与所述电池电连接，且由所述控制模块(234)控制；

常态下，所述锁止弹簧(2385)推动所述调节杆(2384)、第二锁止齿轮(2382)向第一锁止齿轮(2381)移动，并使第二锁止齿轮(2382)齿合在第一锁止齿轮(2381)上，限制第一锁止齿轮(2381)转动；

在所述控制模块(234)启动电磁铁(2387)的电磁线圈上的电流后，使得电磁铁(2387)具有磁力，该磁力对永磁铁(2386)进行排斥，使所述第二锁止齿轮(2382)脱离第一锁止齿轮(2381)。

8.根据权利要求7所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，所述探测器(230)还包括：

张力检测装置(239)，用于检测述探杆(236)上的线缆的张紧程度，并将检测的张力信号转换后发送给控制模块(234)；

设定张力检测装置(239)所检测到的张力值为F’，预设的最大阈值为Fmax，最小阈值为Fmin，

当Fmin≤F’≤Fmax时，表明线缆的张紧程度正常，探杆(236)、水流量传感探头(232)及水质传感探头(233)表面无异常；

当F’＜Fmin时，表明线缆的张紧程度不正常，探杆(236)在向深水点位移动过程中，被阻碍，此时控制模块(234)控制第一电机(2371)反向转动，使探杆(236)上移；若张力F’在探杆(236)上移到浅水点位过程中，逐渐恢复到正常，则控制控制模块(234)通过通讯天线向云服务器(300)发送“深水点位无法检测，请及时抢修”字样的告警信息；若张力F’在探杆(236)上移到浅水点位过程中，逐渐增大到大于Fmax时，表明探杆(236)、水流量传感探头(232)及水质传感探头(233)表面有异常，则控制模块(234)通过通讯天线向云服务器(300)发送“探杆(236)、水流量传感探头(232)及水质传感探头(233)表面有异物，检测信息不完全准确，请及时清理”字样的告警信息；

当F’＞Fmax时，表明线缆的张紧程度不正常,控制模块(234)通过通讯天线向云服务器(300)发送“探杆(236)、水流量传感探头(232)及水质传感探头(233)表面有异物，检测信息不完全准确，请及时清理”字样的告警信息。

9.根据权利要求8所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，所述探测器(230)还包括：

第一清理装置(240)，用于清理探杆(236)表面的异物；

所述第一清理装置(240)包括第二电机(2401)、第二减速器(2402)、传动齿轮(2403)以及弧形传统齿条(2404)；所述第二电机(2401)由所述控制模块(234)控制，所述第二电机(2401)、第二减速器(2402)以及传动齿轮(2403)依次相连，并设置于所述防护外壳(220)内，所述第一杆体(2421)的上部分通过轴承转动设置于所述防护外壳(220)上，所述第一杆体(2421)与第二杆体(2422)之间通过键进行连接，所述第一杆体(2421)的上端伸入到防护外壳(220)内，所述弧形传统齿条(2404)设置于所述第一杆体(2421)的上端并与传动齿轮(2403)相齿合。

10.根据权利要求9所述的一种排水口数字化智慧管控***，其特征在于，所述探杆(236)下端设置有盖合于所述水流量传感探头(232)、水质传感探头(233)上的防护帽(2361)；所述防护帽(2361)上开设有

进水槽口(2362)，位于防护帽(2361)的侧壁上，且位于上游的侧下位置，用于将外界的污水向防护帽(2361)内导流；

出水槽口(2363)，位于防护帽(2361)的底部，用于将防护帽(2361)内的污水向外排出；

以及检测槽口(2364)，位于防护帽(2361)的侧壁上，且位于上游的中上位置，用于将外界的污水向所述水流量传感探头(232)、水质传感探头(233)上导流；

所述探测器(230)还包括：

第二清理装置(241)，设置于所述防护帽(2361)内，以用于清理水流量传感探头(232)、水质传感探头(233)表面异物；

所述第二清理装置(241)包括：

导流叶轮(2411)，水平且轴向转动的设置于所述水流量传感探头(232)、水质传感探头(233)的正下方，且所述进水槽口(2362)正对于所述导流叶轮(2411)的侧端，出水槽口(2363)位于所述导流叶轮(2411)的正下方；

以及清洗刷板(2412)，沿所述导流叶轮(2411)的径向方向竖直设置，且所述清洗刷板(2412)上端面上的刷毛抵紧在水流量传感探头(232)以及水质传感探头(233)上；

在污水穿过进水槽口(2362)，并流向导流叶轮(2411)后，推动导流叶轮(2411)进行转动，并同时带动清洗刷板(2412)进行转动，对水流量传感探头(232)、水质传感探头(233)进行旋转刷洗，污水在经过导流叶轮(2411)后从下方的出水端口排出；

其中，所述检测槽口(2364)的内端口下侧还设置有防止污水从检测槽口(2364)直接流向导流叶轮(2411)的上游叶片上的挡板(2413)。

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