CN114263238A - 一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池 - Google Patents

Abstract

本发明属于蓄水池技术领域，提供一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池，包括蓄水池本体、输水管道、污染监测装置和自动开关装置。污染监测装置包括微波辐射计、微波信号接收装置和信号处理装置。微波辐射计的微波信号发射装置发射微波信号至微波信号接收装置，微波信号发射装置和微波信号接收装置分别向信号处理装置传输第一微波信号和第二微波信号；信号处理装置根据收到的第一微波信号与第二微波信号之间的变化，确定水体的污染程度并发送污染信号；自动开关装置，根据污染信号自动开启或关闭。本发明能够全天监测蓄水池污染情况，且可根据污染情况自动关闭蓄水池，及时切断污染扩散，以减少海绵城市蓄水***的污染传播扩散。

Description

一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池

技术领域

本发明属于蓄水池技术领域，具体涉及一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池。

背景技术

目前，为了解决海绵城市储水问题，通常会在城市中设立蓄水池。蓄水池容量大，可以收集大量水体，减少城市积水，有效解决了城市内涝问题，调节了城市环境。

但是现有海绵城市蓄水池没有智能污染检测装置和智能开关控制装置，无法做到实时监测污染情况，且无法在池水被污染时就立即阻断污染传播途径。在发现污染时，往往已经导致大量蓄水池被污染，从而会增加后续的净水难度。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池，能够全天监测蓄水池污染情况，且可根据污染情况自动关闭蓄水池，及时切断污染扩散，以减少海绵城市蓄水***的污染传播扩散。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池，所述蓄水池包括蓄水池本体、输水管道、污染监测装置和自动开关装置；所述输水管道与所述蓄水池本体连通；

所述污染监测装置包括：微波辐射计、微波信号接收装置和信号处理装置；

所述微波辐射计的端部安装有微波信号发射装置，插装于所述蓄水池本体的内部，用于向所述蓄水池本体内部的水体发射第一微波信号；

所述微波信号接收装置，设置于所述蓄水池本体的内侧壁处，用于接收穿过水体的微波信号，得到第二微波信号；

所述信号处理装置，与所述微波辐射计和所述微波信号接收装置电性连接，可根据收到的所述第一微波信号与所述第二微波信号之间的变化，确定所述水体的污染程度并发射污染信号；

所述自动开关装置，安装于所述输水管道上，接收所述污染信号，并根据所述污染信号自动打开或关闭所述输水管道。

优选地，所述污染信号包括第一污染信号和第二污染信号，所述信号处理装置内设置有污染指标临界值，当所述第一微波信号与所述第二微波信号之间的变化未超过所述污染指标临界值时，发射所述第一污染信号至所述自动开关装置，以打开所述输水管道；当所述第一微波信号与所述第二微波信号之间的变化超过所述污染指标临界值时，发射所述第二污染信号至所述自动开关装置，以关闭所述输水管道。

优选地，所述蓄水池还包括防水层，所述防水层固设于所述蓄水池本体的内侧壁上，且沿所述蓄水池本体的内侧壁周向布设，所述信号处理装置设置于所述防水层中，所述微波信号接收装置固设于所述防水层的内表面。

优选地，所述自动开关装置包括：

开关本体，用于打开或关闭所述输水管道；

驱动装置，与所述开关本体连接，用于驱动所述开关本体动作，以打开或关闭所述输水管道；

信号装置，与所述驱动装置电性连接，接收所述信号处理装置发射的所述污染信号，并根据所述污染信号向所述驱动装置发出动作指令，以驱动所述开关本体动作。

优选地，所述自动开关装置还包括壳体，所述壳体固设于相邻两个所述蓄水池本体的输水管道的连接处，用于将两个所述蓄水池本体的输水管道连通，所述壳体的两侧设有与所述输水管道外径适配的安装孔，所述输水管道的端部通过相应的所述安装孔伸入所述壳体的内部；

所述开关本体和所述驱动装置安装于所述壳体的内部，所述信号装置安装于所述壳体的上部；

所述驱动装置包括伸缩杆和驱动模块，所述伸缩杆位于所述信号装置和所述开关本体之间，所述驱动模块能够根据所述信号装置发出的动作指令驱动所述伸缩杆上下运动，以控制所述输水管道的通断。

优选地，所述壳体为空心长方体结构，所述开关本体为挡板，所述挡板为中空的矩形结构；所述挡板包括两个第一侧板、两个第二侧板和底板，所述第一侧板与所述第二侧板垂直设置，所述第一侧板的外表面大于所述输水管道的横截面，两个所述第一侧板的间距与两个所述输水管道的间距适配；所述第二侧板与所述壳体的内侧壁适配；

对应的，

所述伸缩杆的自由端伸入所述挡板中空的矩形结构内与所述底板固定连接。

优选地，所述蓄水池本体包括上盖体和蓄水体，所述蓄水体为一端开口的腔体，所述蓄水体上设有与所述输水管道连接的进口，所述上盖体与所述蓄水体的开口端相适配；

所述上盖体的中心处设有凸台，所述凸台上开有通孔，所述通孔为上大下小的阶梯孔；所述微波辐射计包括头部和杆部，所述头部安装于所述阶梯孔的大孔段中，所述头部的直径与所述阶梯孔大孔段的内径相吻合，所述杆部穿过阶梯孔伸入所述蓄水体内部；所述微波信号发射装置安装于所述杆部上，且位于所述腔体内的所述水体中。

优选地，所述微波信号发射装置为微波信号发射探头；所述微波信号发射探头有多个，多个所述微波信号发射探头均布于所述杆部的外周。

优选地，所述蓄水体和所述上盖体均由透气防渗材料制成。

优选地，所述凸台外套设有密封盖。

有益效果：

本发明利用微波辐射计探测水体的辐射特性，进而对水体污染进行监测是一种极为有效的水污染监测的方法，它能克服传统的水污染监测方法中的众多缺点。微波辐射计的微波遥感探测***能够不间断的工作，观察同一水域在不同阶段的污染情况，及时而准确的提供水域的污染信息。

微波辐射计的微波信号发射装置发射微波信号至微波信号接收装置，微波信号发射装置和微波信号接收装置分别向信号处理装置传输第一微波信号和第二微波信号；信号处理装置根据收到的第一微波信号与第二微波信号之间的变化，与其内部的污染指标临界值进行对比，判断是否超出限制，从而确定水体的污染程度，并向自动开关装置发送污染信号；自动开关装置，根据污染信号自动开启或关闭。

因此，本发明的蓄水池的蓄水、探测、开启、关闭功能全部可以全天自行运转，无需长期人工管理，在蓄水池蓄水的污染程度超过限制时，以最快速度封闭受污染的蓄水池的输水管道，阻断污染传播、扩散至周围其他几个乃至更多的蓄水池。提高了城市防污染的能力，保障了城市蓄水安全，保证了雨水的循环利用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明的蓄水池的纵向剖面图；

图2为本发明的蓄水池的俯视图；

图3为本发明的上盖体的轴侧视图；

图4为本发明的上盖体俯视图；

图5为本发明的微波辐射计；

图6为本发明中自动开关装置关闭状态的纵向剖面图；

图7为本发明中自动开关装置开启状态的纵向剖面图；

图8为本发明中自动开关装置关闭状态的横向剖面图；

图9为本发明中自动开关装置开启状态的横向剖面图。

图中各个附图标记对应的名称为：1、蓄水体；2、防水层；3、微波信号接收板；4、输水管道；5、自动开关装置；6、上盖体；7、密封盖；8、阶梯孔；9、凸台；10、头部；11、杆部；12、微波信号发射探头；13、手提拉环；14、挡板；15、驱动装置；16、信号装置；17、壳体。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-9所示，一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池，包括蓄水池本体、输水管道4、污染监测装置和自动开关装置5。

输水管道4与蓄水池本体连通。

污染监测装置，用于全天监测蓄水池蓄水污染情况，包括：

微波辐射计，用于探测水体的水污染；微波辐射计的端部安装有微波信号发射装置，插装于蓄水池本体的内部，用于向蓄水池本体内部的水体发射第一微波信号，同时将第一微波信号传输至信号处理装置；

微波信号接收装置，设置于蓄水池本体的内侧壁处，用于接收穿过水体的微波信号，得到第二微波信号，同时将第二微波信号传输至信号处理装置；

信号处理装置，与微波辐射计和微波信号接收装置电性连接，可根据收到的第一微波信号与第二微波信号之间的变化，来监测池水的水体悬浮物和/或水体热污染变化，从而确定所述水体的污染程度并发射污染信号；

自动开关装置5，安装于输水管道4上，用于自动控制输水管道的通断，可接收信号处理装置发射的污染信号，并根据该污染信号自动开启或关闭。

多个蓄水池本体通过输水管道4、自动开关装置5连接，构成相互连通的蓄水池网络，可以储存海绵城市中经排水管道收集来的水体，还可全天监测蓄水池蓄水污染情况，根据污染与否自主控制输水管道4的通断。从而可及时阻断污染传播扩散，减少了海绵城市蓄水池本体污染，实现了雨水储存、循环利用等功能。

进一步地，污染信号包括第一污染信号和第二污染信号。在信号处理装置内设置蓄水池水体的污染指标临界值。当第一微波信号与第二微波信号之间的变化未超过污染指标临界值时，发射第一污染信号至自动开关装置5，以打开输水管道4；当第一微波信号与第二微波信号之间的变化超过污染指标临界值时，发射第二污染信号至自动开关装置，以关闭输水管道4。

进一步地，信号处理装置包括信号处理模块和信号输送模块，信号处理模块用于根据收到的第一微波信号与第二微波信号之间的变化，来监测池水的水体悬浮物和/或水体热污染变化，从而确定水体的污染程度；信号输送模块，可根据污染程度，发射污染信号。

进一步地，蓄水池还包括防水层，防水层2为金属材料制成，防水层固设于蓄水池本体的内侧壁上，沿蓄水池本体的内侧壁周向布设。防水层和蓄水池本体通过螺钉固定连接。信号处理装置设置于防水层中，具体为，设置于防水层的外表面。

进一步地，微波信号接收装置固设于防水层的内表面。微波信号接收装置为微波信号接收板3，微波信号接收板3为一体结构。微波信号接收板3与防水层2的固定连接方式为焊接或螺丝连接。

在其它实施例中，微波信号接收装置还可以由条状的小型接收条拼合而成。

进一步地，自动开关装置5包括开关本体、驱动装置15和信号装置16。开关本体，用于打开或关闭输水管道；驱动装置15，与开关本体连接，用于驱动开关本体动作，以打开或关闭输水管道4；信号装置16，与驱动装置15电性连接，用于接收信号处理装置发射的污染信号，并根据污染信号向驱动装置15发出动作指令，以驱动开关本体动作。

在本实施例中，自动开关装置5还包括壳体17，壳体17固设于相邻两个蓄水池本体的输水管道4的连接处，用于将两个蓄水池本体的输水管道4连通，壳体17的两侧设有与输水管道外径适配的安装孔，输水管道的端部通过相应的安装孔伸入壳体17的内部。

开关本体和驱动装置15安装于壳体17的内部，信号装置16安装于壳体17的上部。

驱动装置15包括伸缩杆和驱动模块，伸缩杆设置于信号装置16和开关本体之间。驱动模块，能够根据信号装置发出的动作指令驱动伸缩杆上下运动，以控制输水管道的通断。具体为，伸缩杆沿上下方向延伸，伸缩杆的下端为自由端，其上端为固定端，开关本体与伸缩杆的自由端相连接，通过伸缩杆自由端的上下移动，可带动开关本体的上下移动，来实现输水管道4的通断。

在其它实施例中，壳体还可以沿其它方向设置，只要其轴向与输水管道的轴向垂直即可，也就是说只要保证伸缩杆的自由端能沿着输水管道的径向移动即可。

在本实施例中，壳体17为空心长方体结构，开关本体为挡板14，挡板14为中空的矩形结构，挡板14外部的高度、宽度大于输水管道4的直径，挡板14外部的厚度与两个输水管道的间距相适配，以使挡板14能够将输水管道4完全隔开。具体为，挡板14包括两个第一侧板、两个第二侧板和底板，第一侧板与第二侧板垂直设置，第一侧板的外表面大于输水管道的横截面，两个第一侧板的间距与两个输水管道的间距适配；第二侧板与壳体的内侧壁适配；对应的，伸缩杆的自由端伸入挡板14中空的矩形结构内与挡板14的底板固定连接。

在关闭自动开关装置5时，挡板14能够堵住两个输水管道的开口，将两个输水管道完全隔开。在打开自动开关装置5时，挡板14的底板比壳体17内的底壁高出一定的距离，挡板14的底板与壳体17内部的侧壁、底壁共同围合成输水通道。

在其它实施例中，开关本体还可以为U型挡板或挡块，开关本体的形状可以根据输水管道的形状来设计，只要能在关闭自动开关装置5，放下开关本体时，将输水管道断开即可。

在本实施例中，伸缩杆为电动伸缩杆；在其它实施例中，伸缩杆还可以为液压伸缩杆。

在其它实施例中，驱动装置15还可以为电动升降器或液压升降器。

在本实施例中，蓄水池本体包括上盖体6和蓄水体1，蓄水体1为一端开口的腔体，蓄水体1上设有与输水管道4连接的进口，上盖体6与蓄水体1的开口端相适配。上盖体6的中心处设有凸台9，凸台9上开有通孔，通孔为上大下小的阶梯孔8，微波辐射计包括头部10和杆部11，构成了T形结构，头部10安装于阶梯孔8的大孔段中，头部10的直径与阶梯孔8大孔段的内径相吻合，杆部11穿过阶梯孔伸入蓄水体1内部，微波信号发射装置安装于杆部11上，且位于腔体内的水体中。微波辐射计头部10与阶梯孔8的台阶之间贴合配合，以保证蓄水池本体的密封性。具体为，头部10为圆柱结构，该阶梯孔8为圆形阶梯孔。

进一步，为了便于微波辐射计的安装，在微波辐射计的头部10的上端固设有手提拉环13。

进一步，为了保证蓄水池本体的密封性。在上盖体6上设有密封盖7，该密封盖7套设于凸台9的外部，密封盖7的底部与上盖体的端面贴合配合。

在本实施例中，微波信号发射装置为微波信号发射探头12；微波信号发射探头12有多个，多个微波信号发射探头12均布于杆部11的外周，以保证微波信号的强度。

在其它实施例中，微波信号发射装置还可以为微波信号发射探针。

在本实施例中，上盖体6为密封层，蓄水体1和上盖体均由透气防渗材料制成，可防止储存水体泄露与减少水体腐败的几率。该透气防渗材料为透气防渗砂制成的混凝土，也可以是其他材料。进一步地，蓄水池本体上部的四周均设有与输水管道连接的进口。

本实施例的使用原理为：本发明利用微波辐射计探测水体的辐射特性，进而对水体污染进行监测是一种极为有效的水污染监测的方法，它能克服传统的水污染监测方法中的众多缺点。微波辐射计的微波遥感探测***能够不间断的工作，观察同一水域在不同阶段的污染情况，及时而准确的提供水域的污染信息。

在使用时，微波辐射计探测水污染；微波信号发射探头12根据微波辐射计的探测结果向蓄水池本体内的水体发射第一微波信号，微波信号穿过池水，由微波信号接收板3接收；微波信号发射装置和微波信号接收装置分别向信号处理装置传输第一微波信号和第二微波信号；信号处理装置的信号处理模块根据收到的第一微波信号与第二微波信号之间的变化，与其内部的污染指标临界值进行对比，确定污染程度；信号处理装置的信号输送模块，向自动开关装置发送污染信号；自动开关装置，根据污染信号自动开启或关闭。在水体污染程度超过限制时，信号处理装置发射第二污染信号；信号装置16收到第二污染信号，向伸缩杆发出向下移动的指令，伸缩杆驱动挡板14向下移动并隔断输水管道4，将污染挡在该蓄水池本体内部。

综上所述，本发明能够全天实时监测蓄水池污染情况，可根据污染状况立即自动关闭的蓄水池，从而减少了海绵城市蓄水***的污染传播扩散，且减小了净水难度。

可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述蓄水池包括蓄水池本体、输水管道、污染监测装置和自动开关装置；所述输水管道与所述蓄水池本体连通；

所述污染监测装置包括：微波辐射计、微波信号接收装置和信号处理装置；

所述微波辐射计的端部安装有微波信号发射装置，插装于所述蓄水池本体的内部，用于向所述蓄水池本体内部的水体发射第一微波信号；

所述微波信号接收装置，设置于所述蓄水池本体的内侧壁处，用于接收穿过水体的微波信号，得到第二微波信号；

所述信号处理装置，与所述微波辐射计和所述微波信号接收装置电性连接，可根据收到的所述第一微波信号与所述第二微波信号之间的变化，确定所述水体的污染程度并发射污染信号；

所述自动开关装置，安装于所述输水管道上，接收所述污染信号，并根据所述污染信号自动打开或关闭所述输水管道。

2.根据权利要求1所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述污染信号包括第一污染信号和第二污染信号，所述信号处理装置内设置有污染指标临界值，当所述第一微波信号与所述第二微波信号之间的变化未超过所述污染指标临界值时，发射所述第一污染信号至所述自动开关装置，以打开所述输水管道；当所述第一微波信号与所述第二微波信号之间的变化超过所述污染指标临界值时，发射所述第二污染信号至所述自动开关装置，以关闭所述输水管道。

3.根据权利要求1所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述蓄水池还包括防水层，所述防水层固设于所述蓄水池本体的内侧壁上，且沿所述蓄水池本体的内侧壁周向布设，所述信号处理装置设置于所述防水层中，所述微波信号接收装置固设于所述防水层的内表面。

4.根据权利要求1所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述自动开关装置包括：

开关本体，用于打开或关闭所述输水管道；

驱动装置，与所述开关本体连接，用于驱动所述开关本体动作，以打开或关闭所述输水管道；

信号装置，与所述驱动装置电性连接，接收所述信号处理装置发射的所述污染信号，并根据所述污染信号向所述驱动装置发出动作指令，以驱动所述开关本体动作。

5.根据权利要求4所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述自动开关装置还包括壳体，所述壳体固设于相邻两个所述蓄水池本体的输水管道的连接处，用于将两个所述蓄水池本体的输水管道连通，所述壳体的两侧设有与所述输水管道外径适配的安装孔，所述输水管道的端部通过相应的所述安装孔伸入所述壳体的内部；

所述开关本体和所述驱动装置安装于所述壳体的内部，所述信号装置安装于所述壳体的上部；

所述驱动装置包括伸缩杆和驱动模块，所述伸缩杆位于所述信号装置和所述开关本体之间，所述驱动模块能够根据所述信号装置发出的动作指令驱动所述伸缩杆上下运动，以控制所述输水管道的通断。

6.根据权利要求5所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述壳体为空心长方体结构，所述开关本体为挡板，所述挡板为中空的矩形结构；所述挡板包括两个第一侧板、两个第二侧板和底板，所述第一侧板与所述第二侧板垂直设置，所述第一侧板的外表面大于所述输水管道的横截面，两个所述第一侧板的间距与两个所述输水管道的间距适配；所述第二侧板与所述壳体的内侧壁适配；

对应的，

所述伸缩杆的自由端伸入所述挡板中空的矩形结构内与所述底板固定连接。

7.根据权利要求1所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述蓄水池本体包括上盖体和蓄水体，所述蓄水体为一端开口的腔体，所述蓄水体上设有与所述输水管道连接的进口，所述上盖体与所述蓄水体的开口端相适配；

所述上盖体的中心处设有凸台，所述凸台上开有通孔，所述通孔为上大下小的阶梯孔；所述微波辐射计包括头部和杆部，所述头部安装于所述阶梯孔的大孔段中，所述头部的直径与所述阶梯孔大孔段的内径相吻合，所述杆部穿过阶梯孔伸入所述蓄水体内部；所述微波信号发射装置安装于所述杆部上，且位于所述腔体内的所述水体中。

8.根据权利要求7所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述微波信号发射装置为微波信号发射探头；所述微波信号发射探头有多个，多个所述微波信号发射探头均布于所述杆部的外周。

9.根据权利要求7所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述蓄水体和所述上盖体均由透气防渗材料制成。

10.根据权利要求7所述的可根据污染程度自动启闭的蓄水池，其特征在于，所述凸台外套设有密封盖。

Images