一种淤泥沉积在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种淤泥沉积在线监测系统，包括若干个监测模块和远程数据处理器；每个所述监测模块包括信息采集模块、电源模块、控制器和无线传输模块，信息采集模块包括立杆、第一子传感器和第二子传感器，第一子传感器和第二子传感器均固定在立杆上，二者垂直方向间距固定；第一子传感器和第二子传感器均与控制器数据相连；电源模块为信息采集模块、控制器、无线传输模块供电，控制器通过无线传输模块与远程数据处理器相连。本实用新型专利技术可以对淤泥的沉积进行全天候、不间断、全自动、无人值守、远程无线传输的监测，最大限度地保证了野外复杂环境下流域淤泥沉积采集和分析的质量。

An on-line monitoring system for silt deposition

【技术实现步骤摘要】
一种淤泥沉积在线监测系统
本技术属于淤泥监测领域，特别涉及一种可全天候工作的浸入式、介质不影响测量结果的淤泥沉积在线监测系统。
技术介绍
淤泥是静水或缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成、天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。在有微生物参与作用的条件下形成近代沉积物，富含有机物，通常呈灰黑色；力学强度低，压缩性强，其抗震性能很差。在强烈地震作用下，易引起建筑物地基沉陷。在水土保持的科学研究中需要监测在流域中淤泥沉积的形成模型，以研究各大流域各个季节、天气变化下的流域淤泥沉积过程。目前此领域方法主要有：测杆法、静力触探法、超声波探测法、放射线探测法等。目前此类装置受周围影响较大，且需人工去到野外环境现场操作，存在效率低、精度差、安全性差等问题。因此，需要提供一种全天候、全自动、测量精度高的淤泥沉积在线监测系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种淤泥沉积在线监测系统，可以对淤泥的沉积进行全天候、不间断、全自动、无人值守、远程无线传输的监测，最大限度地保证了野外复杂环境下流域淤泥沉积采集和分析的质量。本技术的目的通过以下的技术方案实现：一种淤泥沉积在线监测系统，包括若干个监测模块和远程数据处理器；每个所述监测模块包括信息采集模块、电源模块、控制器和无线传输模块，信息采集模块包括立杆、第一子传感器和第二子传感器，第一子传感器和第二子传感器均固定在立杆上，二者垂直方向间距固定；第一子传感器和第二子传感器均与控制器数据相连；电源模块为信息采集模块、控制器、无线传输模块供电，控制器通过无线传输模块与远程数据处理器相连。通过在野外不同区域设置一个监测模块，即可实现该区域的淤泥沉积自动采集，通过发送到远程数据处理器，即可实现分析等功能，实现全天候、全自动的监测。优选的，在所述立杆上设有若干个固定安装孔，每个固定安装孔之间的距离已知，通过上述固定安装孔，第一子传感器和第二子传感器在立杆上的位置可调。从而可根据淤泥的厚度对第一子传感器的位置进行调整。优选的，所述第一子传感器采用超声波传感器，密闭封装在第一壳体内，在第一壳体底面设有信号发射接收口；超声波传感器通过有线方式与控制器数据连接。优选的，所述第二子传感器为一超声信号接收模块，密闭封装在第二壳体内，在第二壳体底面设有信号接收口；超声信号接收模块通过有线方式与控制器数据连接。优选的，所述立杆上方设有垂直度检测仪。通过该检测仪，可以调整立杆的方向，使其尽量保持垂直，避免出现计算错误。优选的，所述电源模块包括互补控制器、主电源和蓄电池，主电源包括太阳能板及风能发电机，互补控制器控制太阳能板及风能发电机进行互补发电；主电源向监测系统供电，并向备用蓄电池充电。根据野外实际环境，采用太阳能板及风能发电机进行自主供电，无需额外提供电源，同时将蓄电池作为备用电池，可进一步提高电源供电的稳定性。优选的，所述监测系统还包括用于监测温度、湿度、风速、风向、气压、蒸发等环境参数的基本气象监测模块。本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：(1)本技术可实现全天候、不间断、全自动、无人值守、远程无线传输的淤泥沉积监测，无需人工去到野外环境现场操作，具有效率高、精度高、安全性高、用工成本低等优点。(2)由于声音信号在不同的介质及不同温度下的传输时间是不一样的，所以一般的传感器很难精确测量出这种复杂情况下的距离数据，本技术在测量时，立杆底部插入到淤泥内部，第一子传感器在第二子传感器下方，水位的高度高于第二子传感器，从而使第一子传感器和第二子传感器均处在同一介质内，通过对两个传感器信号接收时间的计算就能够有效避免不同介质及不同温度下的混水(泥水)中传输声音信号的速度问题，实现准确的测量。(3)本技术采集的数据可通过无线方式传递到控制器，由控制器自动运行，无需人工操作，保证了操作的安全性。同时设备简单，维护允许简单，提高了工作效率。附图说明图1是本实施例淤泥沉积在线监测系统的结构示意图。图2是本实施例淤泥沉积在线监测的工作原理示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例本实施例一种淤泥沉积在线监测系统，包括若干个监测模块和远程数据处理器，监测模块在标定后放置在野外环境中，远程数据处理器放置在监控端，每一个监测模块都分别通过无线方式与远程数据处理器连接。监测模块可以定时发送采集数据到远程数据处理器，也可以在收到远程数据处理器发送过来的采集指令后再开始采集工作，具体根据实际情况进行具体设定。参见图1，每个监测模块包括信息采集模块、电源模块、控制器、无线传输模块和基本气象监测模块。电源模块为监测模块中各个部件进行供电，信息采集模块用于采集数据的执行，控制器用于将信息采集模块采集的数据、基本气象监测模块监测的数据等通过无线传输模块发送到远程数据处理器。具体的，所述信息采集模块包括立杆、第一子传感器和第二子传感器，第一子传感器和第二子传感器均固定在立杆上，固定方式可为螺纹固定、卡扣固定、嵌入式固定等多种方式。所示立柱优选为一根垂直的不锈钢或者硬质塑料管。当第一子传感器和第二子传感器通过螺纹方式固定时，可在立柱上面设有固定安装孔，每个固定安装孔之间的距离已知，然后通过螺柱将子传感器和固定安装孔进行固定。当然，也可以在立柱上设置若干个固定位置的凸起，子传感器通过卡扣固定在立柱上，这里不再赘述。为了调整立杆的方向，可在立杆上方设置垂直度检测仪。在实际应用中，第一子传感器和第二子传感器可与控制器有线连接，控制器接收到的数据通过无线传输模块发送到远程的数据终端。具体的：第一子传感器采用超声波传感器，现有的任意超声波传感器均可。密闭封装在第一壳体内，在第一壳体底面设有信号发射接收口。第一子传感器采集的信号通过有线传输子模块发送到控制器。第二子传感器为一超声信号接收模块，现有的可实现超声信号接收功能的模块均可。密闭封装在第二壳体内，在第二壳体底面设有信号接收口；子传感器采集的信号通过有线传输子模块发送到控制器。所述电源模块可以采用蓄电池供电。不过为了延长系统的使用寿命，避免工作人员来回更换电池，提出采用自动发电供电的方式，即设置了主电源和蓄电池，主电源包括太阳能板及风能发电机，互补控制器控制太阳能板及风能发电机进行互补发电。主电源不仅向监测系统供电，并向备用蓄电池充电。在正常工作时由主电源供电，当发生意外，或者周围环境不足以再向系统供电时，启动蓄电池供电。所述基本气象监测模块可设置在立杆的顶端，用于监测温度、湿度、风速、风向、气压、蒸发等环境参数，各个参数的监测可采用现有的传感器实现。参见图2，本实施例所述淤泥沉积在线监测系统，其实现监测的过程如下：一、对每一个信息采集模块中第一子传感器和第二子传感器的距离Da进行标定。一般来说，第一子传感器及第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淤泥沉积在线监测系统，其特征在于，包括若干个监测模块和远程数据处理器；每个所述监测模块包括信息采集模块、电源模块、控制器和无线传输模块，信息采集模块包括立杆、第一子传感器和第二子传感器，第一子传感器和第二子传感器均固定在立杆上，二者垂直方向间距固定；第一子传感器和第二子传感器均与控制器数据相连；电源模块为信息采集模块、控制器、无线传输模块供电，控制器通过无线传输模块与远程数据处理器相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种淤泥沉积在线监测系统，其特征在于，包括若干个监测模块和远程数据处理器；每个所述监测模块包括信息采集模块、电源模块、控制器和无线传输模块，信息采集模块包括立杆、第一子传感器和第二子传感器，第一子传感器和第二子传感器均固定在立杆上，二者垂直方向间距固定；第一子传感器和第二子传感器均与控制器数据相连；电源模块为信息采集模块、控制器、无线传输模块供电，控制器通过无线传输模块与远程数据处理器相连。


2.根据权利要求1所述的淤泥沉积在线监测系统，其特征在于，在所述立杆上设有若干个固定安装孔，每个固定安装孔之间的距离已知，通过上述固定安装孔，第一子传感器和第二子传感器在立杆上的位置可调。


3.根据权利要求1所述的淤泥沉积在线监测系统，其特征在于，所述第一子传感器采用超声波传感器，密闭封装在第一壳体内，在第一壳体底...

【专利技术属性】
技术研发人员：任秀文，吴仁人，吴孝情，陈中颖，李月，
申请(专利权)人：生态环境部华南环境科学研究所，
类型：新型
国别省市：广东;44