一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，所述无人船包括作为控制系统的主控制器以及连接所述主控制器的所述河道底泥淤积在线监测设备、河道水质在线监测模块、河道水质采样设备、船体驱动系统以及数据传输模块，当所述无人船通过卫星定位到既定采样点后触发所述主控制器发出采样动作指令，控制所述船体驱动系统使所述无人船停止在所述采样点，并发送至控制指令至所述河道底泥淤积在线监测设备以及河道水质在线监测模块、河道水质采样设备以启动其工作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船
本技术涉及河道水质和底泥监测
，特别是涉及一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船。
技术介绍
随着河长制实施以来，河道的长效管理日益受到重视。河道管理不仅要管理水质，还要保证河道有一定健康的底泥，以便形成一个良好的生态系统。如果河道底泥不健康，便会造成污染的二次释放，持续破坏河道治理成效，同时，由于河道具有一定的行洪库容，因此从城市除涝角度又需要对底泥进行清淤以扩大河道行洪容量。监测是河道管理的重要手段。以往河道水质监测和底泥监测多为人工采样分析，4万多条河道的人工采样和管理显然是劳动密集型所不能及的。河道清淤方面，目前由于缺乏比较科学的清淤依据，普遍采用轮疏方式，即7-10年疏浚一次.但这种方法费时费力，年耗资达几亿人民币，清理出来的底泥处理处置又面临新的问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本技术之目的在于提供一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，以实现既能满足河道水质监测，也能及时了解河道底泥健康与否以及淤积情况。为达上述目的，本技术提出一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，所述无人船包括作为控制系统的主控制器以及连接所述主控制器的所述河道底泥淤积在线监测设备、河道水质在线监测模块、河道水质采样设备、船体驱动系统以及数据传输模块，当所述无人船通过卫星定位到既定采样点后触发所述主控制器发出采样动作指令，控制所述船体驱动系统使所述无人船停止在所述采样点，并发送至控制指令至所述河道底泥淤积在线监测设备以及河道水质在线监测模块、河道水质采样设备以启动其工作。优选地，所述河道底泥淤积在线监测模块连接所述主控制器，包括测深仪、显示模块、数据存储芯片以及相应的电路连接，所述显示模块、数据存储芯片以及相应的电路连接设置在无人船内，所述测深仪的探头固定在水下预先设定的采样深度位置。优选地，所述无人船底部固定安装一网状吊篮，其底面设有固定所述探头的卡座，以将所述探头固定于所述卡座上。优选地，所述河道水质在线监测模块连接所述主控制器，其包括信息采集模块、显示模块、数据存储芯片以及相应的电路连接组成，所述信息采集模块包括透明度测量仪和氨氮测定仪，所述透明度测量仪的探头固定于所述吊篮中，并通过另一卡座固定，所述氨氮测定仪为箱体结构，放置于所述无人船上。优选地，所述河道水质采样设备包括驱动系统、采样系统以及水样储存系统，所述驱动系统包括多个电机，由所述主控制器驱动，分别驱动所述采样系统以及水样储存系统实现水样采集。优选地，所述采样系统包括升降杆、设置有水位传感器的采样管、蠕动泵、第一阀门、第二阀门，所述主控制器通过控制所述驱动系统的第二电机驱动所述升降杆下降，从而带动所述升降杆上固定的采样管下降；当所述采样管上的水位传感器探测到预设水位时，所述主控制器关闭所述第二电机，使所述升降杆停止升降，启动所述驱动系统的第三电机，同时开启第一阀门，所述第三电机驱动所述蠕动泵开启，通过抽吸原理促使所述采样管开始采水进行润洗；润洗结束后，所述主控制器关闭第一阀门，开启第二阀门，开始正式采样动作，水样通过所述采样管、蠕动泵、第二阀门、出水管进入到所述水样储存系统，并同时供水样给氨氮测定仪；当采样结束，控制所述第二电机反向转动，驱动所述升降杆上升，带动采样管上升回到水面位置，根据所述采样管的水位传感器的采集信号，控制所述第二电机停止转动，使得所述升降杆停止升降，同时所述第二电机反转信号传输到所述主控制器，所述主控制器驱动船体驱动系统，船体开始向下一个采样点行进。优选地，所述水样储存系统设置于一恒温室内，其为包含若干格的圆盘式构造，其底部设有重量传感器，在采样过程中，所述水样储存系统的储水圆盘底部的重量传感器实时将水样重量信息传送到所述主控制器，当所述主控制器侦测到水样重量信息变化到设定值后，则关闭所述第二阀门，开启所述第一阀门，并控制第四电机开启，以带动所述水样储存系统圆盘式构造的中心转轴转动，使采样格顺时针转动到下一个位置，以备下次采样，并关闭所述第四电机。优选地，所述河道水质采样设备还包括管道清洗系统，所述管道清洗系统包括一清水箱以及第三阀门，所述第三阀门连接在所述清水箱和所述蠕动泵之间，当所述主控制器侦测到水位变化到零后，即控制所述第三阀门开，所述清水箱内的清水则经过第三阀门、蠕动泵和第一阀门对管路进行清洗，于清洗完毕后，关闭所述第三阀门和第一阀门，关闭第三电机，从而所述蠕动泵停止转动。与现有技术相比，本技术一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船具有如下有益效果：(1)本技术通过一次测量即可获得地形和水质双系列数据；可同时实现对水质和底泥的健康管理。(2)本技术搭载的测深仪选用双频测深仪，适用于测量沉积有淤泥的河道，它利用声波的反射原理，用较低的工作频率探测较硬的真河床，用较高的工作频率探测淤泥表面，可有效探测河道底泥的淤积情况。附图说明图1为本技术一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船的模块构架图；图2为本技术中河道水质自动采样设备的结构和工作原理图；图3为本技术所应用的耦合河道水质和底泥健康监测的系统的系统架构图；图4为本技术实施例的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本技术的其它优点与功效。本技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本技术的精神下进行各种修饰与变更。图1为本技术一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船的模块构架图。如图1所示，本技术一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其上搭载河道底泥淤积在线监测设备101以及河道水质在线监测模块102、河道水质采样设备103，于测量点实时采集地形数据和部分水质健康指标数据，并通过数据传输模块30将测量数据传输至终端用户应用平台，具体包括：作为控制系统的主控制器100、河道底泥淤积在线监测设备101、河道水质在线监测模块102、河道水质采样设备103、船体驱动系统104以及数据传输模块105。其中，河道底泥淤积在线监测模块101连接无人船10的主控制器100，用于主控制器100控制下于测量点实时采集地形数据，在本技术具体实施例中，所述河道底泥淤积在线监测模块101采用测深仪，用于采集地形数据，例如河床物理尺寸，污泥淤积数据等等，具体地，所述测深仪选用双频测深仪，适用于测量沉积有淤泥的河道，其利用声波的反射原理，用较低的工作频率探测较硬的真河床，用较高的工作频率探测淤泥表面，可反映河床物理尺寸、底泥淤积状况实现地形数据的实时测量，具体地说，所述河道底泥淤积在线监测模块101主要由测深仪、显示模块(即显示屏)、数据存储芯片以及相应电路连接(这里的电路指各模块之间的电缆等电线连接部分)组成，河道底泥淤积在线监测模块101包括显示模块的大部分结构都在无人船上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其特征在于：所述无人船包括作为控制系统的主控制器以及连接所述主控制器的河道底泥淤积在线监测设备、河道水质在线监测模块、河道水质采样设备、船体驱动系统以及数据传输模块，当所述无人船通过卫星定位到既定采样点后触发所述主控制器发出采样动作指令，控制所述船体驱动系统使所述无人船停止在所述采样点，并发送至控制指令至所述河道底泥淤积在线监测设备以及河道水质在线监测模块、河道水质采样设备以启动其工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其特征在于：所述无人船包括作为控制系统的主控制器以及连接所述主控制器的河道底泥淤积在线监测设备、河道水质在线监测模块、河道水质采样设备、船体驱动系统以及数据传输模块，当所述无人船通过卫星定位到既定采样点后触发所述主控制器发出采样动作指令，控制所述船体驱动系统使所述无人船停止在所述采样点，并发送至控制指令至所述河道底泥淤积在线监测设备以及河道水质在线监测模块、河道水质采样设备以启动其工作。


2.如权利要求1所述一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其特征在于：所述河道底泥淤积在线监测模块连接所述主控制器，包括测深仪、显示模块、数据存储芯片以及相应的电路连接，所述显示模块、数据存储芯片以及相应的电路连接设置在无人船内，所述测深仪的探头固定在水下预先设定的采样深度位置。


3.如权利要求2所述一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其特征在于：所述无人船底部固定安装一网状吊篮，其底面设有固定所述探头的卡座，以将所述探头固定于所述卡座上。


4.如权利要求3所述一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其特征在于：所述河道水质在线监测模块连接所述主控制器，其包括信息采集模块、显示模块、数据存储芯片以及相应的电路连接组成，所述信息采集模块包括透明度测量仪和氨氮测定仪，所述透明度测量仪的探头固定于所述吊篮中，并通过另一卡座固定，所述氨氮测定仪为箱体结构，放置于所述无人船上。


5.如权利要求4所述一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其特征在于：所述河道水质采样设备包括驱动系统、采样系统以及水样储存系统，所述驱动系统包括多个电机，由所述主控制器驱动，分别驱动所述采样系统以及水样储存系统实现水样采集。


6.如权利要求5所述一种用于河道水质和底泥健康监测的无人船，其特征在于：所述采样系统包括升降杆、设置有水位传感器的采样管、蠕动泵、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华，
申请(专利权)人：上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31