排污河道自动监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种排污河道自动监测系统及方法，包括针对每个排污管道设置的第一支架和传感光纤，第一支架位于其排污管道的正上方且铺设在土壤内，各个第一支架中的传感光纤依次相连后与远程监测装置连接，针对每个第一支架，其传感光纤的一端从第一支撑管的一端穿入后，从第一支撑管与第二支撑管固定位置处的第一通孔穿出，在第二支撑管和第三支撑管之间绕置两圈，使两者之间形成竖直正对的两层前置光纤段后，穿入第一支撑管内，从第一支撑管的另一端穿出，传感光纤分别与第一支撑管的两端固定连接，两层前置光纤段到排污管道的竖直距离不同，初始状态下，两层前置光纤段与排污管道正交。本发明专利技术利用传感光纤可实现排污量测量，不易被损坏。不易被损坏。不易被损坏。

【技术实现步骤摘要】
排污河道自动监测系统及方法


[0001]本专利技术属于光纤检测领域，具体涉及一种排污河道自动监测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，我国的污水排放量已越来越大，已造成地表水的严重污染，环境质量呈现不断恶化趋势。国家及各省市地区日趋重视生态环境的保护，在水资源污染方面不断加强治理，保护水源及河道，但因为环境保护意识的淡薄及利益的驱使等诸多因素，随意偷排、乱排污水，造成环境严重污染的情况时有发生。因此，在监测监管污水排放方面也要加大投入，加强环境监测力度，建立河道污水偷排在线监测系统，掌握排水入河规律及情况，提高河道管理能力，势在必行。
[0003]目前在对排污管道排入河道的排污量进行监测时，通常采用流量计的方式，这种方式虽然可以实现排污量监测，但是流量计通常置于排污管道的排污口处，很容易被破坏，且遇到人为破坏时无法对破坏行为进行预警，在流量计破坏期间无法对排污量进行监测，从而导致排污量监测不连贯。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种排污河道自动监测系统及方法，以解决目前利用流量计对排污量进行监测时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排污河道自动监测系统，其特征在于，包括针对每个排污管道设置的第一支架和传感光纤，所述排污管道前后设置，所述第一支架位于其排污管道的正上方且铺设在土壤内，其中每个第一支架均包括第一支撑管以及分别与该第一支撑管固定连接的第二支撑管和第三支撑管，各个第一支架中的传感光纤依次相连后与远程监测装置连接，针对每个第一支架，其传感光纤的一端从该第一支撑管的一端穿入后，从该第一支撑管与第二支撑管固定位置处的第一通孔穿出，在所述第二支撑管和第三支撑管之间绕置两圈，使所述第二支撑管和第三支撑管之间形成竖直正对的两层前置光纤段后，穿入所述第一支撑管内，从该第一支撑管的另一端穿出，所述传感光纤分别与该第一支撑管的两端固定连接，两层前置光纤段到所述排污管道的竖直距离不同，初始状态下，所述两层前置光纤段横向左右设置且与该排污管道正交；所述远程监测装置向传感光纤发送激光信号，针对每个传感光纤，所述传感光纤在接收到该激光信号后，将背向散射光信号反向传输回所述远程监测装置；所述远程监测装置根据所述背向散射光信号，确定该传感光纤的两层前置光纤段上各个测量点的振幅，根据其中一层前置光纤段上各个测量点振幅的大小关系、所述两层前置光纤段上对应测量点测得的振幅以及所述对应测量点与其振源点之间的空间几何关系，建立方程式组，求出该第一支架与该排污管道之间的竖直距离；根据所述竖直距离，确定所述排污管道的排污量。2.根据权利要求1所述的排污河道自动监测系统，其特征在于，所述第二支撑管和第三支撑管的自由端设有两对相对设置的通孔，其中第一对通孔位于第二对通孔的正上方，初始状态下，两对通孔设置方向与该排污管道所在方向垂直；所述传感光纤从所述第一通孔穿出后，从所述第二支撑管外侧穿过所述第一对通孔，而后从第三支撑管外侧穿过所述第二对通孔，所述传感光纤从所述第二对通孔穿出后，穿入所述第一通孔内，最后沿着所述第一支撑管布设，从该第一支撑管的另一端穿出；所述第一支撑管、第二支撑管和第三支撑管始终处于同一平面上。3.根据权利要求1或2所述的排污河道自动监测系统，其特征在于，还包括针对每个排污管道设置的第二支架，所述第二支架与该第一支架的结构相同，所述第二支架与该排污管道固定连接，且位于所述第一支架的前方，所述传感光纤从所述第一支架的第一支撑管的另一端穿出后，穿入所述第二支架的第一支撑管内，接着从该第一支撑管与第二支撑管固定位置处的第一通孔穿出，在所述第二支撑管和第三支撑管之间绕置两圈，使所述第二支撑管和第三支撑管之间形成竖直正对的两层前置光纤段后，穿入所述第一支撑管内，从该第一支撑管的另一端穿出；所述第二支架上形成的前置光纤段横向左右设置且与该排污管道正交；所述第二支架与第一支架之间留有设定裕量的传感光纤。4.一种权利要求1至3中任意一项所述排污河道自动监测系统的监测方法，其特征在于，远程监测装置按照以下步骤进行排污量监测：步骤S110、向传感光纤发送激光信号，针对每个第一支架，其传感光纤在接收到该激光信号后，将背向散射光信号反向传输给所述远程监测装置；所述远程监测装置根据所述背向散射光信号，确定该传感光纤的两层前置光纤段上各个测量点的振幅；步骤S120、根据第一层前置光纤段上各个测量点振幅的大小关系，确定该第一层前置光纤段上振幅相同的两个测量点：第一测量点Q1和第二测量点Q2，其中将第二层前置光纤段上与所述第一测量点Q1竖直正对的点作为第三测量点Q3，将所述第二层前置光纤段上与
所述第二测量点Q2竖直正对的点作为第四测量点Q4；步骤S130、针对所述两层前置光纤段上竖直正对的每对测量点，将该对测量点的振幅以及所述两层前置光纤段之间的竖直距离，代入该排污管道在竖直方向上的振动纵波衰减模型中，判断该振动纵波衰减模型是否成立，若成立，则将该对测量点分别作为对应层前置光纤段上的当前正交测量点，所述当前正交测量点位于所述排污管道正上方；步骤S140、根据四个测量点Q1～Q4测得的振幅以及所述四个测量点Q1～Q4与振源点之间的空间几何关系，建立方程式组，求出该第一支架与该排污管道之间的竖直距离；步骤S150、根据所述竖直距离，确定所述排污管道的排污量。5.根据权利要求4所述的监测方法，其特征在于，在所述步骤S140之前，还包括：判断所述第一测量点Q1和第二测量点Q2分别到所述第一层前置光纤段上当前正交测量点Q8的距离是否相等，若相等，则表示所述第一支架相对于该排污管道可能发生了移位，但所述两层前置光纤段仍保持与所述排污管道正交，所述四个测量点Q1～Q4的振动源相同，首先执行步骤S140，接着执行确定所述第一支架在左右方向上移动距离的步骤S170，以及确定所述第一支架在前后方向上移动距离的步骤S190，最后执行所述步骤S150；否则，表示第一支架相对于该排污管道发生了移位，且所述两层前置光纤段不再与所述排污管道正交，执行步骤S160；步骤S160、根据所述四个测量点Q1～Q4测得的振幅、所述四个测量点Q1～Q4与其振源点之间的空间几何关系以及确定的所述两个测量点Q1～Q2分别到该第一层前置光纤段上当前正交测量点Q8的距离，建立方程式组，求出该第一支架与该排污管道之间的竖直距离，接着执行确定所述第一支架在左右方向上移动距离的步骤S180，以及确定所述第一支架在前后方向上移动距离的步骤S190，最后执行所述步骤S150。6.根据权利要求4或5所述的监测方法，其特征在于，所述步骤S140具体包括：步骤S141、四个测量点Q1～Q4的振动源相同，均为振动源Q5，设所述第一测量点Q1和第二测量点Q2到振源点Q5之间的距离为D
01
，所述第三测量点Q3和第四测量点Q4到所述振源点Q5之间的距离为D
02
，所述振源点的振幅为B0，所述第一测量点Q1和第二测量点Q2测得的振幅为A1，第三测量点Q3和第四测量点Q4测得的振幅为A2，其中D
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、D
02
和B0这三个参数为未知参数，A1和A2已知，针对所述第一测量点Q1，将A1、B0和D
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代入所述排污管道在横向方向上的振动横波衰减模型中，形成第一方程式；针对所述第三测量点Q3，将A2、B0和D
02
代入所述排污管道在横向方向上的振动横波衰减模型中，形成第二方程式；步骤S142、设下层前置光纤段到所述振源点Q5的竖直距离为h，四个测量点Q1～Q4的振源点相同，四者到其振源点Q5的横向距离，即为所述四个测量点Q1～Q4到其所在层当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，尹国路，
申请(专利权)人：重庆塔科智感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：