一种水质监测与水深测量系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术涉及通讯技术领域，且公开了一种水质监测与水深测量系统及其监测方法，其中系统包括可见光分界仪模块，所述可见光分界仪模块通过线缆连接有配置转换单元的水深检测模块，所述水深检测模块的输出端通过所述转换单元设置有系统控制软件单元，所述系统控制软件单元的输出端设置有对系统数据进行存储和安全保护的数据库

【技术实现步骤摘要】
一种水质监测与水深测量系统及其监测方法


[0001]本专利技术涉及通讯
，具体为一种水质监测与水深测量系统及其监测方法
。

技术介绍

[0002]在洗煤
、
金属选厂
、
污水处理
、
冶金
、
石油化工
、
发电和充填站等浓缩工艺场景会需要对其固液分层界面进行测量与分析，而随着时代发展，数字化已是大势所趋，企业数字化
、
政务数字化和工业数字化等等在当下时代已是不可逆的发展方向，同时在数字化的进程中，固液分层界面的测量与分析准确越来越引起大众社会的关注，目前固液分层界面的测量与分析有多种方法，包括超声波检测
、
激光检测和光学检测
。
[0003]而其中传统的超声波界面仪在在固液分层界面使用检测中，存在着信号出现误报，或界面检测不可靠等问题，而造成检测结果的误差，已无法满足目前的洗煤
、
金属选厂
、
污水处理
、
冶金
、
石油化工
、
发电和充填站等浓缩工艺场景的需求
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种水质监测与水深测量系统及其监测方法，具备具备自诊断功能
、
精确测量液位及泥浆界面高度，实现不同工艺状态的监测和自动报警等优点，解决了传统超声波界面仪在在固液分层界面使用检测中，存在着信号出现误报，或界面检测不可靠的问题
。
[0005]为实现上述具备自诊断功能
、
精确测量液位及泥浆界面高度，实现不同工艺状态的监测和自动报警目的，本专利技术提供如下技术方案：一种水质监测与水深测量系统，包括可见光分界仪模块，所述可见光分界仪模块通过线缆连接有配置转换单元的水深检测模块，所述水深检测模块的输出端通过所述转换单元设置有系统控制软件单元，所述系统控制软件单元的输出端设置有对系统数据进行存储和安全保护的数据库；所述可见光分界仪模块包括灯光驱动与接收单元
、
姿态检测单元和数据处理电路单元；所述灯光驱动与接收单元，用于对灯光进行驱动和感应，来通过光学测量原理进行水体浑浊程度的监测；所述姿态检测单元，用于在所述可见光分界仪模块进入水体时进行实时姿态检测；所述数据处理电路单元，用于对所述灯光驱动与接收单元和姿态检测单元的接收数据进行处理
。
[0006]优选的，所述灯光驱动与接收单元包括驱动控制单元
、LED
灯
、
可见光接收器单元和光信号处理电路单元；其中所述驱动控制单元，通过
PWM
信号来控制所述
LED
灯电路的导通和截止；所述可见光接收器单元，由可见光探测器加第一偏置电压电路组成；所述光信号处理电路单元，由第一模拟放大电路
、
模拟滤波电路和第二偏置电压
电路组成
。
[0007]优选的，所述驱动控制单元的电路通过电力线与所述
LED
灯电连接，且所述
LED
灯与所述光信号处理电路单元的电路连接在一起
。
[0008]优选的，所述姿态检测单元由九轴陀螺仪芯片电路和第二模拟放大电路组成，可以通过计算当前所述可见光分界仪模块的姿态，将得到的数据传输回所述数据处理电路单元做运算处理，来判断所述可见光分界仪模块姿态是否正确
。
[0009]优选的，所述数据处理电路单元包括
ADC
电路单元
、UART
电路单元
、PWM
单元和数据处理器单元；所述
ADC
电路单元，用于处理转换所述可见光接收器单元的数据，将其传输给所述数据处理器单元；所述
UART
电路单元，用于将所述姿态检测单元检测的数据传输给所述数据处理器单元；所述数据处理器单元，主要是对所述
ADC
电路单元的数据进行处理和输出对应的一些功能或者上传信息数据；所述
PWM
单元，用于将所述数据处理器单元输出的
PWM
信号传输到所述驱动控制单元
。
[0010]优选的，所述水深检测模块包括绞盘
、
入水线缆和编码器单元；所述绞盘，用于控制所述可见光分界仪模块的下降速度；所述入水线缆，可为所述可见光分界仪模块提供电能以及将所述可见光分界仪模块检测的数据传输到所述系统控制软件单元；所述编码器单元，将采集的所述可见光分界仪模块的下降深度及水深测量数据传输到所述系统控制软件单元
。
[0011]优选的，所述系统控制软件单元包括用于接收来自所述可见光分界仪模块的各种原始信息数据的接收协议及数据单元
、
对接收到的所述原始信息数据进行解调处理的接收数据处理单元
、
所述可见光分界仪模块出现状况时发生警报声的报警单元和显示端
。
[0012]优选的，所述数据库的系统数据存储包含系统控制数据和系统传感采集数据，并支持任意文件格式存储，所述系统传感采集包含采集时间
、
次数和工作状态等等相关信息日志
。
[0013]一种水质监测与水深测量系统的监测方法，包括如下步骤：1）用前检查，首先需要工作人员打开系统电源，查看
LED
灯是否正常工作，系统控制软件单元是否正常启动；2）入水监测，随后通过绞盘控制入水线缆将可见光分界仪模块匀速放入将要探测的水体中，在匀速放入的过程中时刻注意报警单元是否有警报声响起；3）情况判断，如有警报，需要通过系统控制软件单元判断警报情况属于可见光分界仪模块未触底但姿态出现异常
、
可见光分界仪模块触底
、
可见光分界仪模块下落过程中出现水质等级跳跃较大等三种情况中那一种情况类型或那几种组合情况发生；4）水体监测，如无警报，则正常通过灯光驱动与接收单元和水深检测模块对水体内浑浊程度
、
液位高度和淤泥高度进行监测；5）查看监测结果，监测完毕后将可见光分界仪模块收回，通过显示端查看系统控
制软件单元处理后储存在数据库的的数据缓存点，即可了解本次水质监测的结果
。
[0014]与现有技术相比，本专利技术提供了一种水质监测与水深测量系统及其监测方法，具备以下有益效果：
1、
该水质监测与水深测量系统及其监测方法，采用可见光分界仪模块的设置，通过对可见光通信信号强度的衰减判断，采用光学测量原理，再配合水深检测模块的设置，可对液位高度和淤泥高度进行自动检测，且能够对采矿池水体浑浊程度进行监测，提高了监测准确度，实现对高浊度场景的界面诊断，有效避免了传统超声波界面仪的信号误报和界面检测不可靠等问题
。
[0015]2、
该水质监测与水深测量系统及其监测方法，通过姿态检测单元的设置，可以对可见光分界仪模块入水探测时进行姿态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水质监测与水深测量系统，其特征在于：包括可见光分界仪模块，所述可见光分界仪模块通过线缆连接有配置转换单元的水深检测模块，所述水深检测模块的输出端通过所述转换单元设置有系统控制软件单元，所述系统控制软件单元的输出端设置有对系统数据进行存储和安全保护的数据库；所述可见光分界仪模块包括灯光驱动与接收单元
、
姿态检测单元和数据处理电路单元；所述灯光驱动与接收单元，用于对灯光进行驱动和感应，来通过光学测量原理进行水体浑浊程度的监测；所述姿态检测单元，用于在所述可见光分界仪模块进入水体时进行实时姿态检测；所述数据处理电路单元，用于对所述灯光驱动与接收单元和姿态检测单元的接收数据进行处理
。2.
根据权利要求1所述的一种水质监测与水深测量系统，其特征在于：所述灯光驱动与接收单元包括驱动控制单元
、LED
灯
、
可见光接收器单元和光信号处理电路单元；其中所述驱动控制单元，通过
PWM
信号来控制所述
LED
灯电路的导通和截止；所述可见光接收器单元，由可见光探测器加第一偏置电压电路组成；所述光信号处理电路单元，由第一模拟放大电路
、
模拟滤波电路和第二偏置电压电路组成
。3.
根据权利要求2所述的一种水质监测与水深测量系统，其特征在于：所述驱动控制单元的电路通过电力线与所述
LED
灯电连接，且所述
LED
灯与所述光信号处理电路单元的电路连接在一起
。4.
根据权利要求1所述的一种水质监测与水深测量系统，其特征在于：所述姿态检测单元由九轴陀螺仪芯片电路和第二模拟放大电路组成，可以通过计算当前所述可见光分界仪模块的姿态，将得到的数据传输回所述数据处理电路单元做运算处理，来判断所述可见光分界仪模块姿态是否正确
。5.
根据权利要求1所述的一种水质监测与水深测量系统，其特征在于：所述数据处理电路单元包括
ADC
电路单元
、UART
电路单元
、PWM
单元和数据处理器单元；所述
ADC
电路单元，用于处理转换所述可见光接收器单元的数据，将其传输给所述数据处理器单元；所述
UART
电路单元，用于将所述姿态检测单元检测的数据传输给所述数据处理器单元；所述数据处理器单元，主要是对所述
AD...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱斌斌，杨彦兵，蔡显华，张小鹏，
申请(专利权)人：深圳华创芯光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：