一种具有评价和预测能力的水质在线监测站 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种具有评价和预测能力的水质在线监测站。背景技术：2.在水资源防治保护策略中，对水质优良程度的精确全面把握尤为关键，这是整个防治链路中关键的一环。精准可靠的掌握水质变化是保护水资源的基础，环境水质监测主要指定期或不定期地对水环境中的化学物质、悬浮液、底泥以及整个水质生态系统进行综合监测，同时通过对水质中存在的化学物质数量、含量和变化趋势等加以观察与监测，对水质情况进行合理的判断。通过水质监测能够完整、正确地反映出水质的基本状况，为水质治理工作提供重要依据。3.随着无线监测技术和光伏电池的发展，目前已经有部分学者已经提出并设计了一些可用的水质监测站，但很多仍缺乏基本的分析、评价、预测报警功能，尤其缺乏预测报警功能。但预测水质变化，及时提醒报警危险水质趋向，这正是当前的重要需求。技术实现要素：4.有鉴于此，本发明提供一种具有评价和预测能力的水质在线监测站，包括水质监测箱；5.水质监测箱底部设有浮块，水质监测箱通过浮块浮于水面，6.水质监测箱内设有抽水泵和水质监测盒以及数据存储传送单元；7.所述抽水泵连接一采水探头，所述采水探头穿过水质监测箱底部延伸至水下；所述抽水泵与水质监测盒通过给水管相连，所述水质监测盒内设有水质监测仪和cod传感器、总磷传感器、总氮数字传感器、溶解氧传感器，所述水质监测盒底部设有排水管，所述水质监测仪内集成有氨氮传感器、酸碱度传感器、温度传感器、盐度传感器和浊度传感器；8.所述水质监测仪、cod传感器、总磷传感器、总氮数字传感器、溶解氧传感器均与数据存储传送单元相连，所述抽水泵通过采水探头将水从监测水浴抽至水质监测盒内，所述水质监测仪、cod传感器、总磷传感器、总氮数字传感器、溶解氧传感器实时感测水质监测盒中的水样的水质参数，并将监测到的水质参数发送至数据存储传送单元，保存其收到的水质参数发送至在线平台。9.该监测站还包括预警器和以及设置于预警器内的水质监测芯片，所述水质监测芯片与所述数据存储传送单元相连，水质监测芯片内设有水质预警算法，水质监测芯片实时读取数据存储传送单元内保存的水质参数信息，并通过水质预警算法对水质参数信息比对，水质参数信息超过水质预警算法中预警阈值时，水质监测芯片控制预警器发出预警警报。10.进一步地，还包括太阳能发电箱，所述太阳能发电箱位于水质监测箱顶部，太阳能发电箱表面固定有光伏板，所述太阳能发电箱没设有蓄电池，所述蓄电池上设有逆变器，所述光伏板与所述逆变器、蓄电池依次相连，所述蓄电池同时与抽水泵、水质监测仪、cod传感器、总磷传感器、总氮数字传感器、溶解氧传感器、数据存储传送单元相连。11.进一步地，所述采水探头为一锥形管体，其内设有多个汲水管，汲水管上端均与所述抽水泵相连，所述锥形管体侧壁设有多个采水孔。12.进一步地，所述抽水泵和所述水质监测盒之间设有过滤器，所述过滤器过滤进入水质监测盒水中固体杂质。13.进一步地，所述太阳能发电箱顶部为球形面，所述光伏板固定于所述太阳能发电箱顶部。14.进一步地，所述排水管上设有感应阀，所述感应阀用于感测水质监测盒内水位高度，水质监测盒内水位高度高于设定阈值后，感应阀自动开启排出水质监测盒内的水。15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有评价和预测能力的水质在线监测站能够实时监测所处水域的水质情况，并存储采集的多种水质数据，实现水质数据的分析功能和基于历史数据的预测和报警功能，完整、正确地反映出水质的基本状况；并能将检测数据向外界传递，在在线平台反映当前水质的状态，可以降低工作人员对水体水质的检测难度，提高工作人员的工作效率。同时该监测站具有太阳能发电组件，能够实现自己供能，自持功能强，减轻工作人员的工作负担。附图说明16.图1是本发明一种具有评价和预测能力的水质在线监测站的结构示意图。17.上述图中：1-水质监测箱，2-太阳能发电箱，3-浮块，4-水探头，5-抽水泵、6-水管，7-过滤器，8-排水管，9-水质监测盒，10-溶解氧传感器，11-cod传感器，12水质检测仪，13-总氮数字传感器，14-总磷传感器，15-数据存储传输单元，16-预警盒，17-预警器，18-逆变器，19-蓄电池。具体实施方式18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。19.请参考图1，一种具有评价和预测能力的水质在线监测站，包括水质监测箱1；水质监测箱1为中空矩形箱体结构。20.水质监测箱1底部设有浮块3，浮块3贴紧固定于水质监测箱1上水质监测箱3通过浮块浮3位于需要监测水域水面。水质监测箱1内设有抽水泵5和水质监测盒9以及数据存储传送单元。21.抽水泵5和水质监测盒9均固定于水质监测箱1底部，所述抽水泵5连接一采水探头4，所述采水探头4穿过水质监测箱底部延伸至水下；本实施例中，所述采水探头4为一锥形管体，其内设有多个汲水管，汲水管上端均与所述抽水泵5相连，所述锥形管体侧壁设有多个采水孔，采水孔可以防止部分浮游杂质进入汲水管内，所述抽水泵5与水质监测盒9通过两给水管相连，所述水质监测盒9内设有水质监测仪12和cod传感器11、溶解氧传感器10，总氮数字传感器13、总磷传感器14，所述水质监测盒底部设有排水管8，所述水质监测仪内集成有氨氮传感器、酸碱度传感器、温度传感器、盐度传感器和浊度传感器，cod传感器11、总磷传感器14、总氮数字传感器13、氧溶解传感器10和水质监测仪12可以检测水质监测盒9内水样中化学需氧量(chemical oxygen demand,cod)、总磷含量(total phosphorus,tp)、总氮含量(total nitrogen,tn)、氧溶解度(do)、氨氮含量(ammonia nitrogen,nh3-n)、酸碱值(ph)、温度、盐度和浊度的水质数据。22.所述水质监测仪12、cod传感器11、总磷传感器14、总氮数字传感器13、氧溶解传感器10均与数据存储传送单元15相连，所述抽水泵5通过采水探头4将水从监测水域抽至水质监测盒9内，所述水质监测仪12、cod传感器11、总磷传感器14、总氮数字传感器13、氧溶解传感器10实时感测水质监测盒9中的水的水质参数，并将监测到的水质参数发送至数据存储传送单元15，储传送单元15保存其收到的水质参数发送至在线平台。23.进一步地，该在线监测站还包括太阳能发电箱2，所述太阳能发电箱2位于水质监测箱1顶部，所述太阳能发电箱2顶部为球形面。太阳能发电箱2表面固定有光伏板，所述光伏板固定于所述太阳能发电箱2顶部，所述太阳能发电箱内设有蓄电池19，所述蓄电池19上方设有逆变器18，所述光伏板与所述逆变器18、蓄电池19依次相连，所述蓄电池19同时与抽水泵5、水质监测仪12、cod传感器11、总磷传感器14、总氮数字传感器13、氧溶解传感器10、数据存储传送单元15相连。24.进一步地，该在线监测站还包括预警盒16，预警盒16内设有预警器17，预警器17以及设置于预警器17内的水质监测芯片，所述水质监测芯片与所述数据存储传送单元15相连，水质监测芯片内设有水质预警算法(水质预警算法包括水质评价算法和水质预测算法，水质评价算法标准采用标准gb3838—2002[3]评价标准，评价方法采用单项标准指数法确定地表水水质类别；水质预测算法采用基于lstm的水质预测方法)，水质监测芯片实时读取数据存储传送单元14内保存的水质参数信息，并通过水质预警算法对水质参数信息比对，水质参数信息超过水质预警算法中预警阈值时，水质监测芯片控制预警器17发出预警警报。[0025]进一步地，所述抽水泵5和所述水质监测盒9之间设有过滤器7，所述过滤器7过滤进入水质监测盒9水中固体杂质。[0026]进一步地，所述排水管8上设有感应阀，所述感应阀用于感测水质监测盒9内水位高度，水质监测盒内9水位高度高于设定阈值后，感应阀自动开启排出水质监测盒9内的水。[0027]本发明一种具有评价和预测能力的水质在线监测站的工作过程为：抽水泵5周期性启动，通过采水探头4内汲水管将所在区域水样抽取至水质监测箱9内，水质监测箱9内的、cod传感器11、总磷传感器14、总氮数字传感器13、氧溶解传感器10和水质监测仪12获取水样的水质信息(化学需氧量、总磷含量、总氮含量、氧溶解度、氨氮含量、酸碱值、温度、盐度和浊度)，并将采集到的水质信息发送至数据存储传送单元15，数据存储传送单元15将水质信息的数据存储后，发送至在线平台；同时预警器17内水质监测芯片读取数据存储传送单元15内存储的水质信息数据，并利用水质预警算法(水质预警算法包括水质评价算法和水质预测算法，质评价标准采用标准gb3838—2002[3]，评价方法采用单项标准指数法确定地表水水质类别；水质预测算法采用基于lstm的水质预测方法)对水质参数信息比对，水质参数信息超过水质预警算法中预警阈值时，水质监测芯片控制预警器17发出预警警报。[0028]在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。[0029]在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。[0030]以上所述仅为本发明的较佳实施例，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，均应包含在本发明的保护范围之内。









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