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原文传递一种智能地域饮用水污染源检测设备

专利名称：	一种智能地域饮用水污染源检测设备
摘要：	本发明涉及一种智能地域饮用水污染源检测设备。本发明提供了一种将光谱检测和图像检测结合的检测水中污染物的装置，可以克服单一检测方式的缺陷，提供检测的准确度；提供了可以应用于水域的检测航船，该装置可以在云端主机的控制下进行大面积水体的污染物的检测，并将检测结果智能的显示在显示装置上；云端主机可以自动识别最高浓度的污染物位置，并标记为疑似污染源。提供了一种新的水下长光程池，利用了超疏水结构的特性，在水下形成全反射，并设置了可以自动清洗的超声清洗装置和可以补充气体的吹气装置，保证了装置的长久稳定的运行。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广西;45
申请人：	钦州学院
发明人：	唐兆民;王玉玲;谢永福;张小军;唐启师
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201811633263.0
公开号：	CN109765350A
代理机构：	青岛致嘉知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李浩成
分类号：	G01N33/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	535011 广西壮族自治区钦州市滨海新城滨海大道12号
主权项：	1.一种智能地域饮用水污染源检测设备，其特征在于包括云端主机、显示装置和航船（1）；航船（1）内设置有光检测机构和图检测机构，分别进行水下的光学检测和水上的图像检测；航船（1）设置有太阳能电池（7），可以长时间运行；航船（1）内设置有GPS装置，可以在检测时实时定位；航船（1）将收集的位置信息、光学检测数据和图像检测数据发送至云端主机，云端主机根据位置信息、光学检测数据和图像检测数据综合处理的结果，在显示装置上显示疑似污染源位置。 2.根据权利要求1所述的一种智能地域饮用水污染源检测设备，其特征在于：所述航船（1）包括航船控制器、光检控制器、GPS、太阳能电池（7）、超声测距仪（10）、电池组、图检控制器、运动控制器；航船控制器连接光检控制器、GPS、太阳能电池（7）、超声测距仪（10）、电池组、图检控制器、运动控制器；光检控制器连接斩光器（63）、检测光源（64）、光探测器（65）、长光程池（6）、超声清洗器（68）、吹气装置；图检控制器连接颜色识别器，颜色识别器连接摄像头（9）；运动控制器连接螺旋桨（3）和船舵（4）；太阳能电池（7）为电池组充电。 3.根据权利要求2所述的一种智能地域饮用水污染源检测设备，其特征在于：航船（1）整体呈椭球状，包括椭球形外壳（2），水平方向的长度大于竖直方向的长度；椭球形外壳（2）水平方向的一端下侧设置有螺旋桨（3），螺旋桨（3）的下侧靠近椭球形外壳（2）中下部设置有船舵（4）；螺旋桨（3）为航船（1）提供前进动力，船舵（4）控制航船（1）的前进方向；航船（1）椭球形外壳（2）的水平方向的赤道上间隔设置有多个超声测距仪（10），超声测距仪（10）测距方向与超声测距仪（10）所在位置的椭球形外壳（2）的切面垂直；椭球型外壳的底部设置有光检测支架（5），光检测支架（5）底部连接有长光程池（6）；长光程池（6）呈长方体形，长光程池（6）的较长边与椭球形外壳（2）的长轴平行；长光程池（6）的与椭球形外壳（2）的长轴垂直的两个面开放，保证水可以从长光程池（6）中穿过，长光程池（6）的其余四个面封闭；椭球型外壳的顶部铺设有太阳能电池（7），太阳能电池（7）的顶部设置有摄像头支架（8）和摄像头（9），整个航船（1）的部件连接均采用密封连接，航船（1）底部的重量大于顶部的重量，因此航船（1）不会侧翻，且控制航船（1）的配重使得航船（1）在水中航行时，水面位于航船（1）的水平方向的赤道与太阳能电池（7）之间。 4.根据权利要求3所述的一种智能地域饮用水污染源检测设备，其特征在于：长光程池（6）的顶部设置有入光口（61）和出光口（62），入光口（61）和出光口（62）均与长光程池（6）的顶部具有一定的夹角，入光口（61）和出光口（62）均设置有密封窗，不会有水通过；入光口（61）的上部设置有斩光器（63），斩光器（63）的上部设置有检测光源（64），检测光源（64）发射全波段的光；斩光器（63）的透光部分布置有多个滤光片（631），斩波器旋转时，检测光源（64）发出的光会被不同的滤光片（631）过滤成多个波长的脉冲光，多个波长的脉冲光先后穿过入光口（61）进入长光程池（6）；出光口（62）的上部设置有光探测器（65），光探测器（65）接收由入光口（61）射入并经过长光程池（6）反射的光，并将光信号转化成电信号；长光程池（6）的顶面（66）和底面（67）为反射面，顶面（66）和底面（67）采用超疏水材料构成；超疏水材料在水下时，水不会与超疏水材料接触，从而超疏水材料的表面会保留一层空气薄膜，当光在水与空气的界面发生反射时，如果入射角度满足要求就会发生全反射；因此入光口（61）和出光口（62）的角度设置为保证光可以在长光程池（6）的顶面（66）和底面（67）发生多次全反射；在长光程池（6）的顶面（66）和底面（67）的反射位置的外侧设置有多个超声清洗器（68），使用超声振动对反射位置可能存在的杂质进行振动去除；长光程池（6）的顶面（66）设置有进气管（69），进气管（69）的另一端连接吹气装置，进气管（69）用于在进行超声清洗时向长光程池（6）内吹入空气；斩波器上滤光片（631）的透射波长对应于多个污染物的特征吸收波长，由于光源的发光曲线是已知的，因此由光检测器检测多种特征波长的吸收率数据；航船控制器将检测到的多种特征波长的吸收率数据和检测时的GPS位置数据发送给云端主机。 5.根据权利要求4所述的一种智能地域饮用水污染源检测设备，其特征在于：太阳能电池（7）铺设在航船（1）的顶部，太阳能电池（7）为航船（1）内部的电池组充电；摄像头（9）拍摄角度对准水面，摄像头（9）拍摄的图像经过颜色识别器识别为颜色的RGB值，航船控制器将RGB值数据和拍摄时的GPS位置数据发送给云端主机。 6.根据权利要求5所述的一种智能地域饮用水污染源检测设备，其特征在于：云端主机内部存储有水域的地图数据，云端主机将检测轨迹发送给航船控制器，航船控制器根据收到的检测轨迹进行航行，并同时进行光学检测和图像检测；当航船（1）将光学检测数据和图像检测数据发送回云端主机，云端主机自动计算该GPS位置对应的污染物种类和浓度数据，并将污染物种类和浓度数据显示在显示装置上；云端主机将污染物浓度最大的位置进行标记，标记为疑似污染源。 7.根据权利要求6所述的一种智能地域饮用水污染源检测设备，其特征在于：超声测距仪（10）间隔检测航船（1）与障碍物之间的距离，当检测到障碍物距离航船（1）小于阈值时，将警报信号发送至航船控制器，航船控制器根据发送警报的超声测距仪（10）的位置调整航行方向，避让障碍物。
所属类别：	发明专利