(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221084238 8.4 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 三峡大学 地址 443002 湖北省宜昌市西陵区大 学路8 号 (72)发明人 赵星星　纪道斌　龙良红　杨正健　 裘思谦　季鑫鑫　成再强　徐慧　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 专利代理师 张晓博 (51)Int.Cl. G01N 33/18(2006.01) G01N 35/00(2006.01) G01K 13/00(2021.01) G01R 27/22(2006.01)G01S 19/42(2010.01) G08B 17/10(2006.01) G08C 17/02(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 大水深断面水质自动检测系统 (57)摘要 本发明提供了一种大水深断面水质自动检 测系统， 涉及水质自动检测技术领域， 旨在解决 监测深度不够、 监测环境预判不足、 数据采集、 传 输与终端决策系统连接不紧密的问题， 采用的技 术方案是， 包括微型站房机柜， 所述微型站房机 柜上设有供电系统、 控制单元、 卷扬单元、 辅助安 防单元、 监测分析单元和信号传输系统； 利用C# 开发具备智 能控制、 自动采集存储数据、 自动传 输功能的中央控制主机， 集 成适用于长期大水深 水质监测的传感器和水深控制单元对大水深垂 直断面水质特性进行自动监测， 利用现代无线通 信技术将数据自动 传输到后方中心服务器， 研发 数据管理系统对监测数据进行检查、 查询、 统计 分析和监测预警。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 115184571 A 2022.10.14 CN 115184571 A 1.大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 包括微型站房机柜(1)， 所述微型站房 机柜(1)上设有供电系统、 控制单元(3)、 卷扬单元、 辅助安防单元、 监测分析单元(15)和信 号传输系统， 所述控制单元(3)与所述供电系统、 所述卷扬单元、 所述辅助安防单元、 所述监 测分析单元(15)和所述信号传输系统连接 。 2.根据权利要求1所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 所述微型站房机 柜(1)为壳体， 所述微型站房机柜(1)的边框处铁有防水橡胶条， 所述微型站房机柜(1)底部 设有若干福马轮(12)。 3.根据权利要求1所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 所述供电系统还 包括USB电源(5)、 配电箱(6)和蓄电池(8)， 所述蓄电池(8)设有两组。 4.根据权利要求1所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 所述控制单元 (3)还包括DAM0404A控制器、 GPS 模块、 无线路由器和电机调速器， 所述DAM0404A控制器与所 述GPS模块、 所述无线路由器连接， 所述GPS模块还连接有GPS天线， 所述DAM0404A控制器与 所述监测分析 单元(15)和辅助安防单 元连接。 5.根据权利要求1所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 所述监测分析单 元(15)为多参数水质传感器， 所述监测分析单元(15)上设有温度传感器、 PH传感器、 导电率 传感器、 叶绿素a传感器和溶解氧传感器。 6.根据权利要求1所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 卷扬单元还包括 拨线装置(9)、 卷扬机(10)和电缆(11)， 所述电缆(11)一端缠绕在所述卷扬机(10)上， 所述 电缆(11)的另一端与所述 监测分析 单元(15)连接 。 7.根据权利要求6所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 所述拨线装置 (9)为工字支撑杆， 且内设有顺线滑槽， 所述拨线装置(9)的两端均设有定滑轮。 8.根据权利要求6所述的大水深断面水质自动 检测系统， 其特征在于： 所述电缆(11)包 括多芯屏蔽线(1103)和钢丝绳(1107)， 所述多芯屏蔽线(1103)和所述钢丝绳(1107)外部包 裹有编织线套(1106)， 所述多芯屏蔽线(1103)还包括电源 ‑极线(1101)、 电源+极线(1102)、 信号线A+(1 104)和信号线B ‑(1105)。 9.根据权利要求1所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 所述辅助安防单 元还包括烟雾报警器(2)、 摄像头(4)和空调(7)， 所述微型站房机柜(1)上还设有支撑架， 所 述摄像头(4)设在所述支撑架的顶部， 所述烟雾报警器(2)和所述空调(7)设在所述微型站 房机柜(1)的内部 。 10.根据权利要求1所述的大水深断面水质自动检测系统， 其特征在于： 所述微型站房 机柜(1)上通过安装杆(13)安装有声呐测深仪(14)， 所述声呐测深仪(14)与所述控制单元 (3)连接。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115184571 A 2大水深断面水质自动检测系统 技术领域 [0001]本发明涉及水质自动检测技 术领域， 具体为大 水深断面水质自动检测系统。 背景技术 [0002]近年来， 随着经济社会的飞速发展与气候条件的不断恶化， 水库及湖泊水环境问 题日趋严重， 全国范围内的水库及湖泊水华问题突出， 水质恶化及湖库富营养化不仅危及 人类用水安全与生物多样性， 也不符合 我国生态文明建设的总体要求， 水环境问题因此受 到越来越多的关注。 基于水质改善及水华防控的需求， 需要对水库及湖泊的水质指标进行 长期高频监测， 获取实时数据并进行广泛分析， 对监测区域的水环境容量及水华暴发风险 做出全局研判， 从整体上反映真实的水环境基本状况。 现如今， “人海战术式 ”的现场监测仍 然是我国水环境监测的主要方式， 为节约人力成本， 提高工作效率及监测精度， 有必 要研发 高频多参数 水质自动监测系统(站)， 实现水质多参数在线监测。 [0003]现有的水质监测系统(站)大致可分为两类： (1)定点式水质监测系统(站)， 如浮标 站和潜标站， 其中在湖库水体中应用最广且数量最多的为浮标站， 即使用高强度、 大浮力材 料的浮漂挂载水质监测设备实现表层定点水质自动监测， 并通过锚链与沉底的配重相连来 维持浮体稳定性。 此类水质监测站在实际操作中存在以下问题： [0004]中国发明专利CN  108535443  A公开了一种浮标水质监测装置， 这类水质监测站的 使用需要将电池板、 控制箱、 水质传感器及传输线缆集成布 放在水面上， 并固定水质传感器 至水下0‑0.5m范围进行水质监测 。 虽然该类浮标站在水密性上做了相应处理， 一定程度上 减少了电路仪器设备受损的风险， 但长期监测 也会导致元件受潮， 且无法保证在河道型或 海洋等大径流量冲刷或含能潮汐环境中的稳定运行； 此外， 当监测耗材需要维修及更换或 出现供电故障时， 监测人员无法及时获取相关信息并迅速作出决策； 更重要的是， 由于是单 点单深度水质监测， 仅能在有限范围内获取待测水体的表层水质参数， 仅 凭近表层水质数 据无法深刻了解待测水环境的剖面水质动态特征及其演 变规律， 因此不利于管理者与决策 者及早作出进一 步决策。 [0005]在实际工作 中， 往往需要对同一监测点位的不同深度水体进行剖面水质监测， 更 多时候为了捕捉其时间变换规律， 甚至需要对同一监测点位进行长时间多次重复监测， 因 此造成了人力及财力的浪费， 工作效率低下。 [0006]在此背景下， 中国发明专利CN  105137021  B公开了一种多参数水质垂向动态 数据 采集方法， 该方法通过设计的微控制器进行缆线的下放速动控制， 以此来达到监测完整垂 向水质剖面的目的， 不仅 实现了垂向断面的监测， 更在设计过程中注重了关键水层水质参 数的精细捕捉， 但该设备不具备专门的仪器探底功能， 无法事 先获取待测水体的深度， 在一 般湖泊及饮用水源地水库中应用尚可， 但不适用于三峡水库这种 水位大幅变动的水库； 此 外， 设备的布放仅限于替代人工的单次下放动作， 不具备长期野外定点重复监测及数据上 传的能力， 下放过程中反复的结果传输 ‑电脑分析 ‑指令传回的动作受限于电脑的处理速 度， 不利于高效水质监测。说　明　书 1/7 页 3 CN 115184571 A 3