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专利号: 2023103518416
申请人: 云南碧翔物联网科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种环境污染物的自动监测系统,包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分包括污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块,所述软件部分包括数据收集模块、数据处理器和制图模块,其特征在于:所述污染物传感器阵列和巡检模块内均安装定位模块,所述污染物传感器阵列和巡检模块均与数据收集模块电信号连接,所述数据收集模块和数据处理器电信号连接,所述污染物传感器阵列内置定时模块;

所述污染物传感器阵列,用于固定安装在目标区域的一处,检测周围介质的受污染情况和环境条件,其中受污染情况包括污染物种类和污染物浓度,所述污染物传感器阵列的排列方法分为广度和深度,其中在深度上污染物传感器排列以1‑10m为间距,监测深度的绝对值为1‑30m,而广度上污染物传感器排列以10‑500m为间距,监测范围包括整个目标区域;

所述巡检模块,用于在目标区域巡回流动,检测周围介质的受污染情况和环境条件,其中包括污染物种类和污染物浓度;

所述定位模块,用于确认污染物传感器阵列和巡检模块的位置;

所述定时模块,用于控制污染物传感器阵列开始工作的时间和工作时长;

所述数据收集模块,用于收集整理污染物传感器阵列、巡检模块和定位模块提供的信息,并将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器;

所述数据处理器,用于分析数据收集模块提供的信息,将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数,利用模糊逻辑算法解析,再辅以位置、深度和时间条件制成报表;

所述制图模块,用于按数据处理器提供的报表,绘制出目标区域内的污染情况三维电子图,电子图按污染传递划分区域,且可以根据深度分层显示;

所述污染物传感器阵列和巡检模块内均设置有检测设备,所述检测设备包括安装台(1),所述安装台(1)的侧面开设有活动口(2),所述安装台(1)的内壁安装有一端延伸入活动口(2)内的检测探头(3),所述活动口(2)的内部设置有取样机构(4),所述取样机构(4)的外侧设置有齿纹(6),所述活动口(2)内壁嵌有与齿纹(6)对应的驱动设备(5),所述取样机构(4)包括活动连接在活动口(2)内的筒件(41),所述筒件(41)的外侧开设有滑槽(42),所述活动口(2)的内壁固定安装有延伸进滑槽(42)内的滑块(13),所述滑块(13)居于滑槽(42)中部,所述筒件(41)的内部开设有两个滑动腔(45),所述筒件(41)的外侧开设有两个分别与滑动腔(45)对应的检测口(46),两个所述检测口(46)分布在检测探头(3)的前后两侧,所述筒件(41)的两端开设有与滑动腔(45)连通的换气孔(47);

两个所述滑动腔(45)的内部均滑动安装有活塞板(48),所述活塞板(48)将滑动腔(45)分成与检测口(46)连通的内侧腔和与换气孔(47)连通的外侧腔,两个所述活塞板(48)之间固定连接有连接杆(49),所述连接杆(49)滑动连接在两个滑动腔(45)之间,两个所述活塞板(48)的表面均开设有两个前后贯穿的安装气孔(410),所述换气孔(47)设置有四个,其中筒件(41)前后各有两个,同侧的两个所述换气孔(47)的开口处安装方向不同的单向阀,所述换气孔(47)和安装气孔(410)的位置对应,所述安装气孔(410)的内部插接有连接气管(411),所述连接气管(411)的另一端插接在换气孔(47)内,所述连接气管(411)的外径小于换气孔(47)的内径,所述筒件(41)的外侧开设有两个与滑动腔(45)对应的滑动口(412),所述活塞板(48)的外侧固定连接有定位连接件(413),所述定位连接件(413)的另一端与活动口(2)的内壁固定连接,所述定位连接件(413)滑动连接在滑动口(412)内;

所述筒件(41)的外侧开设有与检测探头(3)位置对应的安装槽(414),所述安装槽(414)的内部安装有清洁件(415),所述检测探头(3)顶触在清洁件(415)的外侧;

所述清洁件(415)呈环形,且转动连接在安装槽(414)内,所述清洁件(415)的内侧开设有连续的波形纹路,所述连接杆(49)的外侧螺纹连接有滑刻杆(7),所述滑刻杆(7)一端延伸到波形纹路内,所述筒件(41)的外侧开设有与滑刻杆(7)对应的偏移滑动槽(8);

所述活塞板(48)的厚度大于检测口(46)的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种环境污染物的自动监测系统,其特征在于:所述定时模块控制污染物传感器阵列的开启时间包括固定时间和随机时间,其中固定时间为每隔1‑3h整点开启,单次检测时长为3‑10min,随机时间为系统机选时间,所述定时模块24h内启用随机时间不超过5次。

3.根据权利要求2所述的一种环境污染物的自动监测系统,其特征在于:所述污染物传感器阵列的间距根据污染分布情况设定,相邻两个污染物传感器之间的数值差达到5‑10%,且保持72h以上,则在此相邻污染物传感器之间新增一个污染物传感器,相邻三个污染物传感器之间的数值差不超过3%,则取消三者居中的污染物传感器。

4.根据权利要求3所述的一种环境污染物的自动监测系统,其特征在于:所述数据收集模块发生信息时进行实时云备份,且备份数据不可修改。

5.根据权利要求1所述的一种环境污染物的自动监测系统,其特征在于,所述安装台(1)的外侧开设有三对分别与滑块(13)和定位连接件(413)对应的固定螺纹孔(11),所述固定螺纹孔(11)的内部安装有固定螺栓(12),所述滑块(13)通过固定螺栓(12)与活动口(2)内壁固定,所述定位连接件(413)通过固定螺栓(12)与活动口(2)内壁固定,所述筒件(41)分为上下两半,所述筒件(41)的上方开设有贯穿两半筒件(41)的连接螺纹孔(43),所述连接螺纹孔(43)的内壁螺纹连接有连接螺栓(44),所述清洁件(415)分为上下两半,且上下两半卡合在一起。

6.一种根据权利要求4所述的环境污染物的自动监测系统的监测方法,其特征在于:步骤如下:

S1、设备安装:测算目标区域,根据自然条件和人文条件预设检测点,再将污染物传感器阵列分别安装在目标区域内的各个检测点上;

S2、启用设备:依据现存的已知条件做分析,设置定时模块,控制污染物传感器阵列的开启间隔时间和随机开启次数;

S3、环境检测:污染物传感器阵列检测周围介质的受污染情况和环境条件,并将检测到的信息发送给数据收集模块;

S4、数据预处理:数据收集模块接收到污染物传感器阵列和定位模块提供的信息,将信息经过数据清洗、缺失值填充、异常值检测处理后传递给数据处理器;

S5、数据分析:数据处理器将污染物浓度值和环境因素转化为模糊隶属度函数,并设计模糊规则库,利用互联网大数据和AI,将污染物浓度值和环境因素之间的关系描述为一组模糊规则,再利用模糊逻辑算法解析,推理出环境污染等级的隶属度函数,最后对推理结果进行解模糊化,将环境污染等级的隶属度函数转化为具体的数值,再辅以位置、深度和时间条件制成报表;

S6、可视展示:将数据处理器提供的报表参数,绘制成三维电子图纸。