专利名称：一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地表水，尤其是城市河流、水库、湖泊雨污混流管网水流污染治理的系统，更具体地说，涉及一种一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统。
背景技术：
地表水，尤其是城市雨污混流管网水流分质排放是一种防止城市污水污染城市河流、水库、湖泊的有效方法。当该管网水流水质符合城市河流、水库、湖泊的管理和功能标准时，将其排放入河流、水库、湖泊；否则将其排入相应水域或污水处理工厂。为此，本专利申请人先后申请了中国实用新型专利ZL200610061376. 9200910110351. 7200920260403. 4等，通过设置在线监测系统，来实现对管网排放口水质的在线监测结果的在线识别、实现在线监控和执行自动水流分质排放。然而，这些系统、方法还存在以下问题在分级监测中各个级别的监测速度相差悬殊、监测仪器的使用率不均衡，造成监测效率和仪器的使用率偏低、成本高等问题。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种可实现一机监控多个监测点的地表水在线监测识别和分质排放系统及方法。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统，在多个监测点分别设置的多个分流控制机构和多个取样机构、与所述分流控制机构和取样机构连接的在线分级监测监控指令机构；所述分流控制机构包括排污阀门和排放阀门；所述取样机构采集其所在监测点的待检测水样，输送至所述在线分级监测监控指令机构；所述在线分级监测监控指令机构将接入的所述待检测水样进行在线分级监测，根据监测结果得出控制指令并输出至与所述待检测水样一致的所述分流控制机构进行分质排放。在本实用新型的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统中，所述系统还包括在每个所述监测点设置的预警级监测系统，按照预警监测结果发出控制所述分流控制机构执行的启闭指令，或向所述在线分级监测监控指令机构发出在线分级监测请求，并由所述取样机构将该监测点的待检测水样输出至所述在线分级监测监控指令机构。在本实用新型的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统中，所述预警级监测系统包括快速监测仪器群，用于在无需取样的情况下快速连续监测该监测点的水体水质；以及，预警级识别监控机构，与所述快速监测仪器群连接，根据所述快速监测仪器群的监测结果，即时识别监测结果，发出分质排放指令至所述分流控制机构，或者，向所述在线分级监测监控指令机构发出在线分级监测请求。在本实用新型的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统中，所述预警级识别监控机构包括预警测试结果获取模块，用于按设定频率获取的所述快速监测仪器群的监测结果;预警比较模块，用于将所述快速监测仪器群的监测结果与对应监测项目的设定阈值比较，得出预警识别结果；预警控制模块，用于根据所述预警识别结果输出预警控制指令、或者输出在线分级监测请求；预警驱动模块，用于根据所述预警控制指令控制该目标监测点的所述分流控制机构的开闭状态；预警存储模块，用于存储所述预警监测结果、以及所述分流控制机构的开闭状态。在本实用新型的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统中，所述在线分级监测监控指令机构包括目标监测点选定模块，接收来自所有所述预警级监测系统的在线分级监测请求，选定需进行在线多级监测的目标监测点；分级监测设备，用于对待检测水样进行分级检测，并输出分级监测结果；远程信息传输模块，用于远程信息传输，并用于识别、确认所述分级监测设备是否处于待机状态、并控制选定的远程目标监测点的取样机构抽取水样输送至所述分级监测设备;测试结果获取模块，用于按设定频率获取所述分级监测设备的所述分级监测结果;比较模块，用于将所述监测结果与对应监测项目的设定阈值比较，得出识别结果;控制模块，用于根据所述识别结果输出控制指令；驱动模块，用于根据所述控制指令控制该目标监测点的所述分流控制机构的开闭状态；以及存储模块，用于存储所述监测结果、以及所述分流控制机构的开闭状态。在本实用新型的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统中，所述在线多级监测设备包括N级监测设备；所述测试结果获取模块包括与所述N级监测设备对应的N级测试结果获取模块；所述控制模块包括下级监测启动控制单元以及阀门控制单元；在所述比较模块将上一级测试结果获取模块获得的测试结果与设定阈值比较得到满足要求的识别结果时，所述下级监测启动控制单元发出启动下一级监测设备开启管理指令，否则，所述阀门控制单元发出控制所述排污阀门打开、关闭所述排放阀门的控制指令；在所有级别的在线监测项目的监测结果与对应的设定阈值比较均得到满足要求的结果时，所述阀门控制单元发出控制所述排污阀门关闭、打开所述排放阀门的控制指令。实施本实用新型具有以下有益效果通过在多个监测点上分别设置各自的分流控制机构和各自的取样机构，并通过同一、共用的在线分级监测监控指令机构进行在线分级监测，根据监测结果得出控制指令并输出至与待检测水样一致的分流控制机构进行分质排放，实现了一机多点的监测，既有效实现预防、预警和监管，实施最严格的水资源管理制度，防止各种突发性污染事件，又提高了监测设备的利用效率、降低了投入成本。另外，还可以在每一监测点上设置预警级监测系统，来进行快速对PH值、溶解氧和/或电导等预警级监测项目进行快速的监测，得到监测结果，进而实现预警级别的监测，有效实现预防、预警和监管，实现最严格的水资源管理制度，防止各种突发性污染事件。

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图I是本实用新型一机多点多点地表水在线监测识别和分质排放系统的选定目标监测点的结构示意图；图2是本实用新型一机多点多点地表水在线监测识别和分质排放系统的工作流程图。
具体实施方式
如图1、2所示，是本实用新型的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统的一个实施例。该系统可以用于地表水中，尤其是城市河流、水库、湖泊雨污混流管网水流分质排放中。该系统包括在多个监测点分别设置各自的分流控制机构22和各自的取样机构21、与分流控制机构22和取样机构21连接的多点共用的在线分级监测监控指令机构。进一步的，还可以在每个监测点设置预警级监测系统23。该分流控制机构22包括排污阀门和排放阀门。该系统把需要监测的指定区域内设置若干个监测点，把每个监测点的全部监测项目分成预警级、第二和第N个级别进行监测；通过连续扫描和识别各个监测点的预警级监测结果迅速及时管理各相应监测点的分流控制机构22的阀门状态或向在线分级监测监控指令机构发出进行次一级监测的在线分级监测请求；在线分级监测监控指令机构接收每个在线分级监测请求，依据设定的原则选定执行二级至N级监测的目标监测点、识别确认二级至N级监测仪是否处于待机状态并向目标监测点的取样机构发出取样指令和进行二级至N级监测；通过识别该目标监测点所有各级监测项目的监测结果指令该目标监测点的分流控制机构22执行分质排放；采集运行过程中的全部动态数据并远程传输至相应的管理部门。具体的，每一个监测点的预警级监测系统23按照分级监测分质排放的规则，迅速的控制分流控制机构22的排污阀门、排放阀门的启闭。如，当某监测点预警监测级项目中有一个项目不符合管理目标，立即启动分流控制机构22，开启排污闸、关闭排放闸；当全部预警监测级项目都符合管理目标时，该监测点向在线分级监测监控指令机构发出在线分级监测请求。可以理解的，该预警级监测系统23的在线预警级监测是把不需要取样可以在流动的水体中在线实时监测得到结果的项目如PH、溶解氧和电导等作为预警级监测项目，将这些预警级监测项目的预警监测结果，与对应存储的预警监测阈值相比，进行判断水质是否符合管理目标。当然，也可以省略预警级监测系统23，而将所有监测项目都由在线分级监测监控指令机构进行。[0038]在本实施例中，该预警级监测系统包括快速监测仪器群、以及预警级识别监控机构，一旦发现预警级监测项目中有不符合管理目标的情况，可立即开启排污闸门关闭排放闸门，起到预警和快速截污的作用。该快速监测仪器群用于在无需取样的情况下，快速连续监测该监测点的水体水质，其预警级监测项目可以包括PH值、溶解氧和/或电导等项目。该预警级识别监控机构与快速监测仪器群连接，根据快速监测仪器群的监测结果，即时识别监测结果，发出分质排放指令至分流控制机构，或者，向在线分级监测监控指令机构发出在线分级监测请求。其中，该预警级识别监控机构包括预警测试结果获取模块、预警比较模块、预警控制模块、预警驱动模块、预警存储模块等。该预警测试结果获取模块用于按设定频率获取的快速监测仪器群的监测结果，并 传送至预警比较模块。该预警比较模块用于将快速监测仪器群的监测结果与对应监测项目的设定阈值比较，得出预警识别结果，并输送至预警控制模块。该预警控制模块用于根据预警识别结果输出预警控制指令至预警驱动模块、或者输出在线分级监测请求至在线分级监测监控指令机构。预警驱动模块，用于根据预警控制指令控制该目标监测点的分流控制机构的开闭状态。该预警存储模块，用于存储预警监测结果、以及分流控制机构的开闭状态。该在线分级监测监控指令机构与分流控制机构22、取样机构21、预警级监测系统23等连接。接收来自预警级监测系统23的在线分级监测请求，确定需要进行在线分级监测的目标监测点，向目标监测点的取样机构21发出取样指令，由取样机构21采集其所在监测点的待检测水样，输送至在线分级监测监控指令机构。由在线分级监测监控指令机构将接入的待检测水样进行在线分级监测，根据监测结果得出控制指令并输出至与待检测水样一致的分流控制机构22进行分质排放。在本实施例中，该在线分级监测监控指令机构包括目标监测点选定模块19、分级监测设备、测试结果获取模块11、比较模块12、控制模块13、驱动模块16、存储模块15
坐寸ο该目标监测点选定模块19用于接收来自各个预警级监测系统23的在线分级监测请求，按预定原则选择确定需进行在线分级监测的目标监测点20的ID、确认二级至N级监测仪器是处于待机状态；输出取样指令至该目标监测点ID的取样机构，并将待检测水样送入在线监测仪器；在启动在线多级监测的同时向该目标监测点的ID发出刷新结果的指令，并屏蔽其余各监测点接收本次刷新结果。可以理解的，各个监测点都设置有各自唯一的ID。该测试结果获取模块11用于按设定频率获取在线监测项目的监测设备的测试结果。在本实施例中，测试结果获取模块11通过RS485接口与监测设备连接；可以理解的，测试结果获取模块11还可以通过其它的有线接口或无线接口与监测设备连接，获取测试结果O测试结果获取模块11可以定时的访问监测设备，读取监测设备的测试结果。可以理解的，也可以由监测设备定时的将测试结果传送到测试结果获取模块11，由测试结果获取模块11接收获得测试结果。在本实施例中，检测设备包括N级监测设备，对应的分为N级在线监测项目；测试结果获取模块11同样包括N级测试结果获取模块11，对应获取N级在线测试项目的测试结果。该比较模块12用于将测试结果与对应监测项目的设定阈值进行比较，得出识别结果，并将识别结果传送到控制模块13。其中，设定阈值可以存储在存储模块15中，可以根据对水体功能管理的要求而设定，可以随着水质管理要求的变更而调整。该控制模块13用于根据识别结果输出控制指令和管理指令等。该控制模块13包括下级监测启动控制单元以及阀门控制单元。通过该下级监测启动控制单元来控制下一级测试设备的开启管理指令；而通过该阀门控制单元发出排污阀门和排放阀门的控制指令。具体的，在比较模块12将上一级测试结果获取模块11获得的测试结果与对应的设定阈值比较，得到满足要求的识别结果时，由下级监测启动控制单元发出启动下一级监 测设备的开启管理指令，启动对下一级在线监测项目的在线监测。否则，当得到不满足要求的识别结果时，由阀门控制单元发出控制排污阀门打开、关闭排放阀门的控制指令。在所有级别的在线监测项目的测试结果与对应的设定阈值比较，均得到满足要求的结果时，由阀门控制单元发出控制排污阀门关闭、打开排放阀门的控制指令。该驱动模块16用于根据控制指令控制排污阀门和排放阀门的开闭状态。在本实施例中，通过将控制指令转换成开关量，驱动相应的阀门继电器，来改变排污阀门和排放阀门的开闭状态。当然，还可以通过其它的执行机构来实现阀门的开闭状态的改变。存储模块15用于存储测试结果、排污阀门和排放阀门的开闭状态、阈值等信息，供对应的模块进行调用。可以理解的，该在线分级监测监控指令机构还可以包括用于集中显示监测结果的显示模块14。可以通过显示模块14同时显示各个监测点的监测结果，可以根据设定的ID在目标监测点20的监测结果刷新显示时，屏蔽其他监测点结果刷新显示。该系统在地表水，尤其是城市河流、水库、湖泊雨污混流管网水流分质排放中应用时，具有如下功能一套在线分级监测监控指令机构对多个监测点进行在线分级识别管理和执行分质排放；通过下述步骤执行和达到其功能SI :在地表水的沿程设置两个以上的监测点；在每一监测点设置有具有唯一 ID的采样机构和分流控制机构22 ;设置与所有采样机构和分流控制机构22连接的在线分级监测监控指令机构；进一步的，在每一监测点还设置有具有唯一 ID的预警级监测系统23。每一预警级监测系统23连续扫描其所在监测点的预警级监测项目的预警监测结果和各监测点的分流控制机构22状态；每次扫描的时间间隔< 10秒，当然，可以根据需要设置不同的时间间隔。预警级监测的项目是选用合适的可以直接设置在流动的水体中即时取得监测结果的传感器，把不需要取样可以在流动的水体中在线实时监测得到结果的项目PH、溶解氧和电导等作为预警级监测项目，进行实时在线预警监测。S2:即时分别识别各监测点的预警级监测结果，各个监测点按照分级监测分质排放的规则即时发出和执行分流控制机构22的启闭指令；或按照分级监测分质排放的规则向在线分级监测监控指令机构发出进行在线分级监测请求。进行在线分级监测请求是以开关量发出的，对应多个监测点的ID—一设定了参数各不相同的开关量。S3 :在线分级监测监控指令机构选定监测点中的一个作为目标监测点20，并由目标监测点20ID对应的取样机构21，采集该目标监测点20的待检测水样，进行在线分级监测，得到该目标监测点20的分级监测结果。具体的，在线分级监测监控指令机构每10分钟一次(或其他合适的时间段)根据代表各个不同监测点ID的开关量参数，识别请求进行在线多级监测的监测点数量和相应监测点的ID，若请求进行在线多级监测的目标监测点20只有一个，则确定该点就是下一时刻进行在线多级监测的目标监测点20，若请求进行在线多级监测的监测点有两个或两个以上，需要按预定的原则确定下一时刻进行在线多级监测的目标监测点20。其中，预定原则是定时按序轮换目标监测点20或随机切换目标监测点20。在定时按序轮换目标监测点20的情况下，在线分级监测监控指令机构首先对请 求进行在线多级监测的监测点的ID进行排序、识别并选择，选择下一时刻进行在线多级监测的监测点的ID应满足如下条件①应选的ID不得与前一时刻进行在线多级监测的目标监测点ID相同，②应选的ID应比前一时刻进行在线多级监测的目标监测点ID序号后，③应选的ID应是请求进行在线多级监测的监测点中ID序号最靠前者。在随机切换目标监测点20的情况下，在线分级监测监控指令机构首先对请求进行在线多级监测的监测点的ID进行排序和奇、偶数识别，随即抽取一个4位随机数X X X X，随机数的前两位数决定指定的下一时刻进行在线多级监测的目标监测点20的ID应是奇数或是偶数，后两位数和前两位数比较，若大于前两位数，则从请求进行在线多级监测的ID中选择最大的作为下一时刻在线多级监测的目标监测点20，反之则选择请求进行在线多级监测的点中ID最小的作为目标监测点20。在本实施例中，在线分级监测监控指令机构进行多级在线监测包括以下步骤当所有第二级监测项目的监测结果全部满足相应项目的阈值要求时，发出启动下一级监测的开启管理指令；当所有级别的监测项目的监测结果均满足所对应项目的阈值要求时，发出开启排放阀门、关闭排污阀门的控制指令；当任一级别的任一监测项目的监测结果不满足所对应项目的阈值要求时，发出开启排污阀门、关闭排放阀门的控制指令。具体的在线分级监测监控指令机构识别第二级监测仪的状态，若第二级监测仪是处于待机状态，则即刻向选定的目标监测点20发出取样指令和启动第二级监测的指令，与此同时向该目标监测点发出指令等待相应监测点识别二级监测刷新结果的命令。反之，则返回进行下一次扫描识别。取样指令由在线分级监测监控指令机构发出，在目标监测点20执行，抽取的水体样品数量是根据该目标监测点20事先确定的分级监测等级数和特定的监测项目要求而定，保证每个点在进行N个级别监测时使用的是同一时刻、同一批次的水体样品。进一步的，发出的启动第二级监测指令延迟于取样指令，延迟时间应保证第二级监测样品池中残留水体样品被充分更新。S4 :发出指令等待相应目标监测点20识别在线多级监测刷新结果命令的同时也发出屏蔽其余非进行在线多级监测的各监测点采集刷新结果。S5 :在线分级监测监控指令机构访问并读取第二级监测仪的刷新结果，同步识别该目标监测点20的预警级和第二级监测的监测结果，同步识别是必须保证预警级监测结果和第二级监测结果是目标监测点20同一时刻刷新的，同步识别将决定是否按分级监测分质排放的规则发出启动目标监测点20下一级监测的指令抑或发出更改分水分流控制机构22开闭状态的指令。设定分级监测分质排放规则是只有当目标监测点20的预警级监测和第二级监测的项目全部符合管理标准后才可发出启动下一级监测的指令。反之当预警级监测和第二级监测的项目中有一个项目超标时，立即起动目标监测点20的分水分流控制机构22，关闭排放闸门开启排污闸门。S6 :在线分级监测监控指令机构访问并读取当前目标监测点20第三优先级监测仪的刷新结果，同步识别刚刷新的第三优先级监测和预警级监测结果以及二级监测结果，决定目标监测点20是否按分级监测分质排放的规则发出启动第N级监测的指令抑或发出更改阀门开闭状态的指令。分级监测分质排放规则是只有在预警级监测、第二优先级监测至N级监测的所有项目全部符合管理标准后，目标监测点20的分流控制机构22才可发出开启排放闸关闭排污闸的指令。反之当预警级监测、第二优先级监测至N级监测的所有项目中有一个项目超标时，目标监测点的分流控制机构22立即起动目标监测点20分水分流控制机构22，关闭排放闸门开启排污闸门。 S7:在某一目标监测点20第N级监测过程结束，采集该一级刷新结果时，也采集这一目标监测点20的Ν-1、Ν-2、……N-(N-2)各监测级的监测结果，和采集这一时刻的预警级监测结果以及闸门状态；并将它们作为该目标监测点20ID的数据发送到远程计算机。保证远程计算机正确、有序、与各个监测点ID、各个时刻一一对应地动态滚动显示多点的实时数据。
权利要求1.一种一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统,其特征在于,包括 设置在多个监测点、用于采集其所在监测点的待检测水样并将所述待检测水样输送至在线分级监测监控指令机构的多个取样机构； 设置在多个监测点的多个分流控制机构，所述分流控制机构包括排污阀门和排放阀门；以及 与多个分流控制机构和多个取样机构连接的、用于将接入的所述待检测水样进行在线分级监测以及根据监测结果得出控制指令并输出至与所述待检测水样一致的所述分流控制机构进行分质排放的在线分级监测监控指令机构。
2.根据权利要求I所述的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统，其特征在于，所述系统还包括在每个所述监测点设置的预警级监测系统，按照预警监测结果发出控制所述分流控制机构执行的启闭指令，或向所述在线分级监测监控指令机构发出在线分级监测请求，并由所述取样机构将该监测点的待检测水样输出至所述在线分级监测监控指令机构。
3.根据权利要求2所述的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统，其特征在于，所述预警级监测系统包括快速监测仪器群，用于在无需取样的情况下快速连续监测该监测点的水体水质；以及， 预警级识别监控机构，与所述快速监测仪器群连接，根据所述快速监测仪器群的监测结果，即时识别监测结果，发出分质排放指令至所述分流控制机构，或者，向所述在线分级监测监控指令机构发出在线分级监测请求。
4.根据权利要求3所述的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统，其特征在于，所述预警级识别监控机构包括 预警测试结果获取模块，用于按设定频率获取的所述快速监测仪器群的监测结果；预警比较模块，用于将所述快速监测仪器群的监测结果与对应监测项目的设定阈值比较，得出预警识别结果； 预警控制模块，用于根据所述预警识别结果输出预警控制指令、或者输出在线分级监测请求； 预警驱动模块，用于根据所述预警控制指令控制该目标监测点的所述分流控制机构的开闭状态； 预警存储模块，用于存储所述预警监测结果、以及所述分流控制机构的开闭状态。
5.根据权利要求2所述的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统，其特征在于，所述在线分级监测监控指令机构包括 目标监测点选定模块，接收来自所有所述预警级监测系统的在线分级监测请求，选定需进行在线多级监测的目标监测点； 分级监测设备，用于对待检测水样进行分级检测，并输出分级监测结果；远程信息传输模块，用于远程信息传输，并用于识别、确认所述分级监测设备是否处于待机状态、并控制选定的远程目标监测点的取样机构抽取水样输送至所述分级监测设备；测试结果获取模块，用于按设定频率获取所述分级监测设备的所述分级监测结果； 比较模块，用于将所述监测结果与对应监测项目的设定阈值比较，得出识别结果； 控制模块，用于根据所述识别结果输出控制指令；驱动模块，用于根据所述控制指令控制该目标监测点的所述分流控制机构的开闭状态；以及 存储模块，用于存储所述监测结果、以及所述分流控制机构的开闭状态。
6.根据权利要求5所述的一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统，其特征在于，所述在线多级监测设备包括N级监测设备；所述测试结果获取模块包括与所述N级监测设备对应的N级测试结果获取模块； 所述控制模块包括下级监测启动控制单元以及阀门控制单元；在所述比较模块将上一级测试结果获取模块获得的测试结果与设定阈值比较得到满足要求的识别结果时，所述下级监测启动控制单元发出启动下一级监测设备开启管理指令，否则，所述阀门控制单元发出控制所述排污阀门打开、关闭所述排放阀门的控制指令； 在所有级别的在线监测项目的监测结果与对应的设定阈值比较均得到满足要求的结果时，所述阀门控制单元发出控制所述排污阀门关闭、打开所述排放阀门的控制指令。
专利摘要本实用新型涉及一种一机多点地表水在线监测识别和分质排放系统。该系统在多个监测点分别设置的多个分流控制机构和多个取样机构、与分流控制机构和取样机构连接的在线分级监测监控指令机构；分流控制机构包括排污阀门和排放阀门；取样机构采集其所在监测点的待检测水样，输送至在线分级监测监控指令机构；在线分级监测监控指令机构将接入的待检测水样进行在线分级监测，根据监测结果得出控制指令并输出至与待检测水样一致的分流控制机构进行分质排放；实现了一机多点的监测，提高了监测设备的利用效率、降低了投入成本。另外，还可以在每一监测点上设置预警级监测系统，来进行预警级监测项目进行快速的监测，进而实现预警级别的监测。
文档编号G01N33/18GK202627161SQ20122004523
公开日2012年12月26日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者林万泉, 章应霖 申请人:深圳市兰德玛水环境工程科技有限公司