АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОСТ ИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2000 года по МПК G01V11/00 

Изобретение относится к автоматическим средствам измерения, а именно к средствам измерения показателей качества водных сред, и может использоваться в составе систем экологического мониторинга природных сред.

Известен гидрологический зонд "Шанс" погружного типа [1], содержащий датчики физико-химических и гидрологических величин, контроллер опроса измерительных каналов, вторичный преобразователь, соединительный кабель и рабочее место оператора. Питание измерительных приборов, входящих в состав зонда, опускаемого с борта подвижного средства, осуществляется от бортовой сети.

Известны гидрологические зонды погружного типа [2], содержащие датчики гидрологических величин и устройства для хранения информации. Такие зонды не способны регистрировать изменения физико-химических показателей, а также изменять месторасположение в водной среде во время их функционирования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является автономная позиционная станция мониторинга водной среды [3]. Устройство состоит из погружного модуля, в котором размещены датчики контроля гидрологических и физико-химических параметров качества воды водных объектов, источник питания, коммутатор опроса измерительных каналов, соединительного кабеля и плавучего буя, содержащего радиостанцию и устройство стыковки с бортовой ПЭВМ подвижных средств надводного базирования. При этом погружной модуль снабжен якорем или системой якорей. Недостатками этого устройства являются фиксированная глубина погружения модуля, большая масса модуля, обусловленная размещением в нем источника питания, что в свою очередь приводит к необходимости использования специальных средств при ремонте и регламентном обслуживании устройства. Кроме того, при наличии ледового покрова на водном объекте применение такого устройства невозможно.

Предлагаемым изобретением решается задача автоматического поиска оптимальной глубины погружения модуля, снижения его массы, а также обеспечения возможности круглогодичного и всепогодного контроля качества воды.

Для достижения этого технического результата автоматический пост индикации загрязнения водных объектов, содержащий снабженный якорем погружной модуль с размещенными в нем датчиками контроля гидрологических и физико-химических параметров качества воды водных объектов, соединительный кабель, устройство внешней связи и источник питания, дополнительно оснащен контроллером для выбора глубины погружения модуля и устройством регулирования глубины погружения, при этом источник питания, устройство внешней связи и контроллер для выбора глубины погружения модуля размещены в береговом модуле, выполненном с возможностью защиты от несанкционированного доступа и воздействия неблагоприятных климатических условий.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого автоматического поста индикации загрязнения водных объектов, где обозначено: 1 - датчики контроля физико-химических параметров воды; 2 - погружной модуль; 3 - соединительный кабель; 4 - береговой модуль; 5 - контроллер; 6 - устройство регулирования глубины погружения; 7 - якорь; 8 - устройство внешней связи; 9 - источник питания.

Автоматический пост индикации загрязнения водных объектов функционирует следующим образом. Датчики 1 контроля физико-химических параметров водной среды регистрируют значения измеряемых параметров и передают их по соединительному кабелю 3 в береговой модуль 4, в котором размещены контроллер 5, устройство внешней связи 8 и источник питания 9. Контроллер 5 сравнивает полученные от датчиков 1 значения измеренных параметров водной среды с контрольными, занесенными в его память, формирует сигнал для изменения глубины погружения модуля 2 и передает его на устройство 6 регулирования глубины погружения, связанное с якорем 7. Выбор глубины погружения модуля производится по критерию максимума отклонения измеряемого параметра от контрольного значения, занесенного в память контроллера, в следующем порядке: контроллер определяет знак разности между двумя последовательными измерениями параметра на разных глубинах. По знаку разности контроллер вырабатывает команду на перемещение наружного модуля на расстояние Δh в направлении предполагаемого роста значения измеряемого параметра. Изменение глубины в выбранном направлении происходит до смены знака разности или равенства нулю ее абсолютного значения. По этим событиям контроллер перемещает погружной модуль в обратном направлении на величину Δh/2.

Измеряемые датчиками 1 значения параметров водной среды через контроллер 5 передаются на устройство внешней связи 8, которое в свою очередь передает их в центр сбора информации как результаты наблюдений. Питание всех устройств, входящих в автоматический пост индикации загрязнения водной среды, осуществляется от источника питания 9.

Конструктивная реализация контроллера может быть выполнена на базе существующих серийных устройств, например, контроллера "Сателлит" производства ЗАО "Предприятие РЕАЛТАЙМ" [4] или одноплатных контроллеров [5]. Для выполнения функции выбора глубины погружения требуется оперативность не более 500 элементарных операций в секунду и объем оперативной памяти не более 2 Кбайт, что соответствует техническим возможностям [4, 5].

Использование предлагаемого автоматического поста индикации загрязнения водных объектов обеспечивает круглосуточную всепогодную связь с потребителями информации о состоянии водных объектов.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Рекламный проспект фирмы "ЭЛСИКО". Санкт-Петербург. 1997.

2. Автономный цифровой измеритель течений и температуры АЦИТТ. Справочник по гидрометеорологическим приборам и установкам. Гидрометеоиздат. Л., 1976.

3. Автономная позиционная станция мониторинга водной среды. Рекламный проспект ЦНИИ "Гидроприбор". Санкт-Петербург. (Прототип).

4. Контроллер "Сателлит". Рекламный проспект ЗАО "Предприятие РЕАЛТАЙМ", 1998.

5. Передовые технологии автоматизации. Краткий каталог продукции. 1999, стр. 102-105.

Использование: для измерения показателей качества водных сред в системах экологического мониторинга природных сред. Сущность: устройство содержит снабженный якорем погружной модуль с размещенными в нем датчиками контроля гидрологических и физико-химических параметров качества воды водных объектов, соединительный кабель, устройство внешней связи, источник питания, контроллер для выбора глубины погружения модуля и устройство регулирования глубины погружения. Источник питания, устройство внешней связи и контроллер для выбора глубины погружения модуля размещены в береговом модуле, выполненном с возможностью защиты от несанкционированного доступа и воздействия неблагоприятных климатических условий. Технический результат - автоматический поиск оптимальной глубины погружения модуля, снижение его массы, обеспечение возможности круглогодичного и всепогодного контроля качества воды. 1 ил.

Автоматический пост индикации загрязнений водных объектов, содержащий снабженный якорем погружной модуль с размещенными в нем датчиками контроля гидрологических и физико-химических параметров качества воды водных объектов, соединительный кабель, устройство внешней связи и источник питания, отличающийся тем, что в него дополнительно введен контроллер для выбора глубины погружения модуля, а погружной модуль снабжен устройством регулирования глубины погружения, при этом источник питания, устройство внешней связи и контроллер для выбора глубины погружения модуля размещены в береговом модуле, выполненном с возможностью защиты от несанкционированного доступа и воздействия неблагоприятных климатических условий.