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专利名称：一种水面溢油监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海面溢油监测装置，具体涉及一种水面溢油监测装置。
背景技术：
近年来，全球海洋运输业越来越发达。由于能源的紧张，原油的运输也越来越频繁，然而由于海上的种种事故，原油泄漏的情况不断发生。这严重影响了海洋生物的生存，也严重破坏了生态环境。目前，现有技术的一种海面固定式雷达溢油监测装置及其方法，专利申请号为201110210224.1，装置包括多组信号监测装置、多组传输设备和一组信号处理装置，信号监测装置安装在多个海上平台上，利用电磁波普数据来监测溢油，监测方法繁琐，装置成本较高，装置固定在海上平台，不够灵活多用。另一种光谱仪及溢油监测系统，专利申请号为201020246265.7，光谱仪包括盒体，设置在盒体内的分光单元和光电转换单元，以及设置在盒体上的信号输出单元，监测方法繁琐，光谱仪造价较高，并且海面上风浪很大，很容易造成仪器损坏。

发明内容
本发明的目的在于提供一种水面溢油监测装置，它可以用绳子挂在环境监测船后面随船出海或者固定在某一水域，实时监测水面情况，并且测量方法简单，成本低，通过无线装置发送监测结果方便快捷。为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种水面溢油监测装置，包含壳体、设置在壳体外顶端的无线发送天线和设置在壳体内上端位置的控制器，无线发送天线一端与控制器连接，控制器的另一端与壳体内的各电器部件分别连接，其特点是还包含设置在壳体内的采样海水测量单元、对比海水测量单元、压舱水容箱、铁块及电源设备；
上述的采样海水测量单元包含抽水机、第一普通玻璃管、第一粘度测量玻璃管、第一支架、采样海水存储箱、废水处理设备、第一管道、第四管道、第七管道及第八管道，抽水机一端通过第七管道与采样海水存储箱连接，另一端通过第四管道与第一普通玻璃管连接，采样海水存储箱的另一端通过第八管道与废水处理设备连接，第一普通玻璃管与第一粘度测量玻璃管通过第一管道连接，第一支架垂直设置在第一管道的正下方并与第一管道固定连接;
上述的对比海水测量单元包含对比海水抽取及存储设备、第二普通玻璃管、第二粘度测量玻璃管、第二支架、第二管道、第五管道及第六管道，对比海水抽取及存储设备一端通过第五管道和第六管道与第二普通玻璃管连接，第二普通玻璃管与第二粘度测量玻璃管通过第二管道连接，第二支架垂直设置在第二管道的正下方并与第二管道固定连接；
上述的铁块设置在壳体内底部；
上述的压舱水容箱设置在铁块上方，一端设有第十管道与大气相通；
上述的电源设备设置在壳体内一侧。
上述的壳体呈扇形。上述的抽水机包含第一单向阀门，第一单向阀门设置在第四管道内。上述的第一普通玻璃管包含第一传感器、第一步进电机及第一阀门，第一阀门设置在第一管道的中间部位，第一传感器设置在与第一普通玻璃管顶端一侧水平的位置，第一步进电机的控制端与第一阀门的控制端连接；
上述的第二普通玻璃管包含第三传感器、第五步进电机及第五阀门，第五阀门设置在第二管道的中间部位，第三传感器设置在与第二普通玻璃管顶端一侧水平的位置，第五步进电机的控制端与第五阀门的控制端连接；
上述的第一普通玻璃管和第二普通玻璃管内径相等，高度相同，并且安装在同一水平面位置；
上述的第一管道与第二管道内径相等，长度相同。上述的第一粘度测量玻璃管包含第二传感器、第二步进电机、第二阀门及第三管道，第二阀门设置在第三管道的中间部位，第二传感器设置在与第一粘度测量玻璃管顶端一侧水平的位置，第二步进电机的控制端与第二阀门的控制端连接，第三管道另一端与大气相通；
上述的第二粘度测量玻璃管包含第四传感器，第四传感器设置在与第二粘度测量玻璃管顶端一侧水平的位置。上述的第一普通玻璃管、第二普通玻璃管、第一粘度测量玻璃管及第二粘度测量玻璃管顶端设有小孔，各小孔直径相等。上述的第一粘度测量玻璃管和第二粘度测量玻璃管内径相等，高度相同，并且安装在同一水平面位置，第一粘度测量玻璃管的A部分的内径小于第一粘度测量玻璃管的内径，第二粘度测量玻璃管的B部分的内径小于第二粘度测量玻璃管的内径，并且第一粘度测量玻璃管的A部分与第二粘度测量玻璃管的B部分的内径相等，长度相同，第一粘度测量玻璃管的A部分与第二粘度测量玻璃管的B部分距离水平面距离相等。上述的采样海水存储箱包含采样海水抽取设备，采样海水抽取设备一端连接浮子，浮子下端设有海水采集口。上述的废水处理设备包含第三步进电机及第三阀门，第三阀门设置在第八管道的中间部位，第三步进电机的控制端与第三阀门的控制端连接，废水处理设备另一端通过管道九与大气相通。上述的对比海水抽取及存储设备包含第二单向阀门、第四步进电机、第四阀门及上盖，第二单向阀门设置在第五管道内，第四阀门设置在第六管道的中间部位，第四步进电机的控制端与第四阀门的控制端连接。本发明一种水面溢油监测装置与现有技术相比具有以下优点:由于装置利用连通器原理和液体粘度的特性来监测油污，方法简单；由于设置有无线发送天线，能够实时反馈数据，并且造价低。


图1为本发明一种水面溢油监测装置的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。如图1所示，一种水面溢油监测装置，包含壳体10、设置在壳体10外顶端的无线发送天线20和设置在壳体10内上端位置的控制器30，壳体10呈扇形，无线发送天线20一端与控制器30采用有线方式连接，控制器30的另一端与壳体10内的各电器部件分别连接，控制器2控制整个系统的运行，还包含设置在壳体10内的采样海水测量单元40、对比海水测量单元50、压舱水容箱60、铁块70及电源设备80 ;采样海水测量单元40包含抽水机41、第一普通玻璃管42、第一粘度测量玻璃管43、第一支架44、采样海水存储箱45、废水处理设备46、第一管道424、第四管道412、第七管道413及第八管道463，抽水机41 一端通过第七管道413与采样海水存储箱45连接，另一端通过第四管道412与第一普通玻璃管42连接，抽水机41接受控制器30的信号，采样海水存储箱45的另一端通过第八管道463与废水处理设备46连接，第一普通玻璃管42与第一粘度测量玻璃管43通过第一管道424连接，第一支架44垂直设置在第一管道424的正下方并与第一管道424固定连接；对比海水测量单元50包含对比海水抽取及存储设备51、第二普通玻璃管52、第二粘度测量玻璃管53、第二支架54及第二管道524，对比海水抽取及存储设备51 —端通过第五管道515和第六管道516与第二普通玻璃管52连接，第二普通玻璃管52与第二粘度测量玻璃管53通过第二管道524连接，第二支架55垂直设置在第二管道524的正下方并与第二管道524固定连接；铁块70设置在壳体10内底部，铁块70使该装置的重心下移，起到稳定装置的作用；压舱水容箱60设置在铁块70上方，一端设有第十管道61与大气相通，以保证海水采集口悬浮在水面上；电源设备80设置在壳体10内一侧，电源设备80为装置提供动力。抽水机41包含第一单向阀门411，第一单向阀门411设置在第四管道412内，当水自下而上进入玻璃管42时单向阀门411自动开启，而水回流时由于水的作用，单向阀门411自动关闭。第一普通玻璃管42包含第一传感器421、第一步进电机422及第一阀门423，第一阀门423设置在第一管道424的中间部位，第一传感器421设置在与第一普通玻璃管42顶端一侧水平的位置，用于监测第一普通玻璃管42内液体是否充满，并且将数据反馈到控制器30，第一步进电机422的控制端与第一阀门423的控制端连接，第一步进电机422接受控制器30的控制信号；第二普通玻璃管52包含第三传感器521、第五步进电机522及第五阀门523,第五阀门523设置在第二管道524的中间部位，第三传感器521设置在与第二普通玻璃管52顶端一侧水平的位置，用于监测第二普通玻璃管52内液体是否充满，并且将数据反馈到控制器30，第五步进电机522的控制端与第五阀门523的控制端连接，第五步进电机522接受控制器30的控制信号，第二普通玻璃管52内的对比海水回流到对比海水抽取及存储设备51中，达到重复利用的目的；第一普通玻璃管42和第二普通玻璃管52内径相等，高度相同，并且安装在同一水平面位置，确保海水克服相同的大气压力；第一管道424与第二管道524内径相等，长度相同，保证海水流过的距离相等。第一粘度测量玻璃管43包含第二传感器431、第二步进电机432、第二阀门433及第三管道434，第二阀门433设置在第三管道434的中间部位，第二传感器431设置在与第一粘度测量玻璃管43顶端一侧水平的位置，用于监测第一粘度测量玻璃管43内液体是否充满，并且将数据反馈到控制器30，第二步进电机432的控制端与第二阀门433的控制端连接，第二步进电机432接受控制器30的控制信号，第三管道434另一端与大气相通；第二粘度测量玻璃管53包含第四传感器531，第四传感器531设置在与第二粘度测量玻璃管53顶端一侧水平的位置，用于监测第二粘度测量玻璃管53内液体是否充满，并且将数据反馈到控制器30。第一普通玻璃管42、第二普通玻璃管52、第一粘度测量玻璃管43及第二粘度测量玻璃管53顶端设有小孔，各小孔直径相等，用于平衡管内压力。第一粘度测量玻璃管43和第二粘度测量玻璃管53内径相等，高度相同，并且安装在同一水平面位置，第一粘度测量玻璃管43的A部分的内径小于第一粘度测量玻璃管43的内径，第二粘度测量玻璃管53的B部分的内径小于第二粘度测量玻璃管53的内径，并且第一粘度测量玻璃管43的A部分与第二粘度测量玻璃管53的B部分的内径相等，长度相同，第一粘度测量玻璃管43的A部分与第二粘度测量玻璃管53的B部分距离水平面距离相等，保证海水流过粘度测量的长度相等。采样海水存储箱45包含采样海水抽取设备451，采样海水抽取设备451 —端连接浮子452，浮子452下端设有海水采集口。废水处理设备46包含第三步进电机461及第三阀门462，第三阀门462设置在第八管道463的中间部位，第三步进电机461的控制端与第三阀门462的控制端连接，第三步进电机461接受控制器30的控制信号，废水处理设备46另一端通过管道九464与大气相通，废水处理设备46接受控制器30的信号。对比海水抽取及存储设备51包含第二单向阀门511、第四步进电机512、第四阀门513及上盖514，通过上盖514可以向装置51中注入对比海水，第二单向阀门511设置在第五管道515内，当水自下而上进入玻璃管52时单向阀门511自动开启，而水回流时由于水的作用，单向阀门511自动关闭，第四阀门513设置在第六管道516的中间部位，第四步进电机512的控制端与第四阀门513的控制端，第四步进电机512接受控制器30的控制信号，对比海水抽取及存储设备51接受控制器30的信号。具体工作流程如下:首先调整装置中压舱水容箱60中压舱水的容量，使浮子452下端的海水采集口恰好浮在水面位置，控制器30发送命令，采样海水抽取设备451工作，将采样海水抽送到采样海水存储箱45，然后抽水机41及对比海水抽取及存储设备51工作，将采样海水与对比海水分别送入第一普通玻璃管42和第二普通玻璃管52中，第一传感器421和第三传感器521分别监测第一普通玻璃管42和第二普通玻璃管52中是否充满液体。如果充满了液体，第一传感器421和第三传感器521分别向控制器30发送信号，控制器30操纵抽水机41及对比海水抽取及存储设备51停止工作。然后控制器30操纵第一步进电机422和第五步进电机522，将第一阀门423和第五阀门423打开，并开始计时，这时由于连通器原理，第一普通玻璃管42和第二普通玻璃管52中的液体分别流向第一粘度测量玻璃管43和第二粘度测量玻璃管53，第二传感器431及第四传感器531分别监测第一粘度测量玻璃管43和第二粘度测量玻璃管53中是否充满液体，当第一粘度测量玻璃管43和第二粘度测量玻璃管53中充满液体时，计时器记录第一粘度测量玻璃管43和第二粘度测量玻璃管53中充满液体时的时间分别为tl和t2，当第一粘度测量玻璃管43和第二粘度测量玻璃管53都充满液体时，控制器30发出命令，第二步进电机432及第四步进电机512工作，将第二阀门433和第四阀门513打开，将采样海水排到装置外，对比海水回流到对比海水抽取及存储设备51中，以达到重复利用的目的。此时，控制器30发出命令，第三步进电机461工作，将第三阀门462打开，同时令废水处理设备46工作，将剩余的采样海水排到大海中。在实验中我们得到实验结果tl与t2，比较两者的大小，如果采样海水中含有油污，由于油的粘度比较大，因此tl应该大于t2，同时我们还可以通过控制器30将所得到的tl和t2通过无线发送天线20发送到船上或岸上的接受装置上。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种水面溢油监测装置，包含壳体(10)、设置在壳体(10)外顶端的无线发送天线(20)和设置在壳体(10)内上端位置的控制器(30)，无线发送天线(20)—端与控制器(30)连接，控制器的另一端与壳体(10)内的各电器部件分别连接，其特征在于； 还包含设置在壳体(10)内的采样海水测量单元(40)、对比海水测量单元(50)、压舱水容箱(60)、铁块(70)及电源设备(80)； 所述的采样海水测量单元(40)包含抽水机(41)、第一普通玻璃管(42)、第一粘度测量玻璃管(43 )、第一支架(44 )、采样海水存储箱(45 )、废水处理设备(46 )、第一管道(424 )、第四管道(412)、第七管道(413)及第八管道(463)，抽水机(41) 一端通过第七管道(413)与采样海水存储箱(45 )连接，另一端通过第四管道(412 )与第一普通玻璃管(42 )连接，采样海水存储箱(45 )的另一端通过第八管道(463 )与废水处理设备(46 )连接，第一普通玻璃管(42)与第一粘度测量玻璃管(43)通过第一管道(424)连接，第一支架(44)垂直设置在第一管道(424)的正下方并 第一管道(424)固定连接； 所述的对比海水测量单元(50)包含对比海水抽取及存储设备(51)、第二普通玻璃管(52)、第二粘度测量玻璃管(53)、第二支架(54)、第二管道(524)、第五管道(515)及第六管道(516)，对比海水抽取及存储设备(51) —端通过第五管道(515)和第六管道(516)与第二普通玻璃管(52)连接，第二普通玻璃管(52)与第二粘度测量玻璃管(53)通过第二管道(524)连接，第二支架(55)垂直设置在第二管道(524)的正下方并与第二管道(524)固定连接； 所述的铁块(70)设置在壳体(10)内底部； 所述的压舱水容箱(60)设置在铁块(70)上方，一端设有第十管道(61)与大气相通； 所述的电源设备(80)设置在壳体(10)内一侧。
2.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的壳体(10)呈扇形。
3.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的抽水机(41)包含第一单向阀门(411)，第一单向阀门(411)设置在第四管道(412)内。
4.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的第一普通玻璃管(42)包含第一传感器(421)、第一步进电机(422)及第一阀门(423)，第一阀门(423)设置在第一管道(424)的中间部位，第一传感器(421)设置在与第一普通玻璃管(42)顶端一侧水平的位置，第一步进电机(422)的控制端与第一阀门(423)的控制端连接； 所述的第二普通玻璃管(52)包含第三传感器(521)、第五步进电机(522)及第五阀门(523)，第五阀门(523)设置在第二管道(524)的中间部位，第三传感器(521)设置在与第二普通玻璃管(52)顶端一侧水平的位置，第五步进电机(522)的控制端与第五阀门(523)的控制端连接； 所述的第一普通玻璃管(42)和第二普通玻璃管(52)内径相等，高度相同，并且安装在同一水平面位置； 所述的第一管道(424)与第二管道(524)内径相等，长度相同。
5.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的第一粘度测量玻璃管(43)包含第二传感器(431)、第二步进电机(432)、第二阀门(433)及第三管道(434)，第二阀门(433)设置在第三管道(434)的中间部位，第二传感器(431)设置在与第一粘度测量玻璃管(43)顶端一侧水平的位置，第二步进电机(432)的控制端与第二阀门(433)的控制端连接，第三管道(434)的另一端与大气相通； 所述的第二粘度测量玻璃管(53)包含第四传感器(531)，第四传感器(531)设置在与第二粘度测量玻璃管(53)顶端一侧水平的位置。
6.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的第一普通玻璃管(42)、第二普通玻璃管(52)、第一粘度测量玻璃管(43)及第二粘度测量玻璃管(53)顶端设有小孔，各小孔直径相等。
7.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的第一粘度测量玻璃管(43)和第二粘度测量玻璃管(53)内径相等，高度相同，并且安装在同一水平面位置，第一粘度测量玻璃管(43)的A部分的内径小于第一粘度测量玻璃管(43)的内径，第二粘度测量玻璃管(53)的B部分的内径小于第二粘度测量玻璃管(53)的内径，并且第一粘度测量玻璃管(43)的A部分与第二粘度测量玻璃管(53)的B部分的内径相等，长度相同，第一粘度测量玻璃管(43)的A部分与第二粘度测量玻璃管(53)的B部分距离水平面距离相等。
8.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的采样海水存储箱(45)包含采样海水抽取设备(451)，采样海水抽取设备(451) —端连接浮子(452 )，浮子(452 )下端设有海水采集口。
9.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的废水处理设备(46)包含第三步进电机(461)及第三阀门 (462 )，第三阀门(462 )设置在第八管道(463 )的中间部位，第三步进电机(461)的控制端与第三阀门(462)的控制端连接，废水处理设备(46)另一端通过管道九(464)与大气相通。
10.按权利要求1所述的水面溢油监测装置，其特征在于，所述的对比海水抽取及存储设备(51)包含第二单向阀门(511)、第四步进电机(512)、第四阀门(513)及上盖(514)，第二单向阀门(511)设置在第五管道(515)内，第四阀门(513)设置在第六管道(516)的中间部位，第四步进电机(512)的控制端与第四阀门(513)的控制端连接。
全文摘要
本发明公开了一种水面溢油监测装置，包含壳体、设置在壳体外顶端的无线发送天线和设置在壳体内上端位置的控制器，无线发送天线一端与控制器连接，控制器的另一端与壳体内的各电器部件分别连接，还包含设置在壳体内的采样海水测量单元、对比海水测量单元、压舱水容箱、铁块及电源设备；铁块设置在壳体内底部；压舱水容箱设置在铁块上方，一端设有管道与大气相通；电源设备设置在壳体内一侧。本发明可以用绳子挂在环境监测船后面随船出海或者固定在某一水域，实时监测水面情况，并且测量方法简单，成本低，通过无线装置发送监测结果方便快捷。
文档编号G01N11/06GK103091209SQ201310036849
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者杨钊, 王建华, 李刚 申请人:上海海事大学