一种光纤供水管网水质监测设备及监测系统的制作方法

本发明涉及水质监测，尤其涉及一种光纤供水管网水质监测设备及监测系统。

背景技术：

1、随着城市化进程的加快和工业化的发展，供水系统的复杂性和规模不断扩大，确保供水安全和水质达标成了重要的社会需求。在线监测技术的发展，使得实时、准确的水质监测成为可能。

2、然而，由于供水管网的覆盖范围广、管道复杂，监测点的安装较困难。其次，在线监测设备需要具备高灵敏度和稳定性，以应对水质参数的多样化和实时变化。

3、当前，对供水管网在线水质监测的方法主要包括物理化学传感器法、光学传感器法和生物传感器法。其中，物理化学传感器法一般可以测试ph值、溶解氧、氯离子等，光学传感器法可以测试水中的有机物等。但是这些监测方法目前存在安装的困难。其安装的困难点有：

4、1、供水管网监测点位空间狭小，监测设备安装困难；

5、2、监测数据需要及时传输和准确，需要克服管网环境中的信号干扰、通信网络覆盖不完全等。

6、由上所述，为此我们设计出了一种光纤供水管网水质监测设备及监测系统来解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种光纤供水管网水质监测设备及监测系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种光纤供水管网水质监测设备及监测系统，包括安装在供水管网上的监测设备本体，所述监测设备本体包括传感组件、支撑框架、供电组件、清洁组件以及光纤固定结构：

4、所述传感组件，安装在供水管网上，且传感组件的底部延伸至供水管网的内部，所述传感组件的上方连接有支撑框架；

5、所述支撑框架，位于供水管网的上方，支撑框架的下方与传感组件连接，支撑框架的上方安装有供电组件；

6、所述清洁组件的顶端安装在支撑框架上，底端沿着传感组件延伸至供水管网的内部；

7、光纤固定结构，包括两个光纤固定螺母，传感组件通过光纤固定螺母固定安装在供水管网上。

8、优选的，所述传感组件包括led光源、单色器、分光镜、参照光纤、光电探测器、入射光纤、出射光纤、进水孔、出水孔以及磁吸结构；

9、所述led光源、单色器、分光镜、参照光纤、光电探测器构成水上光路结构，所述入射光纤、出射光纤、进水孔、出水孔以及磁吸结构构成水下光路结构。

10、优选的，所述入射光纤和出射光纤均通过光纤固定结构固定安装在供水管网上，所述入射光纤和出射光纤的底部之间通过磁吸结构固定连接，所述进水孔与出水孔分别开设在磁吸结构的上方与下方；

11、所述入射光纤的顶部依次连接分光镜、单色器和led光源；

12、所述出射光纤的顶部连接有光电探测器，所述光电探测器与分光镜之间通过参照光纤连接。

13、优选的，所述磁吸结构包括四块磁吸块，四块磁吸块组成一个水下光信号通过的空间。

14、优选的，所述供电组件包括太阳能板、电源管理模块和锂离子电池，所述太阳能板，电源管理模块和锂离子电池之间电路连接。

15、优选的，所述清洁组件包括圆筒形水管、喷水盘、连接水管、清洗泵和储水箱，所述圆筒形水管镶嵌安装在光纤固定结构的内部，所述圆筒形水管的底部通过光纤固定结构延伸至供水管网的内部贯通链接有喷水盘，所述圆筒形水管的顶部通过连接水管连接清洗泵和储水箱；

16、所述喷水盘的底部设置有若干排倾斜角度设置的喷水孔。

17、一种光纤供水管网水质监测设备的监测系统，包括控制显示板、光时域反射模块、数据处理电路、数模转换电路、数据通信模块、存储器、信号放大器以及警示器；

18、所述光时域反射模块与传感组件和清洁组件连接，所述数据处理电路、数模转换电路、数据通信模块、存储器以及信号放大器集成电路板，所述电路板和光时域反射模块均与控制显示板和警示器之间电路连接。

19、优选的，所述光时域反射模块为光时域反射仪，光时域反射仪与传感组件之间信号连接。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、该监测设备与系统结合使用，可在供水管网材制作的过程中植入传感组件，也可通过打孔安装到已有的供水管网中，安装结构简单，这样可以确保水质监测设备与供水管网的无缝集成，实现实时在线监测供水水质，能够保证水质监测数据的及时传输和准确性。

22、2、通过该传感组件与系统结合，能够直接通过数据通信模块传输到监控中心进行进一步分析和处理，克服信号干扰、通信网络覆盖不完全的问题，同时，能够对入射光纤和出射光纤的外表面进行监测，及时发现并处理水质以及用于监测入射光纤和出射光纤的异常，当出现异常点时，传递信号给警示器，并通过数据通信模块传输到监控中心，加强监测时数据的准确性，保障供水安全。

技术特征：

1.一种光纤供水管网水质监测设备，包括安装在供水管网（8）上的监测设备本体（1），其特征在于，所述监测设备本体（1）包括传感组件（2）、支撑框架（3）、供电组件（4）、清洁组件（5）以及光纤固定结构（6）：

2.根据权利要求1所述的一种光纤供水管网水质监测设备，其特征在于，所述传感组件（2）包括led光源（201）、单色器（202）、分光镜（203）、参照光纤（204）、光电探测器（205）、入射光纤（206）、出射光纤（207）、进水孔（208）、出水孔（209）以及磁吸结构（210）；

3.根据权利要求2所述的一种光纤供水管网水质监测设备，其特征在于，所述入射光纤（206）和出射光纤（207）均通过光纤固定结构（6）固定安装在供水管网（8）上，所述入射光纤（206）和出射光纤（207）的底部之间通过磁吸结构（210）固定连接，所述进水孔（208）与出水孔（209）分别开设在磁吸结构（210）的上方与下方；

4.根据权利要求2所述的一种光纤供水管网水质监测设备，其特征在于，所述磁吸结构（210）包括四块磁吸块，四块磁吸块组成一个水下光信号通过的空间。

5.根据权利要求1所述的一种光纤供水管网水质监测设备，其特征在于，所述供电组件（4）包括太阳能板（401）、电源管理模块和锂离子电池（402），所述太阳能板（401），电源管理模块和锂离子电池（402）之间电路连接。

6.根据权利要求2所述的一种光纤供水管网水质监测设备，其特征在于，所述清洁组件（5）包括圆筒形水管（501）、喷水盘（502）、连接水管（503）、清洗泵和储水箱，所述圆筒形水管（501）镶嵌安装在光纤固定结构（6）的内部，所述圆筒形水管（501）的底部通过光纤固定结构（6）延伸至供水管网（8）的内部贯通链接有喷水盘（502），所述圆筒形水管（501）的顶部通过连接水管（503）连接清洗泵和储水箱；

7.一种基于权利要求1所述的光纤供水管网水质监测设备的监测系统，其特征在于，包括控制显示板（7）、光时域反射模块、数据处理电路、数模转换电路、数据通信模块、存储器、信号放大器以及警示器；

8.根据权利要求7所述的一种光纤供水管网水质监测设备的监测系统，其特征在于，所述光时域反射模块为光时域反射仪，光时域反射仪与传感组件（2）之间信号连接。

技术总结本发明公开了一种光纤供水管网水质监测设备及监测系统，包括安装在供水管网上的监测设备本体，所述监测设备本体包括传感组件、支撑框架、供电组件、清洁组件以及光纤固定结构：所述传感组件，安装在供水管网上，且传感组件的底部延伸至供水管网的内部，所述传感组件的上方连接有支撑框架；所述支撑框架，位于供水管网的上方，支撑框架的下方与传感组件连接。本发明通过监测设备与系统结合使用，整体安装结构简单，可以确保水质监测设备与供水管网的无缝集成，实现实时在线监测供水水质，并能够直接通过数据通信模块传输到监控中心进行进一步分析和处理，克服信号干扰、通信网络覆盖不完全的问题，加强监测时数据的准确性，保障供水安全。技术研发人员：时美,万大伟,焦文辉,黄明蔚,张伯进受保护的技术使用者：上海电气数智生态科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9