[发明专利]一种控制水库垂向多参数自动采集装置下放速度的方法

摘要

一种控制水库垂向多参数自动采集装置下放速度的方法，该控制方法基于自动采集装置实现，所述的自动采集装置主要包括：传感器单元，手动升降装置及手持终端。传感器单元将水质参数发送给手持终端，手持终端进行处理计算并显示。传感器单元下降时采用最大梯度法或人工设定方法，根据各个传感器测得的水质参数的变化速度，对传感器下放速度进行调节，达到高效采集水质信息的目的。本发明传感器单元模块化，方便拆卸更换，可以随时根据监测需求使用不同的传感器；系统更加智能，可监测传感器下放速度并给出下放意见；使用智能下放方法，可以更高效地采集到尽可能详细的水质参数；采用手持终端，方便携带，显示信息全面，能够实时了解水质状况。

主权项

1.一种控制水库垂向多参数自动采集装置下放速度的方法，其特征在于，该控制方法基于自动采集装置实现，所述的自动采集装置主要包括：传感器单元，手动升降装置及手持终端；所述传感器单元组主要由多个水质传感器整合构成，包括压力传感器、温度传感器、电导率传感器、pH值传感器、溶解氧传感器和氧化还原电位传感器，上述传感器固定在框架上成为一个整体，统一使用RS485接口和Modbus通信协议进行信息传输，与供电电源连接；采用线缆将传感器单元和升降装置、手持终端连接，线缆同时起到连接提拽和传递信号电源的作用；所述的传感器单元所使用的各个传感器即用即装，拆卸方便；所述升降装置主要由支架、滑轮以及绞盘构成，其主要作用是对传感器单元进行下放和提拉，控制传感器单元的垂向动作；操作人员在使用升降装置对传感器单元进行升降时，需要依据手持终端上显示的操作提示控制下放及上拉的速度，使得传感器单元完成指定的垂向动作；所述手持终端使用嵌入式技术，其与传感器单元相连，从传感器单元处接收水质参数，在其屏幕上进行显示，并将接收到的水质参数保存在嵌入式使用的SQLite数据库中，并可以使用手持终端随时进行历史数据查看；同时可以根据历史数据，直接使用手持终端对历史数据进行趋势曲线的绘制，能够在当前的采样环境下直接了解水质参数趋势；在绘制历史数据进行前：首先对需要进行绘制的历史数据求平均值，再将参数的各个数据与该均值作比较，若数据点超过均值上下20％范围，认为该数据为异常值，将其剔除，不作为历史数据绘制的数据点；所述的手持终端还可实时显示当前测量点的经纬度地理信息以及当前时间信息，并将地理信息和时间信息与水质参数数据一同保存在数据库中；通过手持终端界面，采用最大梯度法控制传感器单元的下放速度，根据各个传感器测得的水质参数的变化速度，对传感器下放速度进行调节，包括以下步骤：首先，采用如下公式对各个参数进行处理：其中，i代表各个水质传感器的编号，Pi(k)代表第i个传感器当前采样时刻采样值，Pi(k‑1)代表第i个传感器前一个采样时刻采样值；Si为与传感器的分辨率和后续分析要求分辨率有关的标准值；将多个xi(k)进行比较，并将最大值xmax(k)所对应传感器的参数为传感器下放速度变化的依据；其次，采用如下公式计算传感器当前下放速度：其中，D(k)代表传感器当前采样时刻深度，D(k‑1)代表传感器前一个采样时刻深度，Δt代表两次采样时刻间的采样间隔；最后，比较ΔPi(k)与Si的大小，得到合适的下放速度：所述的ΔPi(k)＝Pi(k)‑Pi(k‑1)，其中：Pi(k)代表之前选出的具有最大值xmax(k)的第i个传感器当前采样时刻采样值，Pi(k‑1)代表之前选出的具有最大值xmax(k)的第i个传感器前一个采样时刻采样值，ΔPi(k)即为该传感器一个采样间隔内水质参数的变化值；当ΔP_i(k)>1.2S_i时，表明当前传感器下放速度快，手持终端上提醒操作人员降低下放速度，建议下放速度为：当0.8Si<ΔPi(k)>1.2Si时，表明当前传感器下放速度合理，手持终端上提醒操作人员保持当前下放速度当ΔP_i(k)<0.8S_i时,表明当前传感器当前下放速度较慢，手持终端上提醒操作人员加快下放速度，建议下放速度为：当调整后的下放速度，其的值大于1.5时，将下放速度调整为当前速度的1.5倍，即V_c(k)＝1.5V(k)，之后继续按照上述方法调整建议下放速度，直到0.8S_i<ΔP_i(k)>1.2S_i。