本發(fā)明涉及溢油監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測預(yù)警控制方法。

背景技術(shù)：

海上石油生產(chǎn)及運(yùn)輸導(dǎo)致溢油事故日益增多，不僅給相關(guān)企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)損失，還造成嚴(yán)重水體污染和生態(tài)環(huán)境破壞，并逐步危及人類的生活和健康，這也使石油污染問題進(jìn)入公眾的視野。根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定，各涉油企業(yè)和單位都要建立溢油應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)保護(hù)海洋環(huán)境，促進(jìn)社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

目前，已有的溢油監(jiān)測手段包括雷達(dá)和光譜儀監(jiān)測，如一種光譜儀及溢油監(jiān)測系統(tǒng)，光譜類溢油監(jiān)測裝置多為紫外誘發(fā)熒光技術(shù)，存在光源壽命短、監(jiān)測油品種類少，無法監(jiān)測汽油等缺點(diǎn)。中國專利申請?zhí)枮?01110210224.1，公開了一種海面固定式雷達(dá)溢油監(jiān)測裝置及其方法，其中，雷達(dá)只能隨船只或固定在生產(chǎn)平臺，使用范圍較小，具有局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的溢油監(jiān)測系統(tǒng)存在的光源壽命短，監(jiān)測油品種類少，使用范圍小的問題，本發(fā)明提供了一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測預(yù)警控制方法。

本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測預(yù)警控制方法，包括溢油監(jiān)測預(yù)警控制系統(tǒng)，溢油監(jiān)測預(yù)警控制系統(tǒng)包括監(jiān)控中心和多個(gè)監(jiān)測儀終端，監(jiān)測儀終端與監(jiān)控中心通信連接，監(jiān)控中心設(shè)有電子地圖顯示系統(tǒng)，監(jiān)測儀終端對應(yīng)的顯示在電子地圖顯示系統(tǒng)上，監(jiān)測儀終端包括電源模塊、第一聲光報(bào)警器、攝像頭、主控板、光傳感器、LED驅(qū)動模塊和LED發(fā)光模塊，電源模塊、第一聲光報(bào)警器、攝像頭、光傳感器和LED驅(qū)動模塊均與主控板相連，LED驅(qū)動模塊與LED發(fā)光模塊相連，主控板內(nèi)設(shè)置有單片機(jī)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，主控板與監(jiān)控中心通信連接，監(jiān)控中心還包括通訊模塊、短信報(bào)警模塊和閥門控制模塊；

電源模塊采用太陽能電池板或220V交流電，為主控板提供電源；

監(jiān)控中心還包括用于對電子地圖顯示系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子地圖操作模塊，用于對監(jiān)測儀終端進(jìn)行調(diào)試、操作的監(jiān)測管理模塊；

利用上述溢油監(jiān)測預(yù)警控制系統(tǒng)的監(jiān)測預(yù)警控制方法，包括以下步驟：

步驟1：將監(jiān)測儀終端安裝在企業(yè)雨水、污水排水口的水面或海水、河流和湖泊的水面上方10米以內(nèi)的范圍，監(jiān)控中心安置在監(jiān)控工作站內(nèi)，監(jiān)測儀終端實(shí)時(shí)監(jiān)測水面溢油情況，監(jiān)控中心利用監(jiān)測管理模塊對各個(gè)監(jiān)測儀終端進(jìn)行調(diào)試和操作，使各個(gè)監(jiān)測儀終端正常工作；

步驟2：在水面無油膜時(shí)，LED驅(qū)動模塊給LED發(fā)光模塊提供恒定的電流，LED發(fā)光模塊發(fā)出紫外光到水面上，紫外光經(jīng)水面反射后進(jìn)入光傳感器中，光傳感器上設(shè)置有兩組濾光片，其中一組濾光片能夠?yàn)V除0-350nm的光譜，另一組濾光片能夠?yàn)V除380nm以上的光譜；

步驟3：光傳感器將收到的光信號變成模擬信號，模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將信號送到主控板的單片機(jī)中進(jìn)行信號處理操作，在液面無油膜時(shí)，數(shù)字信號數(shù)值在13000至25000范圍內(nèi)，將此數(shù)字信號數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)值儲存到主控板的單片機(jī)中；

步驟4：LED發(fā)光模塊實(shí)時(shí)發(fā)射紫外光到水面上，將測得的數(shù)字信號數(shù)值與主控板的單片機(jī)中存儲的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，主控板將對比后的結(jié)果送入監(jiān)控中心，并在電子地圖顯示系統(tǒng)上顯示各個(gè)監(jiān)測儀終端的情況，電子地圖顯示系統(tǒng)中設(shè)置有第二聲光報(bào)警器，第二聲光報(bào)警器與監(jiān)測儀終端一一對應(yīng)，電子地圖操作模塊能對電子地圖進(jìn)行拖動、放大、縮小和標(biāo)注操作；

步驟5：當(dāng)水面有油時(shí)，反射的紫外光強(qiáng)度變強(qiáng)，數(shù)字信號值迅速變大，將測得的數(shù)字信號值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)數(shù)字信號數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，主控板將信號送至監(jiān)控中心，相應(yīng)監(jiān)測儀終端內(nèi)的第一聲光報(bào)警器發(fā)生聲光報(bào)警提醒在現(xiàn)場的工作人員查看情況，在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)上與監(jiān)測儀終端相對應(yīng)的第二聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，提醒監(jiān)控中心的工作人員，同時(shí)，主控制板同步向監(jiān)控中心傳輸攝像頭采集的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)和個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于工作人員查看現(xiàn)場情況，監(jiān)控中心的短信報(bào)警模塊向責(zé)任人發(fā)送短信報(bào)警，閥門控制模塊控制污水或雨水排水口處閥門關(guān)閉，切斷污染源。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明提供的基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測預(yù)警控制方法，監(jiān)測儀終端均勻的分布在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，每個(gè)監(jiān)測儀終端都能在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)中對應(yīng)顯示，便于監(jiān)測人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和了解每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的情況。監(jiān)測儀終端是基于紫外光反射監(jiān)測水面溢油情況的設(shè)備，監(jiān)測儀終端光源壽命長，受環(huán)境影響小，不僅可以監(jiān)測水面上泄漏原油，還可以監(jiān)測汽油、柴油等，監(jiān)測油品種類多，監(jiān)測儀終端探測油膜的厚度為1.4μm，相對于現(xiàn)有的監(jiān)測裝置靈敏度大大提高。LED發(fā)光模塊發(fā)出紫外光，紫外光經(jīng)水面發(fā)生后進(jìn)入光傳感器中，光傳感器將收到的光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號送至主控板進(jìn)行處理，主控板將信號送至上位機(jī)，當(dāng)水面發(fā)生溢油現(xiàn)象時(shí)，光傳感器收到反射的紫外光強(qiáng)度變強(qiáng)，電壓信號增大，主控板將處理后將信號送入監(jiān)控中心，相應(yīng)監(jiān)測儀終端內(nèi)的第一聲光報(bào)警器發(fā)生聲光報(bào)警提醒在現(xiàn)場的工作人員查看情況，在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)上與監(jiān)測儀終端相對應(yīng)的第二聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，提醒監(jiān)控中心的工作人員；同時(shí)，主控制板同步向監(jiān)控中心傳輸攝像頭采集的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)和個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于工作人員查看現(xiàn)場情況。監(jiān)控中心的短信報(bào)警模塊給責(zé)任人發(fā)送短信報(bào)警，短信內(nèi)容中包括各監(jiān)測點(diǎn)溢油應(yīng)急處置措施、應(yīng)急物資配備情況和應(yīng)急人員聯(lián)絡(luò)方式等信息，方便責(zé)任人及時(shí)處理溢油事故。另外，監(jiān)控中心的閥門控制模塊能夠控制污水、雨水排口的閥門關(guān)閉，及時(shí)、快速的切斷污染源，避免污染范圍的擴(kuò)大。

附圖說明

圖1為溢油監(jiān)測預(yù)警控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為監(jiān)測儀終端的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體的說明：

結(jié)合圖1和圖2，一種基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測預(yù)警控制方法，包括溢油監(jiān)測預(yù)警控制系統(tǒng)，溢油監(jiān)測預(yù)警控制系統(tǒng)包括監(jiān)控中心和多個(gè)監(jiān)測儀終端，監(jiān)測儀終端與監(jiān)控中心通信連接，監(jiān)控中心設(shè)有電子地圖顯示系統(tǒng)，監(jiān)測儀終端對應(yīng)的顯示在電子地圖顯示系統(tǒng)上，監(jiān)測儀終端包括電源模塊、第一聲光報(bào)警器、攝像頭、主控板、光傳感器、LED驅(qū)動模塊和LED發(fā)光模塊，電源模塊、第一聲光報(bào)警器、攝像頭、光傳感器和LED驅(qū)動模塊均與主控板相連，LED驅(qū)動模塊與LED發(fā)光模塊相連，主控板內(nèi)設(shè)置有單片機(jī)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，主控板與監(jiān)控中心通信連接，監(jiān)控中心還包括通訊模塊、短信報(bào)警模塊和閥門控制模塊。

監(jiān)測儀終端實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)測點(diǎn)水面的情況，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，并顯示在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)上，為監(jiān)控中心的工作人員提供信息支持。監(jiān)測儀終端均勻的分布在需要監(jiān)測的水面上，各個(gè)監(jiān)測儀終端的位置信息和數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示在電子地圖顯示系統(tǒng)上。

監(jiān)控中心還包括通訊模塊、短信報(bào)警模塊和閥門控制模塊，用于對電子地圖顯示系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子地圖操作模塊，用于對監(jiān)測儀終端進(jìn)行調(diào)試、操作的監(jiān)測管理模塊。通訊模塊用于與監(jiān)測儀終端實(shí)現(xiàn)無線通訊。短信報(bào)警模塊能向負(fù)責(zé)人發(fā)送短信報(bào)警，短信報(bào)警內(nèi)容中包括溢油應(yīng)急處置措施、應(yīng)急物資配備情況和應(yīng)急人員聯(lián)絡(luò)方式等信息。閥門控制模塊與雨水、污水排水口的閥門或泵相連，其控制閥門或泵的開啟和關(guān)閉。電子地圖操作模塊能對電子地圖進(jìn)行拖動、放大、縮小和標(biāo)注操作。

電源模塊采用太陽能電池板或220V交流電，為主控板提供電源；監(jiān)測儀終端探測到水面有油膜時(shí)，其激發(fā)第一聲光報(bào)警器，并啟動攝像頭對現(xiàn)場進(jìn)行拍攝，將拍攝后的畫面實(shí)時(shí)傳輸給監(jiān)控中心。

利用上述溢油監(jiān)測預(yù)警控制系統(tǒng)的監(jiān)測預(yù)警控制方法，包括以下步驟：

步驟1：將監(jiān)測儀終端安裝在企業(yè)雨水、污水排水口的水面或海水、河流和湖泊的水面上方10米以內(nèi)的范圍，監(jiān)控中心安置在監(jiān)控工作站內(nèi)，監(jiān)測儀終端實(shí)時(shí)監(jiān)測水面溢油情況，監(jiān)控中心利用監(jiān)測管理模塊對各個(gè)監(jiān)測儀終端進(jìn)行調(diào)試和操作，使各個(gè)監(jiān)測儀終端正常工作。

步驟2：在水面無油膜時(shí)，LED驅(qū)動模塊給LED發(fā)光模塊提供恒定的電流，LED發(fā)光模塊包括型號為LZ4-04UV00的紫外LED燈，LED發(fā)光模塊能夠發(fā)出紫外光，在紫外燈上裝有用于濾光的濾光片。LED發(fā)光模塊發(fā)出紫外光到水面上，紫外光經(jīng)水面反射后進(jìn)入光傳感器中，光傳感器上設(shè)置有兩組濾光片，其中一組濾光片能夠?yàn)V除0-350nm的光譜，另一組濾光片能夠?yàn)V除380nm以上的光譜。

步驟3：光傳感器將收到的光信號變成模擬信號，模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將信號送到主控板的單片機(jī)中進(jìn)行信號處理操作，在液面無油膜時(shí)，數(shù)字信號數(shù)值在13000至25000范圍內(nèi)，將此數(shù)字信號數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)值儲存到主控板的單片機(jī)中；

步驟4：LED發(fā)光模塊實(shí)時(shí)發(fā)射紫外光到水面上，將測得的數(shù)字信號數(shù)值與主控板的單片機(jī)中存儲的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，主控板將對比后的結(jié)果送入監(jiān)控中心，并在電子地圖顯示系統(tǒng)上顯示各個(gè)監(jiān)測儀終端的情況，電子地圖顯示系統(tǒng)中設(shè)置有第二聲光報(bào)警器，第二聲光報(bào)警器與監(jiān)測儀終端一一對應(yīng)，電子地圖操作模塊能對電子地圖進(jìn)行拖動、放大、縮小和標(biāo)注操作；

步驟5：當(dāng)水面有油時(shí)，反射的紫外光強(qiáng)度變強(qiáng)，數(shù)字信號值迅速變大，將測得的數(shù)字信號值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)數(shù)字信號數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，主控板將信號送至監(jiān)控中心，相應(yīng)監(jiān)測儀終端內(nèi)的第一聲光報(bào)警器發(fā)生聲光報(bào)警提醒在現(xiàn)場的工作人員查看情況，在監(jiān)控中心的電子地圖顯示系統(tǒng)上與監(jiān)測儀終端相對應(yīng)的第二聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，提醒監(jiān)控中心的工作人員，同時(shí)，主控制板同步向監(jiān)控中心傳輸攝像頭采集的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)和個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于工作人員查看現(xiàn)場情況，監(jiān)控中心的短信報(bào)警模塊向責(zé)任人發(fā)送短信報(bào)警，閥門控制模塊控制污水或雨水排水口處閥門關(guān)閉，切斷污染源。

本發(fā)明提供的基于紫外反射的水面溢油監(jiān)測預(yù)警控制方法，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)技術(shù)，提高了監(jiān)測水面溢油的效率，實(shí)現(xiàn)了自動報(bào)警、快速應(yīng)急響應(yīng)、降低事故損害和保護(hù)環(huán)境的目的。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。