(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210747864.4 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 天津游鸿科技有限公司 地址 300350 天津市津南区辛庄镇鑫谷一 号路与鑫茂路交口鑫谷园15号楼101- 451 (72)发明人 王峻己　颜廷伟　陈一帆　 (74)专利代理 机构 安徽专烨知识产权代理有限 公司 34194 专利代理师 张云枝 (51)Int.Cl. G01N 21/25(2006.01) G01N 21/01(2006.01) A01M 29/16(2011.01) (54)发明名称 一种高光谱水质监测与预警方法 (57)摘要 本发明公开了一种高光谱水质 监测与预警 方法， 属于水质监测领域， 一种高光谱水质监测 与预警方法， 高光谱水面监测， 预警双触发， 污染 源判定， 返程复判定， 污染源判定输送， 可以通过 使用本方法对自然水体进行监测和预警， 在有效 实现双触发预 警作用， 对水面高光谱监测仪的监 测数据进行复测， 降低水面高光谱监测仪受环境 影响的监测误差， 提高预警信号准确性的同时， 还能够对自然实体内不同深度的水质进行检测， 有效辅助水务管理部门对污染源的情况进行判 定， 缩小排查范围， 降低排查难度， 不仅有效降低 了水质管 理的难度和成本， 还提高了预警处理的 效率， 降低自然水体持续污染的概率， 有效提高 对自然水资源的保护效果。 权利要求书2页 说明书9页 附图9页 CN 115112576 A 2022.09.27 CN 115112576 A 1.一种高光谱水质监测与预警方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S1.高光谱水面监测， 利用水面高光谱监测仪(1)对自然水体的水面进行实时监测， 并 将监测数据反馈至智慧监测控制器(2)内， 智慧监测控制器(2)对自然 水体的水质数据进 行 判断； S2.预警双触发， 在智慧监测控制器(2)判断水面高光谱监测仪(1)输入自然水体水质 的数据超 标后， 智慧监测控制器(2)启动入 水高光谱检测仪(3)， 使 得入水高光谱检测仪(3) 首先对浮动位置的自然水体水质进行检测， 在入水高光谱检测仪(3)将检测数据反馈至智 慧监测控制器(2)， 智慧监测控制器(2)判断自然水体水质的数据依然超标时， 智慧监测控 制器(2)产生预警信号， 向相关PC端和移动端发出 预警警报； S3.污染源判定， 在智慧监测控制器(2)输出预警警报数据的同时， 还对浮力气泵(6)进 行控制， 使其排出浮力调控板(4)和浮力辅助支耳(401)内的气体， 降低其对入水高光谱检 测仪(3)的浮力作用， 使得入水高光谱检测 仪(3)在自重作用下逐渐下沉至自然水体内， 对 自然水体内不同深度位置进 行水质检测， 并将 检测数据反馈至智慧监测控制器(2)内， 辅助 智慧监测控制器(2)内自然水体内 内部水质数据进行 数据统计和分析； S4.返程复判定， 在入水高光谱检测仪(3)移动至自然水体下 限位置， 且对自然水体不 同深度水质检测完成后， 智慧监测控制器(2)控制浮力气泵(6)反转启动， 向浮力调控板(4) 和浮力辅助支耳(401)内通入空气， 使其作用于入水高光谱检测 仪(3)的浮力逐渐恢复， 带 动入水高光谱检测仪(3)在自然 水体内向上浮动复位， 并且在复位过程中， 会自然 水体内的 水质进行返程复测， 并将数据反馈 至智慧监测控制器(2)内； S5.污染源判定输送， 智慧监测控制器(2)对入水高光谱检测仪(3)双程的检测数据进 行统计和判断， 并将判断的数据输送至相关P C端和移动端， 缩小污染源的范围， 水务管 理人 员根据污染源数据进行针对性 排查管控。 2.根据权利要求1所述的一种高光谱水质监测与预警方法， 其特征在于： 包括步骤S1和 S2内所述的安装在自然水体上侧的水面高光谱监测 仪(1)和智慧监测控制器(2)以及设置 在自然水体内的入水高光谱检测 仪(3)， 所述智慧监测控制器(2)前端安装有盘线器， 所述 盘线器上绕接有入水缆线(201)， 所述入水高光谱检测仪(3)上端开设有检测通道， 所述入 水高光谱检测仪(3)上端固定安装有与入 水缆线(201)信号连接的信号接头， 所述入 水高光 谱检测仪(3)下端固定连接浮力调控板(4)， 所述浮力调控板(4)内开设有浮力腔， 所述浮力 腔下内壁固定安装有浮力气泵(6)， 所述浮力调控板(4)外端固定连接有多个与浮力腔相接 通的浮力辅助支耳(401)； 所述智慧监测控制器(2)内设置有水质监测与预警系统， 所述水质监测与预警系统包 括有水质监测处理单元， 所述水质监测处理单元 的输入端连接有水面高光谱监测单元、 水 体定点检测单元和水体浮动检测单元， 所述水面高光谱监测单元的输入端通过导线与水面 高光谱监测仪(1)信号连接， 所述水体内检测单元和水体浮动检测单元均与入水高光谱检 测仪(3)信号连接， 所述水质监测处理单元的输出端包括有双触发检测单元、 污染源检测单 元、 浮动控制单元和预警数据输出单元， 所述双触发检验单元和污染源检测单元 的输出端 均于入水高光谱检测仪(3)信号连接， 所述浮力控制单元的输出端通过导线与浮力气泵(6) 信号连接， 所述预警数据输出 单元的输出端通过5G网络分别 信号连接有PC端和移动端。 3.根据权利要求2所述的一种高光谱水质监测与 预警方法， 其特征在于： 所述入水高光权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115112576 A 2谱检测仪(3)内固定安装有位于检测通道左侧的高光谱发射端(301)、 位于检测通道右侧的 光伏接收端(302)以及位于光伏接收端(302)下侧的光谱参数处理器(303)， 所述光谱参数 处理器(303)的输出端分别与水体内检测单元和水体浮动检测单元相配合， 所述高光谱发 射端(301)的输入端分别与双触发检验单 元和污染源检测单 元相配合。 4.根据权利要求2所述的一种高光谱水质监测与 预警方法， 其特征在于： 所述浮力调控 板(4)上端固定连接有多个限位伸缩条(8)， 所述限位伸缩条(8)上端固定连接有固定指示 浮板(5)， 所述固定指示浮板(5)外端 固定连接有 固定岸边索(501)， 且固定岸 边索(501)固 定安装在自然水体岸边。 5.根据权利要求4所述的一种高光谱水质监测与 预警方法， 其特征在于： 所述固定指示 浮板(5)上端固定连接有缆线引管(502)， 且缆线引管(502)下端延伸至固定指示浮板(5)下 侧， 所述固定指示浮板(5)与入 水缆线(201)相配合， 所述缆线引管(502)内壁固定连接有光 尺感应探头， 所述入 水缆线(201)外端固定连接有柔性光 感尺， 且柔性光感尺与光尺感应探 头相配合。 6.根据权利要求5所述的一种高光谱水质监测与 预警方法， 其特征在于： 所述水质监测 处理单元的输入端还连接有浮动深度感应单元， 所述浮动 深度感应单元的输入端通过导线 与光尺感应探 头信号连接 。 7.根据权利要求4所述的一种高光谱水质监测与 预警方法， 其特征在于： 所述浮力气泵 (6)上端固定连接有与浮力腔相接通的内通管(604)， 所述浮力气泵(6)右端固定连接有延 长气管(601)， 所述延长气管(601)上端延伸至浮力调控板(4)外侧， 所述固定指示浮板(5) 上端固定连接有外部接通气管(603)， 所述延长气管(601)和外部接通气管(603)之间固定 连接有伸缩气管(602)， 且延长气管(601)、 伸缩气管(602)和外部接通气管(603)设置在相 对应的限位伸缩条(8)内， 所述浮力气泵(6)通过延长气管(601)、 伸缩气管(602)和外部接 通气管(6 03)与自然水体上侧的空气相接通。 8.根据权利要求7所述的一种高光谱水质监测与 预警方法， 其特征在于： 所述外部接通 气管(603)内固定连接有拟音哨。 9.根据权利要求2所述的一种高光谱水质监测与 预警方法， 其特征在于： 所述浮力 辅助 支耳(401)远离浮力调控板(4)一端固定连接有压力感应条(701)， 所述浮力调控板(4)外端 固定连接有多个与压力片(7)相配合的压力感应条(701)， 所述压力感应条(701)内设置有 压力感应器， 所述浮动控制单元包括有浮力调节模块和位置感应模块， 所述浮力调节模块 的输出端与浮力气泵(6)信号连接， 所述 位置感应模块的输入端与压力感应 器信号连接 。 10.根据权利要求2所述的一种高光谱水质监测与预警方法， 其特征在于： 所述预警数 据输出单元包括有预警信号输出模块和污染源信号输出模块， 所述水质监测与预警系统还 包括有与水质监测处 理单元信号连接的水体污染数据库。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115112576 A 3