一種定時監測的超聲波抑藻除藻系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及水體藻類去除技術，特別設及一種定時監測的超聲波抑藻除藻系 統。
【背景技術】
[0002] 水體富營養化引發的水華現象（藍綠藻大量繁殖）在湖泊等水域日趨頻繁和嚴 重，給環境和經濟造成巨大的損失和災難。世界上第一臺超聲波除藻器于1999年開始應用 于開放性水域中，到目前為止，已經發展成為一種具有極強殺滅水藻功能的成熟產品，世界 上已有十幾個國家推廣使用，已被證明是一種最簡單、最有效的環保除藻技術，無論是發泡 式藻類、漂浮式藻類或有根的藻類都能有效消除。 陽00引申請號為CN201410046048中國專利文獻公開了一種太陽能水面除藻系統及水面 除藻方法，專利采用太陽能發電功能，利用超聲波、紫外線、除藻劑和增氧曝氣四種除藻方 式組合，通過水循環裝置實現工作區域水體從下方中央向上方四周的循環，水質監測裝置、 除藻裝置24小時開機工作。運種方法可W有效的抑制工作區域內水藻的生長，但工作區域 范圍小，難W對較大范圍的水域進行除藻抑藻；無固定裝置，易受水流影響漂移至非工作區 域甚至遺失，易受風浪影響發生側翻；水藻受超聲波福照時間過長會產生過多的藻毒素，影 響水質。
[0004] 申請號為CN201410554121的中國專利文獻公開了一種基于太陽能發電的超聲除 藻方法及設備，專利采用太陽能船帆驅動設備前進并收集富藻水，用超聲波對富藻水進行 處理，處理后的富藻水過濾得到藻渣并進行干化和收集。運種方法可W在小的工作范圍內 實現有效的除藻效果，將理后的藻渣移出原生態系統，可W降低氮憐等元素在水體中的含 量，除藻徹底。但該設備沒有艙和運動控制裝置，在沒有風的情況下無法移動，不能進行持 續作業；在水流風浪影響下工作路徑難W控制，大范圍區域的除藻效果不理想；在風浪較 大的情況下可能發生側翻；沒有監測裝置，需要較多人工輔助，智能化程度低，難W在最佳 時間進行抑藻。 陽0化]可見現有技術中除藻技術存在工作區域小、較大范圍除藻效果不理想、抗風浪差、 難W長期保持在工作區域工作、監測過程的耗能過高等不足。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型提供了一種定時監測的超聲波抑藻除藻系統，無需連續工作，根據水 質的情況選擇不同的超聲波進行除藻或抑藻，能耗低，抑藻除藻效果好，長期使用后使作業 水體的藻類保持在安全范圍。
[0007] 一種定時監測的超聲波抑藻除藻系統，包括主體支架，W及安裝在主體支架上的 超聲波發射單元、用于監測水質并控制超聲波發射單元工作的監測單元和供能單元，所述 抑藻除藻系統還包括定時單元，用于間斷性啟動監測單元；
[0008] 所述監測單元固定在主體支架的下方，所述監測單元包括傳感器固定支架W及安 裝在傳感器固定支架上的葉綠素a傳感器、藻青蛋白傳感器、抑值傳感器、懸浮固體量傳感 器、溶解氧傳感器和溫度傳感器；
[0009] 所述超聲波發射單元包括超聲波換能器和控制單元，所述控制單元接收監測單元 的監測結果，并根據監測結果控制超聲波換能器發出相應功率和頻率的超聲波進行抑藻或 除藻。
[0010] 本實用新型設有定時單元，控制監測單元間斷性工作，間斷性即間隔一定時間，避 免了系統連續工作能耗高的問題；監測單元設有多個監測不同水質指標的傳感器，可W準 確監測水體的水質狀況，控制所述超聲波發射單元高效工作，避免無用功，節約能耗；還設 有可W根據水質分析結果發出不同功率和頻率的超聲波進行抑藻或除藻的超聲波發射單 元，針對性強、抑藻除藻效果好，進一步降低能耗。
[0011] 相應功率和頻率的超聲波是指控制單元內預設有多種功率和頻率的超聲波，根據 監測結果，發出不同功率和頻率的超聲波分別進行抑藻或除藻。
[0012] 優選的，所述超聲波換能器固定在主體支架的下方，設有至少=個、環繞布置使超 聲波向四周發射。設置環繞布置的至少=個超聲波換能器組合后的系統，無需旋轉和其他 輔助方式，即可對工作半徑內的圓形水域進行有效的除藻抑藻工作，工作效率高，設備結構 簡單。
[0013] 為了便于系統在水體表面安裝，優選的，還包括漂浮單元，該漂浮單元為一體式的 浮塊，所述主體支架圍繞浮塊固定連接，所述浮塊和主體支架為矩形，一體式結構有助于保 持系統整體的平穩。主體支架為侶合金外框架，內部填充泡沫塑料作為浮塊。
[0014] 為了發射的超聲波可W覆蓋系統周圍的水域，優選的，所述超聲波換能器設有兩 兩對稱布置的四個，分別固定在矩形的浮塊的對稱軸上。
[0015] 為了防止系統漂移工作水域，優選的，還包括定位單元，所述定位單元設有兩組， 每組包括一端連接浮塊底面的牽引繩W及固定在牽引繩另一端的定位塊；兩組的牽引繩分 別固定在矩形浮塊的兩對角上。
[0016] 上述結構使系統在受到風浪的影響后受牽引繩的拉力可W回復到原位置，同時發 生側翻所需的風力也大大增加，提高了抗風浪能力。定位塊即質量較大的立方體重物，用于 定位，主要材料可W采用混凝±，容易獲取，成本較低。
[0017] 優選的，所述供能單元包括：固定在主體支架的上方、用于供電的蓄電池組，用于 向蓄電池組充電的太陽能電池板和充放電控制器，W及將蓄電池組的直流電轉換成交流電 的逆變器。采用太陽能電池板提供能量和蓄電池儲能，節能環保，工作狀態受天氣影響小。
[0018] 優選的，還包括安裝在主體支架上的無線通訊模塊，從而可根據需求實施抑藻除 藻系統的自動作業和遠程人工操作，降低人力成本，將系統清除水華的效果最大化。
[0019] 本實用新型還公開了一種定時監測的超聲波抑藻除藻方法，通過上述的定時監測 的超聲波抑藻除藻系統，定時監測水質，無需24小時工作，根據水質的情況選擇不同的超 聲波進行除藻或抑藻，能耗低，抑藻除藻效果好。
[0020] 一種定時監測的超聲波抑藻除藻方法，使用上述的定時監測的超聲波抑藻除藻系 統，包括W下步驟：
[0021] (1)將超聲波抑藻除藻系統放入工作水體中，間斷性監測水體，水體的監測指標為 葉綠素a濃度、藻青蛋白濃度、抑值、懸浮固體量、溶解氧濃度和水溫；
[0022] (2)根據步驟（I)的監測結果，控制超聲波換能器向水體發出相應功率和頻率的 超聲波進行抑藻或除藻。
[0023] 相應功率和頻率的超聲波是指預設有多種功率和頻率的超聲波，根據監測結果， 發出不同功率和頻率的超聲波分別進行抑藻或除藻。
[0024] 本實用新型方法控制監測單元間斷性工作，避免了系統連續工作能耗高的問題； 監測多種水質指標，可W準確監測水體的水質狀況，控制所述超聲波發射單元高效工作，避 免無用功，節約能耗；根據水質分析結果發出不同功率和頻率的超聲波進行抑藻或除藻，針 對性強、抑藻除藻效果好，進一步降低能耗。
[0025] 優選的，根據步驟（1)的監測結果，向水體發出相應功率和頻率的超聲波進行抑 藻、除藻或無動作的具體過程為： 陽0%] 2-1當監測到在抑為7. 5~8. 5,水溫不低于24攝氏度，懸浮固體量在22~50NTV 的條件下，W下S項指標有至少兩項出現時：葉綠素a濃度超過46mg/l，藻青蛋白濃度超過 143mg/l，溶解氧濃度低于3. 6mg/l，即判定滿足水華爆發的先兆條件，向水體發出頻率為 180~220曲Z、功率為40~60W的超聲波進行抑藻，福照至少4min;
[0027] 將上述水質情況判定滿足水華爆發的先兆條件，使用頻率為180~220曲Z、功率 為40~60W的超聲波對該種水質具有良好的抑制效果，福射時間控制在4minW上，既可W對藻類進行有效的抑制。高頻率、高功率都會增加能耗，降低頻率和功率又會影響效果，經 過實驗進行優選，步驟2-1中，超聲波頻率為200~220曲Z，功率為48~52W，進一步優選 的，超聲波頻率為200曲Z，功率為50W。 陽02引 2-2當監測到在抑為7. 5~8. 5,水溫超過24攝氏度，懸浮固體量在22~50NTV 的條件下，W下S項指標有至少兩項出現：葉綠素a濃度超過68mg/l，藻青蛋白濃度超過 171111旨/1，溶解氧濃度低于2. 8mg/l，判定滿足水華已經爆發條件，向水體發出頻率為18~ 22曲Z、功率為60~80W的超聲波進行除藻，福照至少7min。
[0029] 將上述水質情況判定滿足水華已經爆發條件，使用頻率為20~22曲Z、功率為 60~80W的超聲波對該種水質具有良好的除藻效果，福射時間控制在7minW上，既可W對 藻類進行有效的去除；高頻率、高功率都會增加能耗，降低頻率和功率又會影響效果，經過 實驗進行優選，超聲波頻率為19~21曲Z，功率為68~72W;進一步優選的，超聲波頻率為 20曲Z，功率為70W。
[0030] 優選的，間斷性監測水體的間隔時間為3~5小時。上述間隔時間下，本實用新型 可W有效將作業水體的藻類保持在安全范圍。
[0031] 監測結果不滿足上述條件時，則系統不工作。
[0032] 本實用新型的有益效果：
[0033] 本實用新型通過定時單元，控制監測單元間斷性工作，同時監測單元設有多個監 測不同水質指標的傳感器，可W準確監測水體的水質狀況，控制所述超聲波發射單元高效 工作，避免在非工作時間消耗能量，節約能耗；還設有可W根據水質分析結果發出不同功率 和頻率的超聲波進行抑藻或除藻的超聲波發射單元，針對性強、抑藻除藻效果好，進一步降 低能耗，長期使用后作業區域的藍綠藻密度保持在安全范圍，避免水華的發生，在湖泊，緩 流河道，水庫等水域內使用具有良好的抑藻除藻效果和經濟效益。
【附圖說明】
[0034] 圖1是本實用新型的主視圖。
[0035] 圖2是本實用新型的左視圖。
[0036] 圖3是本實用新型的仰視圖。
[0037] 圖4是本實用新型的俯