(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 202210667153.6 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市武昌区和平大 道1178号 (72)发明人 熊庭　陈彦　方珍龙　侯文江　 区瑾　 (74)专利代理 机构 武汉市首臻知识产权代理有 限公司 42 229 专利代理师 朱迪 (51)Int.Cl. G01N 33/18(2006.01) G01N 27/08(2006.01) G01N 27/416(2006.01) G01N 21/31(2006.01)G01D 21/02(2006.01) B63B 35/00(2006.01) B63B 49/00(2006.01) B63B 1/12(2006.01) G05D 1/02(2020.01) (54)发明名称 用于水域突发危险品化学污染的应急监测 船及其溯源方法 (57)摘要 一种用于水域突发危险品化学污染的应急 监测船,包括： 双体船身及其尾部设置的两个吊 舱推进装置， 所述双体船身顶 面铺设有太阳能电 池板， 所述太阳能电池板的前端中部设置有超声 波传感器和图像采集装置， 所述双体船身的甲板 上方固定有雷达装置， 所述双体船身内部设置有 水体采样检测系统和蓄电池， 所述蓄电池为穿上 各设备供电， 所述太阳能电池板与蓄电池电连 接。 在溯源时采用三角溯源法， 快速确定源头。 本 设计不仅能够提高发生水域突发危险品化学污 染事件后安全应急过程的效率， 而且缩短水路交 通运输价值恢复的时间。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115219678 A 2022.10.21 CN 115219678 A 1.一种用于水域 突发危险品化学污染的应急监测船,其特 征在于： 所述应急监测船包括： 双体船身 （1） 及其尾部设置的两个吊舱推进装置 （11） ， 所述双体 船身 （1） 顶面铺设有太阳能电池板 （12） ， 所述太阳能电池板 （12） 的前端中部设置有超声波 传感器 （2） 和图像采集装置 （3） ， 所述双体船身 （1） 的甲板上方固定有 雷达装置 （13） ， 所述双 体船身 （1） 内部设置有水体采样检测系统 （4） 和蓄电池 （14） ， 所述蓄电池 （14） 为穿上各设备 供电， 所述太阳能电池板 （12） 与蓄电池 （14） 电连接 。 2.根据权利要求1所述的一种用于水域突发危险品化学污染的应急监测船,其特征在 于： 所述水体采样检测系统 （4） 包括取水装置 （41） 、 稳态监测装置 （42） 、 取样装置 （43） 、 清 洗装置 （44） 、 排水装置 （45） ， 所述取水装置 （41） 的进水管道设置于双体船身 （1） 两船身之间 的区域， 所述取水装置 （4 1） 的出水管道分别与稳态 监测装置 （42） 和取样装置 （43） 的进水端 相通， 所述稳态监测装置 （42） 的清洗端与清洗装置 （44） 的出水端相通， 所述稳态监测装置 （42） 的出水端与排水装置 （45） 的进水端相通， 所述排水装置 （45） 的排水管道设置于双体船 身 （1） 两船身之间的区域。 3.根据权利要求2所述的一种用于水域突发危险品化学污染的应急监测船,其特征在 于： 所述稳态监测装置 （42） 用于检测取样液体的电导率、 温度、 酸碱度值、 氧化还原电位、 浊度和吸光度。 4.根据权利要求2或3所述的一种用于水域突发危险品化学污染的应急监测船,其特征 在于： 所述应急监测船还包括： 控制器 （5） ， 所述控制器 （5） 分别与吊舱推进装置 （11） 、 太阳 能 电池板 （12） 、 雷达装置 （13） 、 蓄电池 （14） 、 超声波传 感器 （2） 、 图像采集装置 （3） 和水体采样 检测系统 （4） 信号连接 。 5.根据权利要求4所述的一种用于水域突发危险品化学污染的应急监测船,其特征在 于： 所述控制器 （5） 包括采样控制模块 （51） 、 动力模块 （52） 、 能源系统监控模块 （53） 、 分析 溯源模块 （54） 、 卫星定位模块 （55） 和远程通讯模块 （56） ， 所述超声波传感器 （2） 、 雷达装置 （13） 、 采样控制模块 （51） 、 动力模块 （52） 、 能源系统监控模块 （53） 、 卫星定位模块 （55） 和远 程通讯模块 （56） 均与分析溯源模块 （54） 信号连接， 所述采样控制模块 （51） 与水体采样 检测 系统 （4） 内的各模块的控制 端信号连接， 所述动力模块 （52） 与吊舱推进装置 （11） 的控制端 信号连接， 所述能源系统监控模块 （53） 用于检测蓄电池 （14） 的电量和太阳能电池板 （12） 的 工作状态， 所述分析溯源模块 （54） 用于根据采样情况综合计算分析溯源， 所述卫星定位模 块 （55） 用于连接定位卫星来定位船舶位置坐标， 所述图像采集装置 （3） 与远程通讯模块 （56） 信号连接， 所述远程 通讯模块 （5 6） 用于通过 无线信号与总控平台或终端 进行通讯。 6.一种权利要求1 ‑5中任意一项所述的用于水域突发危险品化学污染的应急监测船的 溯源方法， 其特 征在于： 在应急监测船 下水执行溯源任务时， 按照以下流 程进行操作： S1.到达目标水域， 首先确认污染物种类和污染发生的大概位置， 然后向应急监测船发 送位置信息， 应急监测船根据接收到的位置信息， 到达需检测的目标水域附近， 同时应急监权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115219678 A 2测船将实时的图像信息和位置数据通过远程通讯反馈给控制端， 控制端根据反馈的图像情 况调整船体位置到适合的采样区域， 以当前点位为测量起始 点O， 然后远程下达采样溯源命 令， 进入S2至S5的测量循环周期； S2.确认采样点位置， 根据溯源中心点的位置确认一个测量半径， 然后以溯源中心点为 圆心根据测量半径画圆， 在圆周上寻找 （3） 个点位构成正三角型， 分别到对应点位完成S 3水 质采样监测 和S4浓度分析的工作， 在完成三个点 位的测算分析后进入S5三角溯源流 程； 上述过程中初始的溯源中心点 为测量起始点O； S3.水质采样监测， 控制器 （5） 控制水体采样检测系统 （4） 开始工作， 对船体当前所处水 体进行采样留存， 并利用稳态监测装置 （42） 对采样的水体进 行分析， 得出当前水体的： 电导 率、 温度、 pH值、 氧化还原电位、 浊度和吸光度的分析数值， 并将其反馈给控制器 （5） ， 控制器 （5） 收到采用数据后控制水体采样检测系统 （4） 将管路内水体排空， 并控制清洗装置 （44） 冲 洗稳态监测装置 （42） ， 进入S4浓度分析； S4.浓度分析， 控制器 （5） 对收到采用数据进行分析： S3中测量得到了待测液体的吸光度A， 根据污染物种类控制器 （5） 从内置中调取对应的 摩尔吸光系数， 根据朗伯比尔定律计算污染物的浓度： C=A/KL                           （1） 式中： A为待测液体的吸光度， K为摩尔吸光系数， L为照射光通过待测液体的距离， C为 待测污染物 物质的量浓度； 根据公式计算出 该点位的污染物浓度后， 将数据实时传送到控制终端并储 存； S5.三角溯源， 在每次完成三个点位的测算分析后将本次测算分析的溯源中心点位浓 度与三个点 位的浓度进行比较： a如溯源中心点 位浓度最高， 则判定该溯源中心点 位坐标为污染源区域， 进入S7； b如三个点位中某一点位的浓度最高， 则将最高浓度与溯源中心点位浓度作差， 当差值 小于设定值时， 判定最高浓度点位为污染源区域， 进入S7； 当差值大于设定值时， 则将最高 浓度点位作为下一轮采样的溯源中心点返回S2进行采样测算； S7.溯源结束， 在确认污染源区域坐标后， 向控制终端发送溯源结束的点位坐标消息和 溯源结束的提 示， 船体处于待机状态， 等待下一 步指令。 7.根据权利要求6所述的一种用于水域突发危险品化学污染的应急监测船的溯源方 法， 其特征在于： S2.确认采样点位置中， 测量半径在前两次测量时为设定的初始值， 在后续的测量中， 根据本次溯源中心 点与前次溯源中心点的浓度差查询浓度差与测量半径关系表确认， 所述 浓度差与测量半径关系表为人工设定的， 浓度差与测量半径关系表储存于控制器 （5） 的数 据库中。 8.根据权利要求7所述的一种用于水域突发危险品化学污染的应急监测船的溯源方 法， 其特征在于： 所述照射 光通过待测液体的距离L 为测试光源于光强传感器之间的距离 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115219678 A 3