CN104849424A - 一种水质垂直剖面监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水质垂直剖面监测系统，包括浮标主体结构、垂直升降机构、供电单元以及水质监测仪器；所述浮标主体结构包括浮标标体、密闭舱盖子以及浮标标体底管；所述密闭舱盖子盖于浮标标体上，所述浮标标体底管设置于浮标标体下部，所述浮标标体内带有中空管道，且中空管道延伸至所述浮标标体底管；所述供电单元和水质监测仪器设置于浮标标体内，垂直升降机构设置于密闭舱盖子上，且密闭舱盖子开设有一开孔，垂直升降机构的线缆贯穿开孔且与水质监测仪器的探头连接，浮标标体底管下套设有一尾管。本发明可掌握湖泊，水库，河道的水质变化情况，提高预警作用，增强应对水质突发性变化的能力，并为决策提供科学依据。

Description

一种水质垂直剖面监测系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种水质垂直剖面监测系统。
背景技术
现在国内建设了大量的浮标式水质自动监测站，且还将再继续增加，随着监测技术的日益完善，分析的项目也越来越多，这些水站都按照国家地表水水质自动监测系统要求，选择在水面下0.5-1米的深度，还未有垂直剖面监测系统的应用。
由于分层现象，实际中湖泊，水库，河道的水质沿水深方向可能出现很大的不均匀性，其原因来自水面(透光带光合作用和水温变化引起的水质变化)和沉积物(沉积物中物质的溶解)的影响，此外悬浮物的沉降也可能造成水质垂直方向的不均匀性。所以，实现水质垂直剖面监测具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种水质垂直剖面监测系统，可掌握湖泊，水库，河道的水质变化情况，提高预警作用，增强应对水质突发性变化的能力，并为决策提供科学依据。
本发明是这样实现的：一种水质垂直剖面监测系统，包括浮标主体结构、垂直升降机构、供电单元以及水质监测仪器；所述浮标主体结构包括浮标标体、密闭舱盖子以及浮标标体底管；所述密闭舱盖子盖于浮标标体上，所述浮标标体底管设置于浮标标体下部，所述浮标标体内带有中空管道，且中空管道延伸至所述浮标标体底管；所述供电单元和水质监测仪器设置于浮标标体内，且为系统提供电源；所述垂直升降机构设置于密闭舱盖子上，且密闭舱盖子开设有一开孔，垂直升降机构的线缆贯穿开孔且与水质监测仪器的探头连接，所述探头通过垂直升降机构能伸收于浮标标体底管内外；所述浮标标体底管下套设有一尾管。
进一步地，所述供电单元包括：复数个太阳能板、一个蓄电池以及一个电源控制系统；各个太阳能板均与所述电源控制系统连接，所述蓄电池与所述电源控制系统连接；所述太阳能板分布于密闭舱盖子的四周，且对称均匀分布。
进一步地，所述垂直升降机构包括：包括一保护罩、一电机和两个并排垂直设置的支承板，所述两支承板底部之间架设有支撑杆，该支撑杆上套设有导向轮，导向轮两侧均设置有一导向固定板，所述两支承板顶部之间架设有一第一转轴，所述两支承板中部之间架设有一收卷滚动轴，收卷滚动轴中部套设有一滑轮，该滑轮旁设置有滑环；收卷滚动轴两端设置有滚动轴承；该收卷滚动轴的一端设置有第一同步带轮，所述两支承板之间架设有一第二转轴，且第二转轴位于第一转轴和收卷滚动轴之间；所述该第二转轴上设有盘线缆，所述盘线缆左右两侧均设置有一盘线轮，且两盘线轮与所述第一转轴连接；所述第二转轴一端设置有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间套设有一同步带，所述电机驱动所述第二同步带轮运动；两支承板的一支承板上设置有张紧轮轴，该张紧轮轴上设有张紧轮，且同步带绕过张紧轮；所述垂直升降机构的线缆缠绕在盘线轮上，且线缆经过滑轮和导向轮；所述水质监测仪器的探头连接于线缆的底部。
进一步地，所述支承板的底部设置有固定角钢。
进一步地，所述电机上设置有电机固定板。
进一步地，所述监测系统还包括一阴极保护组件，该阴极保护组件设置于尾管上，所述阴极保护组件包括一对配重块和一对螺栓，所述配重块通过螺栓固定于尾管上。
进一步地，所述密闭舱盖子上设置有一塔灯架，所述塔灯架上设置有一航标灯；所述塔灯架罩在所述垂直升降机构上。
本发明具有如下优点：由于监测参数值会随着深度变化而变化，将深层水样监测值与表层水样监测值比较，可以获得一个曲线图(变化规律)及相关系数(线性关系)，可以预测水深达到一定的深度时，水质将发生变化。本发明的系统可以在任何水深范围内根据设定程序，通过垂直升降机构自动提升与下降，自动监测目标水域中不同水层的水质状况。通过本发明能掌握湖泊，水库，河道的水质变化情况，提高预警作用，增强应对水质突发性变化的能力，并为决策提供科学依据。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的剖面图。
图4为本发明的垂直升降机构的结构示意图。
图5为本发明的垂直升降机构的右视图。
图6供电单元的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图6所示，本发明的一种水质垂直剖面监测系统，包括浮标主体结构1、垂直升降机构2、供电单元5以及水质监测仪器(未图示)；所述浮标主体结构1包括浮标标体11、密闭舱盖子12以及浮标标体底管13；所述密闭舱盖子12盖于浮标标体11上，所述浮标标体底管13设置于浮标标体11下部，所述浮标标体11内带有中空管道111，且中空管道111延伸至所述浮标标体底管13；所述供电单元3和水质监测仪器设置于浮标标体11内，且为系统提供电源；所述垂直升降机构2设置于密闭舱盖子12上，且密闭舱盖子12开设有一开孔(未图示)，垂直升降机构2的线缆21贯穿开孔且与水质监测仪器的探头3连接，所述探头3通过垂直升降机构2能伸收于浮标标体底管13内外；所述浮标标体底管13下套设有一尾管4。根据实际情况，可配置水质监测仪器主要包括一台水质多参数分析仪及相关通讯控制设备，可以实现主要水质指标(包括水温、溶解氧、电导率、pH、浊度、氨氮、叶绿素a和蓝绿藻等指标)及气象(温度，湿度，风速，风向，雨量等指标)的现场实时在线监测。浮标主体结构1便于仪器室得到浮标标体11本身充分的保护，从而为系统主机包括数据采集、通讯单元、蓄电池及其它控制设备的安装提供了一个密封防水空间，保证了整套监测单元的正常运行。
在本发明中，所述供电单元5包括：复数个太阳能板51、一个蓄电池52以及一个电源控制系统53；各个太阳能板51均与所述电源控制系统53连接，所述蓄电池52与所述电源控制系统53连接；所述太阳能板51分布于密闭舱盖子12的四周，且对称均匀分布。太阳能板51为水质监测仪器供电，不需要外接电源，利于偏远环境安装。按每10分钟发送一次数据，蓄电池理论供电持续时间可达30天。
所述垂直升降机构2包括：包括一保护罩21、一电机22和两个并排垂直设置的支承板23，所述两支承板23底部之间架设有支撑杆24，该支撑杆24上套设有导向轮25，导向轮25两侧均设置有一导向固定板26，所述两支承板23顶部之间架设有一第一转轴27，所述两支承板23中部之间架设有一收卷滚动轴28，收卷滚动轴28中部套设有一滑轮29，该滑轮29旁设置有滑环30；收卷滚动轴28两端设置有滚动轴承31；该收卷滚动轴28的一端设置有第一同步带轮32，所述两支承板23之间架设有一第二转轴33，且第二转轴33位于第一转轴27和收卷滚动轴28之间；所述该第二转轴33上设有盘线缆34，所述盘线缆34左右两侧均设置有一盘线轮35，且两盘线轮35与所述第一转轴27连接；所述第二转轴33一端设置有第二同步带轮36，所述第一同步带轮32和第二同步带轮36之间套设有一同步带37，所述电机22驱动所述第二同步带轮36运动；两支承板23的一支承板23上设置有张紧轮轴38，该张紧轮轴38上设有张紧轮39，且同步带37绕过张紧轮39；所述垂直升降机构2的线缆40缠绕在盘线轮35上，且线缆40经过滑轮29和导向轮25；所述水质监测仪器的探头3连接于线缆40的底部。通过电机22带动第一同步带轮32和第二同步带轮36运动。
垂直升降机构2为水质监测仪器包括数据采集、通讯系统及其它控制设备的安装提供技术支持；垂直升降机构2通过底部稳定硾直接与水接触，可平衡浮标标体11的压力，使其保持在适当的水平。垂直升降机构与主体仓的联系是通过板盖上的水密接头(未图示，该水密接头设置于中空管道111上)进行，采用法兰式安装方法在甲板面上。系统配置低功耗垂直升降电机，确保长期稳定运行。
在本发明中，所述支承板23的底部设置有固定角钢231。用于更加牢固地将支承板23固定于密闭舱盖子12上。
所述电机22上设置有电机固定板221。所述监测系统还包括一阴极保护组件6，该阴极保护组件6设置于尾管4上，所述阴极保护组件6包括一对配重块61和一对螺栓62，所述配重块61通过螺栓62固定于尾管上。配重块61由镁制作能保护系统的阴极。
另外，本发明中，所述密闭舱盖子12上设置有一塔灯架7，所述塔灯架7上设置有一航标灯8；所述塔灯架7罩在所述垂直升降机构2上。该塔灯架7确保了浮标系统在夜间或光线较差的天气环境下对过往船只的安全警示。此外还配置有效的浮标站点固定系统，必要时在浮标周围设置有效的防撞措施。通过配置上述辅助设备足可以为浮标水质在线自动监测系统的持续地正常运行。
总之，本发明的系统可以在任何水深范围内根据设定程序，通过垂直升降机构自动提升与下降，自动监测目标水域中不同水层的水质状况。通过本发明能掌握湖泊，水库，河道的水质变化情况，提高预警作用，增强应对水质突发性变化的能力，并为决策提供科学依据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种水质垂直剖面监测系统，其特征在于：包括浮标主体结构、垂直升降机构、供电单元以及水质监测仪器；所述浮标主体结构包括浮标标体、密闭舱盖子以及浮标标体底管；所述密闭舱盖子盖于浮标标体上，所述浮标标体底管设置于浮标标体下部，所述浮标标体内带有中空管道，且中空管道延伸至所述浮标标体底管；所述供电单元和水质监测仪器设置于浮标标体内，且为系统提供电源；所述垂直升降机构设置于密闭舱盖子上，且密闭舱盖子开设有一开孔，垂直升降机构的线缆贯穿开孔且与水质监测仪器的探头连接，所述探头通过垂直升降机构能伸收于浮标标体底管内外；所述浮标标体底管下套设有一尾管。
2.根据权利要求1所述的一种水质垂直剖面监测系统，其特征在于：所述供电单元包括：复数个太阳能板、一个蓄电池以及一个电源控制系统；各个太阳能板均与所述电源控制系统连接，所述蓄电池与所述电源控制系统连接；所述太阳能板分布于密闭舱盖子的四周，且对称均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种水质垂直剖面监测系统，其特征在于：所述垂直升降机构包括：包括一保护罩、一电机和两个并排垂直设置的支承板，所述两支承板底部之间架设有支撑杆，该支撑杆上套设有导向轮，导向轮两侧均设置有一导向固定板，所述两支承板顶部之间架设有一第一转轴，所述两支承板中部之间架设有一收卷滚动轴，收卷滚动轴中部套设有一滑轮，该滑轮旁设置有滑环；收卷滚动轴两端设置有滚动轴承；该收卷滚动轴的一端设置有第一同步带轮，所述两支承板之间架设有一第二转轴，且第二转轴位于第一转轴和收卷滚动轴之间；所述该第二转轴上设有盘线缆，所述盘线缆左右两侧均设置有一盘线轮，且两盘线轮与所述第一转轴连接；所述第二转轴一端设置有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间套设有一同步带，所述电机驱动所述第二同步带轮运动；两支承板的一支承板上设置有张紧轮轴，该张紧轮轴上设有张紧轮，且同步带绕过张紧轮；所述垂直升降机构的线缆缠绕在盘线轮上，且线缆经过滑轮和导向轮；所述水质监测仪器的探头连接于线缆的底部。
4.根据权利要求3所述的一种水质垂直剖面监测系统，其特征在于：所述支承板的底部设置有固定角钢。
5.根据权利要求3所述的一种水质垂直剖面监测系统，其特征在于：所述电机上设置有电机固定板。
6.根据权利要求1所述的一种水质垂直剖面监测系统，其特征在于：所述监测系统还包括一阴极保护组件，该阴极保护组件设置于尾管上，所述阴极保护组件包括一对配重块和一对螺栓，所述配重块通过螺栓固定于尾管上。
7.根据权利要求1所述的一种水质垂直剖面监测系统，其特征在于：所述密闭舱盖子上设置有一塔灯架，所述塔灯架上设置有一航标灯；所述塔灯架罩在所述垂直升降机构上。
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