CN105414063A - 一种用于水产养殖中在线监测水质传感器的全方位清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水产养殖在线监测水质传感器的全方位清洁装置，安装架驱动电机通过安装架驱动电机输出轴与安装架的中心位置连接，安装架驱动电机与控制器相连；偶数个水质传感器以安装架驱动电机输出轴的轴线为中心沿圆周方向安装在安装架的上方；在安装架驱动电机输出轴左右两侧的安装架上部分别对称安装有被侧面刷驱动电机驱动的侧面刷和被底面刷驱动电机驱动的底面刷。本发明通过安装架旋转使侧面刷和底面刷依次对多个传感器进行清洁，有利于保证采样精度，且提高了清洁装置的利用率；采用控制器控制在水质监测与传感器清洁中之间自动切换，减少了人工操作，提高了系统工作效率。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖在线监测水质传感器领域，具体来说涉及一种用于水产养殖中在线监测水质传感器的全方位清洁装置。
背景技术
规模化、工厂化水产养殖中需要通过水质传感器在线监测养殖水体的水温、溶解氧、PH值、水位、盐度和浊度等指标,水质传感器需要长时间浸泡在监测水体中，受到水中微生物和其它物质的附着污染,影响传感器的监测精度，因此必须定期清洁维护，清除传感器上的附着物，保持传感器正常工作。目前多采用人工定期清洁维护的方法，导致传感器使用成本高，且影响传感器使用寿命，因此，急需开发一种自动化程度高、清洁效果好的水质传感器在线清洁装置。
为了解决这个问题，目前已经设计出一些用于在线监测水质传感器的清洁装置，但是这些水质传感器清洁装置只能对水质传感器进行部分区域的清洁，清洁范围有限，因此，提供一种使用方便、对水质传感器进行全方位清洁的清洁装置是十分必要的。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能全方位清洁水质传感器底端和侧面的装置。
为此，本发明的技术方案如下：
一种用于水产养殖中在线监测水质传感器的全方位清洁装置，包括：安装架、安装架驱动电机和控制器，所述安装架驱动电机通过安装架驱动电机输出轴与安装架的中心位置连接，安装架驱动电机与控制器相连，用于控制安装架驱动电机驱动安装架进行自转；2N个水质传感器以安装架驱动电机输出轴的轴线为中心沿圆周方向安装在所述安装架的上方，其中，N为1—4的自然数；
在所述安装架驱动电机输出轴左右两侧的安装架上部分别对称安装有被电动推杆驱动的侧面刷和被底面刷驱动电机驱动的底面刷，电动推杆和底面刷电机分别与控制器相连，用于控制电动推杆驱动侧面刷做竖直方向的往复直线运动，底面刷驱动电机驱动底面刷进行自转运动；其中，所述侧面刷包括上面和下面均敞口的中空圆柱体外壳和在外壳内壁安装的毛刷，所述底面刷包括一个圆盘和在该圆盘上端安装的毛刷；
所述安装架驱动电机输出轴的轴线到侧面刷与底面刷的中心线距离均与该安装架驱动电机输出轴的轴线到任意水质传感器的中心线距离相等，所述侧面刷内部的尺寸和水质传感器的外部尺寸大小相适，用于清洁所述水质传感器的侧面，所述底面刷的圆盘尺寸大小和水质传感器的底端尺寸大小相适或略大，用于清洁所述水质传感器的底面。
优选的是，在所述安装架下方安装有毛刷架限位开关，该毛刷架限位开关与控制器相连，在所述安装架的下部安装有限位开关感测装置，该限位开关感测装置到安装架驱动电机输出轴的距离和毛刷架限位开关到安装架驱动电机输出轴的距离相同，用于控制安装架驱动电机做正负角度的来回反复旋转。
优选的是，所述安装架为长方体形杆状。
优选的是，所述底面刷驱动电机为微型直流电机或步进电机。
优选的是，所述安装架驱动电机为步进电机。
优选的是，所述控制器包括PLC或单片机。
本发明通过对安装架位置和侧面刷与底面刷的协调控制，使对称安装的侧面刷和底面刷依次对多个水质传感器进行清洁，实现了对水质传感器的原位清洁，有利于保证采样精度，同时也提高了清洁装置的利用率；采用控制器控制在水质监测与传感器清洁之间自动切换，减少了人工操作，提高了系统工作效率。
附图说明
图1为本发明的用于水产养殖中在线监测水质传感器的全方位清洁装置的结构示意图；
图2为本发明的用于水产养殖中在线监测水质传感器的全方位清洁装置的水质传感器的位置布置俯视图。
其中，1为水质传感器，2为侧面刷，3为电动推杆，4为限位开关感测装置，5为毛刷架限位开关，6为步进电机，7为步进电机输出轴，8为安装架，9为微型直流电机，10为底面刷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的用于水产养殖中在线监测水质传感器的全方位清洁装置进行详细说明。
如附图1所示，一种用于水产养殖在线监测水质传感器的全方位清洁装置，包括：安装架8、步进电机6和控制器，安装架8为长方体形杆状，步进电机6作为毛刷安装架8驱动电机，通过步进电机输出轴7与安装架8的中心位置连接，步进电机6通过线路与控制器相连，用于控制步进电机6驱动安装架8进行旋转。
在步进电机输出轴7左右两侧的安装架8上部分别对称安装有被电动推杆3驱动的侧面刷2和被微型直流电机9驱动的底面刷10，电动推杆3和微型直流电机9均与控制器相连，用于控制电动推杆3驱动侧面刷2做竖直方向的反复直线运动，微型直流电机9驱动底面刷10进行自转运动。其中，微型直流电机9还可以为步进电机6。侧面刷2包括上面和下面均敞口的中空圆柱体外壳和在该外壳内壁安装的毛刷，底面刷10包括一个圆盘和在该圆盘上面安装的毛刷，侧面刷2和底面刷10的毛刷均采用超软硅胶材料或海绵制成。
如附图2所示，8个水质传感器1以步进电机输出轴7的轴线为中心轴沿圆周方向安装在安装架8的上方。步进电机输出轴7的轴线到侧面刷2与底面刷10中心线的距离均与步进电机输出轴7的轴线到任意水质传感器1的中心线的距离相等，侧面刷2内部的尺寸和水质传感器1的尺寸大小相适，用于对水质传感器1的侧面进行清洁。底面刷10的圆盘尺寸大小和水质传感器1的底端尺寸大小相适，用于对水质传感器1的底面进行清洁。
在安装架8下方安装有毛刷架限位开关5，毛刷架限位开关5与控制器相连，用于控制安装架8驱动电机做正负角度的来回反复旋转。在安装架8的下部安装有限位开关感测装置4，限位开关感测装置需要与毛刷架限位开关的类型相适应，当毛刷架限位开关选择机械式限位开关时，限位开关感测装置为可以触发机械式限位开关的挡块；限位开关也可选择其他类型的，如电感式接近开关，此时与之相适应的限位开关感测装置需要采用能够触发接近开关的金属材料制成。
限位开关感测装置4到步进电机输出轴7轴线的距离和毛刷架限位开关5到步进电机输出轴7轴线的距离相同，当安装架8旋转使得毛刷架限位开关5检测到限位开关感测装置4后，控制器控制步进电机6带动毛刷安装架8停止运动或反向运动，控制安装架8做不大于360゜的往复旋转运动，避免毛刷安装架8上所安装的侧面刷2和底面刷10的线缆缠绕。
控制器控制步进电机6驱动安装架8自极限位置依次旋转预先设定的角度，保证安装架8上呈180゜对称安装的侧面刷2和底面刷10同时对正传感器，控制器还可以对电动推杆3驱动侧面刷2做竖直方向的往复直线运动的运动速度和微型直流电机9驱动底面刷10进行旋转运动的运动速度进行调控。
该用于水产养殖在线监测水质传感器的全方位清洁装置的工作方法为：
水质测试状态下，控制器控制步进电机6驱动安装架8旋转到极限位置，使侧面刷2和底面刷10均与水质传感器1错开相应角度，水质传感器1进行水质监测的采样。
传感器清洁状态下，控制器控制步进电机6驱动安装架8自极限位置开始依次旋转预先设定的角度，使侧面刷2和底面刷10同时对正传感器，控制器控制微型直流电机9和侧面刷2电动推杆3工作，实现水质传感器1侧面和底面的全方位清洁。由控制器控制每组传感器的清洁时间与毛刷运动速度。
控制器按照预先设定程序控制装置在水质测试与传感器清洁状态之间进行切换。
将没有使用任何清洁装置的水质传感器1和使用本发明的本发明清洁装置的水质传感器1进行对比，通过对比试验，使用本发明的用于水产养殖在线监测水质传感器1的全方位清洁装置半年后，水质传感器1表面几乎没有微生物附着，对测量精度没有影响。没有使用清洁装置的水质传感器1在同样的时间内表面生长了大量的微生物，传感器已经不能正常工作。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于水产养殖中在线监测水质传感器的全方位清洁装置，其特征在于，包括：安装架、安装架驱动电机和控制器，所述安装架驱动电机通过安装架驱动电机输出轴与安装架的中心位置连接，安装架驱动电机与控制器相连，用于控制安装架驱动电机驱动安装架进行自转；2N个水质传感器以安装架驱动电机输出轴的轴线为中心沿圆周方向安装在所述安装架的上方，其中，N为1—4的自然数；
在所述安装架驱动电机输出轴左右两侧的安装架上部分别对称安装有被电动推杆驱动的侧面刷和被底面刷驱动电机驱动的底面刷，电动推杆和底面刷电机分别与控制器相连，用于控制电动推杆驱动侧面刷做竖直方向的往复直线运动，底面刷驱动电机驱动底面刷进行自转运动；其中，所述侧面刷包括上面和下面均敞口的中空圆柱体外壳和在外壳内壁安装的毛刷，所述底面刷包括一个圆盘和在该圆盘上端安装的毛刷；
所述安装架驱动电机输出轴的轴线到侧面刷与底面刷的中心线距离均与该安装架驱动电机输出轴的轴线到任意水质传感器的中心线距离相等，所述侧面刷内部的尺寸和水质传感器的外部尺寸大小相适，用于清洁所述水质传感器的侧面，所述底面刷的圆盘尺寸大小和水质传感器的底端尺寸大小相适或略大，用于清洁所述水质传感器的底面。
2.根据权利要求1所述的全方位清洁装置，其特征在于，在所述安装架下方安装有毛刷架限位开关，该毛刷架限位开关与控制器相连，在所述安装架的下部安装有限位开关感测装置，该限位开关感测装置到安装架驱动电机输出轴的距离和毛刷架限位开关到安装架驱动电机输出轴的距离相同，用于控制安装架驱动电机做正负角度的来回反复旋转。
3.根据权利要求1所述的全方位清洁装置，其特征在于，所述安装架为长方体形杆状。
4.根据权利要求1所述的全方位清洁装置，其特征在于，所述底面刷驱动电机为微型直流电机或步进电机。
5.根据权利要求1所述的全方位清洁装置，其特征在于，所述安装架驱动电机为步进电机。
6.根据权利要求1所述的全方位清洁装置，其特征在于，所述控制器包括PLC或单片机。
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