CN106198628A - 一种由自洁式pH计自组网实现的水质监测网络 - Google Patents

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邹强
苏奇
马建国
付超
莫申童
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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Abstract

本发明涉及一种由自洁式pH计自组网实现的水质监测网络，包括监测中心、多个节点，每个节点的pH计包括pH计主体(1)和与其相连的电极球泡(3)，在pH计主体(1)连接有电极球泡(3)的一端设置有超声波辐射平板(4)和超声波模块(2)，超声波辐射平板(4)位于电极球泡周围；pH计主体1采集的pH值信息被送入主控芯片；主控芯片通过通讯模块传输本节点的pH值信息，海水的pH值信息在信息链路初始节点产生，并随机沿着信息传输路径向下一个节点传输，当传输到信息链路末端节点后，再传输给监测中心。本发明实现了对一片海洋水域水质的长期连续监测。

Description

一种由自洁式pH计自组网实现的水质监测网络
技术领域
该发明涉及pH计装置领域，具体涉及一种自组网的带有自洁功能的pH计。
背景技术
海水的pH值是衡量海水水质变化的一个重要参数，一般在7.5～8.2的范围变化，主要取决于二氧化碳的平衡。pH计可以利用电化学原理测得海水的pH值，但是现有的pH计都有一个共同的瓶颈问题，即每次使用后都需要清洗以保证下次测量的准确性。但在海洋环境下监测海水水质，需要利用pH计对水质进行长期连续监测，现有pH计就不再实用。
另外，单个pH计只能完成对某一采样点的pH信息采集，若要对一片海域进行同步监测，必须要利用无线通讯技术使众多pH计实现自组网监测，最终将整个pH计网络的信息一起打包发送给监测中心(主机)。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以实现一片水域水质长期连续监测的水质监测网络。本发明的技术方案如下：
一种由自洁式pH计自组网实现的水质监测网络，包括监测中心、多个节点，每个节点的pH计包括pH计主体(1)和与其相连的电极球泡(3)，其特征在于，
在pH计主体(1)连接有电极球泡(3)的一端设置有超声波辐射平板(4)和超声波模块(2)，超声波辐射平板(4)位于电极球泡周围，用于使得超声波模块(2)生成的超声波在电极球泡(3)表面附近形成震荡；
pH计主体1采集的pH值信息被送入主控芯片；主控芯片通过通讯模块传输本节点的pH值信息，海水的pH值信息在信息链路初始节点产生，并随机沿着信息传输路径向下一个节点传输，当传输到信息链路末端节点后，再传输给监测中心。
本发明的有益效果为解决了pH传感器表面的自清洁问题，并在各个pH计节点之间建立自组网，使得采集的pH信息以自组网的形式传送到监测中心，从而实现对海洋水质的长期连续监测。
附图说明
图1是pH计装置的整体电路原理框图；
图2是pH计部分的结构示意图；
图3是pH计部分的局部放大示意图；
图4是pH计装置无线自组网示意图。
1pH计主体；2超声波模块；3pH计电极球泡；4超声波辐射平板5网络节点；6监测中心(主机)；7信息链路初始节点；8信息链路末端节点；9信息传输路径；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细的说明。
图1所示为pH计装置的整体电路原理框图。pH计装置包括pH计部分和主控部分。pH计部分包括pH计；主控部分包括主控芯片、通讯模块、稳压电路和电源。所述主控芯片控制pH计部分的pH计采集待测溶液pH值信息；所述通讯模块可以发射和接收信号，与附近其他节点组网，将水质信息传导主机；所述电源通过所述稳压电路为主控芯片提供能量。
图2为pH计的结构示意图，pH计包括pH计主体1、超声波模块2、pH计电极球泡3和超声波辐射平板4。pH计主体1内部为含饱和AgCl的3mol/L kcl缓冲溶液，pH值为7。正常情况下，待测溶液中的H离子可以通过所述pH计电极球泡3进入到pH计主体1内部，所述pH计主体1内部的电极会检测到电位变化，从而得出待测溶液的pH值。当所述pH计电极球泡3表面被待测溶液污染时，H离子通道会被堵塞，pH计便检测不到电位变化，即无法正确检测pH值。
本发明在pH计主体1靠近电极球泡3的位置固定有超声波模块2。超声波模块2包括超声波发生器、超声波换能器和辐射天线。所述超声波发生器包括振荡器、电源、放大器和匹配器。所述超声波发生器用来产生超声频电能，在超声波发生器中，所述振荡器产生一定频率的信号，放大器将其放大到一定功率输出，通过匹配器进行阻抗匹配并通过功放输出。
如图3所示，所述超声波模块2通过产生超声波信号，并通过超声波辐射平板4的发射，对pH计电极球泡3表面附近的溶液进行震荡，使其球泡3表面的污染物脱离，释放H离子通道，使pH计恢复灵敏。
如图4所示为无线自组网示意图。海水的pH值信息在信息链路初始节点7产生，并随机沿着信息传输路径9向下一个节点传输，当传输到信息链路末端节点8后，再传输给监测中心(主机)。所述信息传输路径9是随机产生的，在所述信息链路初始节点7产生的pH值信息也可以沿着其他信息传输路径传输到监测中心(主机)，即不管哪一点产生的pH值信息，都可以通过其他临近节点的路由传输到检测中心(主机)。

Claims (1)

1.一种由自洁式pH计自组网实现的水质监测网络，包括监测中心、多个节点，每个节点的pH计包括pH计主体(1)和与其相连的电极球泡(3)，其特征在于，
在pH计主体(1)连接有电极球泡(3)的一端设置有超声波辐射平板(4)和超声波模块(2)，超声波辐射平板(4)位于电极球泡周围，用于使得超声波模块(2)生成的超声波在电极球泡(3)表面附近形成震荡。
pH计主体1采集的pH值信息被送入主控芯片；主控芯片通过通讯模块传输本节点的pH值信息，海水的pH值信息在信息链路初始节点产生，并随机沿着信息传输路径向下一个节点传输，当传输到信息链路末端节点后，再传输给监测中心。
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