CN106405041A - 一种具备无线充电技术的自洁型水质传感装置 - Google Patents

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苏奇
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    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells

Abstract

本发明涉及一种具备无线充电技术的自洁型水质传感装置，包括供电模块、中央控制模块、PH值采集模块、电极保养模块、清水采集模块和传感器模块，其中，电极保养模块包括KCL补充液容器21、样液浊度传感器7、KCL标准样液池8和排污水泵9；样液浊度传感器7用于检测KCL标准样液池8内的标准样液受污染程度，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵9工作，排出KCL标准样液池8内废液，位于KCL标准样液池8上方的KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液。传感器模块包括海水浊度传感器22、海水盐度传感器23、海水温度传感器24和海水溶解氧传感器25。

Description

一种具备无线充电技术的自洁型水质传感装置
技术领域
该发明涉及海水水质监测领域，尤其涉及对装置中PH复合电极的清洁保养与水质传感器的集成，以及装置采用的无线充电技术。
背景技术
近年来随着全球气候的变化以及陆地资源的日益匮乏，人类将目光投向了海洋，海洋拥有丰富的资源，并且尚未被完全开发，对于海洋的开发将对社会产生深远而积极的影响。海水水质能直接反应海洋环境，在开发海洋的过程中是非常重要的数据支持，因此对于海水水质的监测显得尤为重要。
海水水质监测需监测海水表层温度、盐度、PH值、溶解氧、浊度等的数据。PH值是海水水质监测过程中是最重要的指标之一，然而，现有PH复合电极如果长时间浸泡在海水中，电极前端玻璃球泡表面容易被海水中的杂质覆盖，堵塞氢离子通道，会影响对海水PH值数据采集的准确性。
现有海洋水质集成监测装置存在如下问题：第一，检测指标单一，无法全面掌握海水水质的多种参数；第二，无法完成PH复合电极的自动自洁与保养功能设计，造成装置无法监测PH值信息；第三，只依靠蓄电池供电，工作时长受限；
发明内容
本发明的目的是提供一种自洁型水质传感装置，以满足海洋环境水质长期监测的需要。本发明的技术方案如下：
一种具备无线充电技术的自洁型水质传感装置，包括供电模块、中央控制模块、PH值采集模块、电极保养模块、清水采集模块和传感器模块，其中，
PH值采集模块包括机械臂1、固定于机械臂1前端的PH复合电极3、待测溶液池12、进样水泵11、排样水泵10、冲洗水泵19，其中，进样水泵11用于将海水抽吸入待测溶液池12，排样水泵10用于将海水排出待测液体池12；机械臂1用于将PH复合电极3置于待测液体池12内或将其抬高，PH复合电极3测得PH值传输至中央控制模块，在中央控制模块的控制下，冲洗水泵抽吸清水并对抬高的PH复合电极3进行清洗，经过清洗的PH复合电极3被移至电极保养模块的KCL标准样液池8中。
电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器21、样液浊度传感器7、KCL标准样液池8和排污水泵9；样液浊度传感器7用于检测KCL标准样液池8内的标准样液受污染程度，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵9工作，排出KCL标准样液池8内废液，位于KCL标准样液池8上方的KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液。
清水采集模块包括导热硅胶16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位计13、进水泵14、调节水泵15和冷凝板20，进水泵14用于抽吸海水进入蓄海水池17；导热硅胶16的主体作为蓄海水池17的侧壁，与其内海水直接接触；导热硅胶16还与太阳能光伏板2连接，用于吸收热量；蓄海水池17的上部斜向固定有冷凝板20，冷凝板20将蒸发的海水凝结为液体，并将凝结的液体引流入蓄清水池18中；液位计13用于监测蓄清水池18内水量，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在清水量达到最大阈值后，调节水泵15开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，；当清水达到最小阈值，控制进水泵14工作；
传感器模块包括海水浊度传感器22、海水盐度传感器23、海水温度传感器24和海水溶解氧传感器25，传感器模块采集的信息被送入中心控制模块；
供电模块包括无线充电模块2和蓄电池4，无线充电模块26接收由外界的无线充电发送装置发送的电磁波并将其转化为电能传输到蓄电池4中。
附图说明
图1为传感器装置箱体的剖面图
图2为PH复合电极清洁与保养的细节图
图3为该装置的原理框图
图4为全过程的流程图
1、机械臂；2、无线充电模块；3、PH复合电极；4、蓄电池；5、中央控制模块；6、泡沫；7、浊度传感器；8、KCL标准样液池；9、10、11、14、15、19、均为水泵(未画出水管)；12、待测液体池13、液位计；16、导热硅胶；17、蓄海水池；18、蓄清水池；20、金属制成的冷凝板；21、带有电磁阀门的KCL补充液容器；22、浊度传感器；23、盐度传感器；24、温度传感器；25、溶解氧传感器；
具体实施方式
图1是PH复合电极装置的结构示意图，一种具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置，包括供电模块，中央控制模块，PH值采集模块、传感器模块、电极保养模块和清水采集模块。下面将结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细说明。
如图1所示，PH值采集模块包括机械臂1、PH复合电极3、待测溶液池12、水泵10、水泵11、水泵19。PH复合电极3由机械臂1控制进入待测液体池12，水泵11工作，海水进入待测液体池12，测得PH值传输至中央控制模块5。水泵10工作，排出海水。机械臂1将PH复合电极抬高，水泵19工作，引出清水冲洗复合电极。机械臂1再将PH复合电极3移至KCL溶液池8中。
如图1，传感器模块包括浊度传感器22、盐度传感器23、温度传感器24、溶解氧传感器25、中心控制模块5。由于这些传感器无需清洁保养，故该于箱体底部能直接接触海水即可。传感器收集到数据后上传至中心模块5中。
如图2，为电极保养模块细节图，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器21、浊度传感器7、KCL溶液池8、水泵9。海水中含微生物，水藻，工业废液等杂质，浊度传感器7即可检测标准样液受污染程度。浊度达到阈值时，KCL标准液已被污染，须更换。水泵9工作，排出废。液。KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液。实现了KCL标准液的更新。
如图1，右侧清水采集模块包括导热硅胶16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位计13、水泵14、水泵15和冷凝板20。水泵14工作，海水进入蓄海水池17。导热硅胶16连接泡沫6吸收热量，海水蒸发，遇冷凝板20凝结为液体，由于冷凝板20与光伏板2同角度倾斜，具有引流作用，凝结的清水流入蓄清水池18中。液位计13监测水量，清水量达到最大阈值后，水泵15开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，确保海水不会在箱体内结晶和污染。当清水达到最小阈值，水泵14工作，重复上述过程。
如图1，供电模块包括无线充电模块2和蓄电池4。当蓄电池的电量耗尽时，蓄电池中的传感器向中央控制模块5发出低电量预警信号。一段时间后由船只携带无线充电发送装置对海域进行无线充电作业，释放电磁波，范围内所有的装置中的无线充电装置2接收电磁波并将其转化为电能传输到蓄电池4中，因此可以实现大范围充电，使得装置可以继续工作。如图3所示，该装置通过中央控制模块控制机械臂运作，利用PH值采集模块和传感器模块收集信息，将信息通过中央控制模块进行处理，并存储于数据存储模块中；利用浊度传感器和液位计收集数据，上传至中央控制模块分析KCL标准样液污染度和清水量是否达到阈值，并控制水泵和电磁阀门及时做出反应，完成了清水的自动采集和KCL溶液的自动更换，实现PH复合电极装置的自动清洗与保养。

Claims (1)

1.一种具备无线充电技术的自洁型水质传感装置，包括供电模块、中央控制模块、PH值采集模块、电极保养模块、清水采集模块和传感器模块，其中，
PH值采集模块包括机械臂(1)、固定于机械臂(1)前端的PH复合电极(3)、待测溶液池(12)、进样水泵(11)、排样水泵(10)、冲洗水泵(19)，其中，进样水泵(11)用于将海水抽吸入待测溶液池(12)，排样水泵(10)用于将海水排出待测液体池(12)；机械臂(1)用于将PH复合电极(3)置于待测液体池(12)内或将其抬高，PH复合电极(3)测得PH值传输至中央控制模块，在中央控制模块的控制下，冲洗水泵抽吸清水并对抬高的PH复合电极(3)进行清洗，经过清洗的PH复合电极(3)被移至电极保养模块的KCL标准样液池(8)中。
电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器(21)、样液浊度传感器(7)、KCL标准样液池(8)和排污水泵(9)；样液浊度传感器(7)用于检测KCL标准样液池(8)内的标准样液受污染程度，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵(9)工作，排出KCL标准样液池(8)内废液，位于KCL标准样液池(8)上方的KCL补充液容器(21)底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液。
清水采集模块包括导热硅胶(16)、蓄海水池(17)、蓄清水池(18)、液位计(13)、进水泵(14)、调节水泵(15)和冷凝板(20)，进水泵(14)用于抽吸海水进入蓄海水池(17)；导热硅胶(16)的主体作为蓄海水池(17)的侧壁，与其内海水直接接触；导热硅胶(16)还与太阳能光伏板(2)连接，用于吸收热量；蓄海水池(17)的上部斜向固定有冷凝板(20)，冷凝板(20)将蒸发的海水凝结为液体，并将凝结的液体引流入蓄清水池(18)中；液位计(13)用于监测蓄清水池(18)内水量，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在清水量达到最大阈值后，调节水泵(15)开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，；当清水达到最小阈值，控制进水泵(14)工作；
传感器模块包括海水浊度传感器(22)、海水盐度传感器(23)、海水温度传感器(24)和海水溶解氧传感器(25)，传感器模块采集的信息被送入中心控制模块；
供电模块包括无线充电模块(2)和蓄电池(4)，无线充电模块(26)接收由外界的无线充电发送装置发送的电磁波并将其转化为电能传输到蓄电池(4)中。
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