CN106706877A - 一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，包括污水检测机构本体、污水检测器、浮力装置、太阳能光伏板，污水检测机构本体内部设置有控制器，污水检测机构本体的前后两端对称的设置有辅助板，辅助板的中间位置设置有向外伸展的螺旋桨装置，辅助板的顶部设置有红外距离传感器；螺旋桨装置驱动污水检测机构本体移动，红外感应标尺与浮力装置的相互配合，对污水检测机构本体移动过程中进行平衡度调整。本发明为污水检测器提供稳定的检测环境，提高了检测精度，保证了污水检测设备在污水检测过程中的稳定性和可持续性使用。
Description
技术领域
本发明涉及污水检测设备领域，尤其涉及一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备。
背景技术
污水处理是为使污水达到排出某一水体或再次使用的水质要求对其净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。而污水处理中往往需要使用到检测设备对污水进行检测分析，而一般的污水检测设备都是固定浸没在污水池内检测，不能进行移动，造成只能对污水池内局部的污水进行检测，检测范围小，并且检测精度低，检测数据不全面可靠。
中国专利CN201620581387.9公开了一种离岸距离感应式污水检测设备，包括污水检测机构本体，所述污水检测机构本体上端设有太阳能光伏板，污水检测机构本体的下端设置有污水检测器，污水检测机构本体的底部设有多个浮力球，所述污水检测机构本体侧端面上设有多个红外离岸距离感应器，每个所述红外离岸距离感应器下端位置均安装有一螺旋桨装置装置，所述污水检测机构本体内部设有控制器，所述螺旋桨装置装置和所述红外离岸距离感应器分别连接到控制器上，所述太阳能光伏板多所述螺旋桨装置装置和所述红外离岸距离感应器连接供电。该专利能够漂浮在污水池内对污水进行实时检测，污水检测机构本体具备离岸距离感应功能，在离岸距离较近时能够通过螺旋桨装置装置驱动远离岸边，扩大了检测范围。但是，螺旋桨装置装置驱动污水检测机构本体移动时，污水对螺旋桨装置产生的的阻力容易使污水检测机构本体失去平衡；为了保持污水检测机构本体的平衡，螺旋桨装置装置的驱动力不能过大，如此就大大降低了污水检测机构本体的移动速度。因此，需要一种既能保持平衡又能提高速度的移动式污水检测设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提出了一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，通过螺旋桨装置驱动污水检测机构本体移动，实现测试点的自动化变更，既改变了传统的依靠人工变更测试点的方式，还可以精准定位；红外感应标尺与浮力装置的相互配合，对污水检测机构本体移动过程中进行平衡度调整，保证了污水检测设备在污水检测过程中的稳定性和可持续性使用，为污水检测器提供稳定的检测环境。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，包括污水检测机构本体、设置在污水检测机构本体底部的污水检测器和浮力装置，设置在污水检测机构本体上端的太阳能光伏板，所述污水检测机构本体内部设置有控制器，所述太阳能光伏板与控制器电性连接，向控制器供给电源，所述污水检测机构本体的前后两端对称的设置有辅助板，所述辅助板沿污水检测机构本体的两端斜向上设置；所述辅助板的中间位置设置有向外伸展的螺旋桨装置，辅助板的顶部设置有红外距离传感器，螺旋桨装置与红外距离传感器均与控制器电性连接；
所述浮力装置包括连接板、浮球主体、若干个浮球，所述每个浮球的与浮球主体相互贯通，且浮球与浮球主体的连接处设置有微型电子流量阀，所述微型电子流量阀与控制器电性连接；
所述辅助板与污水检测机构本体两端的连接处分别设置有红外感应标尺，所述两个红外感应标尺的零刻度处设置有一对红外发射器，所述红外感应标尺、红外发射器均与控制器电性连接；所述红外感应标尺相互接收来自对侧红外感应标尺上的红外发射器发出的红外线信号，红外感应标尺接收到红外线信号的位置显示为红色，并将该处的刻度数据实时上报至控制器；
当污水检测机构本体为平衡状态时，两个红外感应标尺读取的刻度数据均为零；而当污水检测机构本体发生倾斜时，一个红外感应标尺读取的刻度数据为正，另一个红外感应标尺读取的可读数据为负，控制器根据两组数据计算出污水检测机构本体的倾斜角度，同时控制器控制微型电子流量阀，重新分配每个浮球的气体量，进而改变每个浮球的浮力，以实现将污水检测机构本体调整为平衡状态的目的；当红外感应标尺的刻度数据再次为零时，微型电子流量阀关闭。
优选地，所述浮球主体与浮球采用防爆材料一体制作而成。
进一步地，所述浮球主体为中部开设有圈孔的环形结构，污水检测器穿过该圈孔浸入待检测的污水中。
优选地，所述位于污水检测器两侧的浮球的数量相同。
优选地，所述辅助板与污水检测机构本体一体制作而成。
再进一步地，所述红外感应标尺与污水检测机构本体相互垂直。
优选地，所述红外感应标尺的零刻度位于中心位置。
更进一步地，所述微型电子流量阀设置在浮球与浮球主体连接处的外侧，且微型电子流量阀的外部设置有防水密封圈。
优选地，所述污水检测机构本体内部还设置有直流电源模块，所述直流电源模块和太阳能光伏板通过一个选择开关与控制器连接。
优选地，所述辅助板与污水检测机构本体的夹角范围为120°～150°。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过螺旋桨装置驱动污水检测机构本体移动，实现测试点的自动化变更，既改变了传统的依靠人工变更测试点的方式，实现对污水池大范围的持续性检测。
(2)本发明中污水检测器的检测数据、离岸距离通过控制器一一对应的上传至用户端，既实现了精确定位，又便于用户进行点对点的实时分析。
(3)本发明中红外感应标尺与浮力装置的相互配合，对污水检测机构本体移动过程中进行平衡度调整，保证了污水检测设备在污水检测过程中的稳定性和可持续性使用，为污水检测器提供稳定的检测环境。
(4)本发明中浮球主体通过连接板与污水检测机构本体可拆卸连接，既便于对浮力装置3进行离线校正，而且，当浮力装置发生损坏时，可方便进行整体更换
(5)本发明中直流电源模块太阳能光伏板通过一个选择开关与控制器连接，正常状态下，选择开关将控制器与太阳能光伏板连接，由太阳能光伏板向控制器提供所需电能；当太阳能光伏板无法工作时，选择开关将控制器与直流电源模块连接，由直流电源模块向控制器提供所需电能，既能够满足向污水检测设备二十四小时不间断供电的需求，又节能环保。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的系统控制图。
附图中部分零部件名称为：
1-污水检测机构本体，11-控制器，12-辅助板，13-直流电源模块，14-选择开关，2-污水检测器，3-浮力装置，31-连接板，32-浮球主体，33-浮球，34-微型电子流量阀，35-压力传感器，4-太阳能光伏板，5-螺旋桨装置，6-红外距离传感器，7-红外感应标尺，8-红外发射器，9-用户端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
根据图1及图2所示，一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，包括污水检测机构本体1、污水检测器2、浮力装置3，所述污水检测器2和浮力装置3设置在污水检测机构本体1的底部，污水检测机构本体1的前后两端对称的设置有辅助板12，辅助板12沿污水检测机构本体1的两端斜向外伸展；同时，为了增加整个污水检测设备的流线型和密封性，辅助板12与污水检测机构本体1一体制作而成，且辅助板12与污水检测机构本体1呈120°～150°，增强了污水检测设备的稳定性，减小设备在运行过程中发生倾倒的可能性。
污水检测机构本体1的上表面设置有太阳能光伏板4，太阳能光伏板4的表面设置有防水层，该防水层为透明材质，既能防水，又不影响太阳能光伏板4的吸光率；污水检测机构本体1为空腔结构，其腔体内部设置有控制器11，控制器11与太阳能光伏板4、污水检测器2电性连接，太阳能光伏板4为控制器11提供稳定的工作电压；污水检测器2将检测的数据发送至控制器11，由控制器11将污水检测数据进行传送给用户端9，便于用户端9对污水指数进行实时监控。
两个辅助板12外侧的中间部位设置有向外伸展的螺旋桨装置5，螺旋桨装置5包括螺旋桨以及驱动螺旋桨转动的电机，电机由控制器11供电，并由控制器11控制电机的启动。
辅助板12的顶部设置有红外距离传感器6，两个红外距离传感器6均水平朝外照射感应，进行离岸距离的检测。红外距离传感器6、螺旋桨装置5、浮力装置3均与控制器11连接，控制器11接收红外距离传感器6的数据并进行分析，判断污水检测机构本体1是否满足离岸距离，如果不满足，控制器11向螺旋桨装置5发送指令，螺旋桨装置5驱动污水检测机构本体1移动至指定区域内。
所述辅助板12与污水检测机构本体1两端的连接处均设置有红外感应标尺7，所述两个红外感应标尺7的零刻度处设置有一对红外发射器8，所述红外感应标尺7、红外发射器8均与控制器11电性连接，红外感应标尺7接收来自对侧红外发射器8发出的红外线信号，红外发射器8的红外线照射到红外感应标尺7的位置显示为红色，红外感应标尺7将此处的刻度数据实时上报至控制器11。红外感应标尺7与污水检测机构本体1相互垂直，以确保红外感应标尺7上的红外发射器8发射的红外线始终为水平方向。
本实施例中，红外感应标尺7的零刻度标线设置在中间位置，以零刻度标线为中心，向上为正向刻度，向下为负向刻度。两个红外感应标尺7的刻度数据有三种组合：
第一种组合：两个红外感应标尺7读取的刻度数据均为零时，则表示污水检测机构本体1为平衡状态；
第二种组合：前方的红外感应标尺7的读取的刻度数据为正值，而后方的红外感应标尺7的读取的刻度数据为负值，则表示污水检测机构本体1前低后高；
第三种组合：前方的红外感应标尺7的读取的刻度数据为负值，而后方的红外感应标尺7的读取的刻度数据为正值，则表示污水检测机构本体1前高后低。
控制器11接收红外感应标尺7的刻度数据并进行分析，控制器11根据接收到的数据计算出污水检测机构本体1的倾斜角度θ，然后控制器11向浮力装置3发出平衡调整指令，确保污水检测机构本体1随时处于平衡状态。
浮力装置3包括连接板31、浮球主体32、若干个浮球33，每个浮球33的与浮球主体32一体制作而成且相互贯通，浮球主体32和浮球33均采用弹性薄壁材料制成，可随着气体的注入或抽出而膨胀或收缩。浮球主体32为中部开设有圈孔的环形结构，污水检测器2穿过该圈孔浸入待检测的污水中进行污水指数检测；连接板31的结构与浮球主体32相匹配，浮球主体32通过连接板31与污水检测机构本体1可拆卸连接，既便于对浮力装置3进行离线校正，而且，当浮力装置3发生损坏时，可方便进行整体更换。
污水检测器2两侧浮球33的数量相同，左右两侧的浮球主体32相互连通，在其中部的连通处设置有微型气压调节泵，浮球33与浮球主体32的连接处设置有微型电子流量阀34，微型电子流量阀34设置在浮球33与浮球主体32连接处的外侧，且其外部设置有防水密封圈；浮球主体32以及每个浮球33的内部设置有压力传感器35，压力传感器35、微型电子流量阀34、微型气压调节泵与控制器11电性连接；控制器11将红外感应标尺7的刻度数据、各个压力传感器35的压力数据进行综合分析，得出最优的平衡调节方案后，微型气压调节泵根据控制器的指令将浮球主体32一侧的气体抽至另一侧，进行粗调；然后再由浮球33上的电子流量阀34进行微调，通过重新分配每个浮球33的气体量，改变浮球主体32以及每个浮球33的浮力，以实现将污水检测机构本体1调整为平衡状态的目的；微型电子流量阀34调整的过程中，两个红外感应标尺7的刻度数据逐渐发生变化，当两个红外感应标尺7的刻度数据再次为零时，表示污水检测机构本体1恢复至平衡状态，控制器11将微型电子流量阀34关闭。
另外，污水检测机构本体1的腔体内部还设置有直接与控制器11连接的直流电源模块13，直流电源模块和太阳能光伏板4通过一个选择开关14与控制器11连接。正常状态下，选择开关14将控制器11与太阳能光伏板4连接，由太阳能光伏板4向控制器11提供所需电能；当出现阴雨天气，太阳能光伏板4无法工作时，选择开关14将控制器11与直流电源模块13连接，由直流电源模块13向控制器11提供所需电能，如此，既能够满足向污水检测设备二十四小时不间断供电的需求，又节能环保。
如图2所示，本发明的工作原理为：控制器11与用户端9采用无线通信连接，控制器接收的数据通过GSM模块发送至用户端9，用户端9将各项检测数据实时在线显示，用户端9可显示的数据包括：根据红外距离传感器6的数据计算出的污水检测机构本体1的离岸距离L，根据红外感应尺7上报的刻度数据计算出的污水检测机构本体1的倾斜角度θ，浮球主体32以及各个浮球33内部的气压值P,污水检测器2检测到的各项污水指数，如COD值、PH值、BOD值以及氨氮、挥发酚、氰化物、硫化物、矿物油的含量，当然，可以根据实际需求有选择性的显示；另外，还可以通过客户端9设置控制器11内部的各种参考值，具体包括：污水检测机构本体1的离岸距离L0、污水检测机构本体1的允许倾斜角度范围θ0，当根据红外距离传感器6的数据计算出的污水检测机构本体1的离岸距离未达到设定的L0值，控制器11启动螺旋桨装置5驱动污水检测机构本体1移动，直至离岸距离达到L0；当倾斜角度θ超过θ0时，控制器11控制浮力装置3进行平衡度调整，直至倾斜角度符合θ0的范围值。
本发明的具体工作过程如下：
启动设备：通过用户端9启动污水检测设备，届时污水检测器2、红外距离传感器6、红外感应标尺7、红外发射器8以及压力传感器均进入工作状态，同时通过用户端9设定离岸距离L0和倾斜角度允许范围θ0；为了便于污水检测的持续进行，离岸距离按照由近到远的距离设置多个为一组，如L0、L1、L2……Ln，完成L0处的污水测试后，逐一完成L1、L2……Ln处的污水测试。
移动式检测：控制器11根据红外距离传感器6的数据计算离岸距离是否满足设定的离岸距离,如果满足，则记录此处的污水检测器2的数据；如果离岸距离不满足，控制器11启动螺旋桨装置5驱动污水检测机构本体1移动。
平衡检测：螺旋桨装置5驱动污水检测机构本体1移动过程中，污水检测机构本体1会发生倾斜，控制器11根据红外感应标尺7的数据计算倾斜角度θ，当θ满足设定的θ0范围时,浮力装置3不做调整；当θ超出设定的θ0范围时，控制器11启动浮力装置3进行平衡度调整。
平衡度调整：控制器11对当前的倾斜角度θ以及浮球主体32、各浮球33的气压值P进行综合分析，制定出调整方案；具体的调整方式为：控制器11控制微型电子流量阀34，重新分配每个浮球33的气体量，进而改变每个浮球33的浮力，微型电子流量阀34调整的过程中，两个红外感应标尺7的刻度数据逐渐发生变化，倾斜角度θ满足设定的θ0范围时，表示污水检测机构本体1恢复至平衡状态，控制器11将微型电子流量阀34关闭。
本发明的移动式污水检测设备通过螺旋桨装置驱动污水检测机构本体移动，实现测试点的自动化变更，既改变了传统的依靠人工变更测试点的方式，还可以精准定位；红外感应标尺与浮力装置的相互配合，对污水检测机构本体移动过程中进行平衡度调整，保证了污水检测设备在污水检测过程中的稳定性和可持续性使用，为污水检测器提供稳定的检测环境。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，包括污水检测机构本体(1)、设置在污水检测机构本体(1)底部的污水检测器(2)和浮力装置(3)，设置在污水检测机构本体(1)上表面的太阳能光伏板(4)，所述污水检测机构本体(1)内部设置有控制器(11)，所述太阳能光伏板(4)与控制器(11)电性连接，向控制器(11)供给电源，其特征在于：所述污水检测机构本体(1)的前后两端对称的设置有辅助板(12)，且所述辅助板(12)沿污水检测机构本体(1)的两端斜向外伸展；所述辅助板(12)的中间位置设有向外伸展的螺旋桨装置(5)，辅助板(12)的顶部设置有红外距离传感器(6)，螺旋桨装置(5)与红外距离传感器(6)均与控制器(11)电性连接；
所述浮力装置(3)包括连接板(31)、浮球主体(32)、若干个浮球(33)，所述每个浮球(33)与浮球主体(32)相互贯通，且浮球(33)与浮球主体(32)的连接处设置有微型电子流量阀(34)，所述微型电子流量阀(34)与控制器(11)电性连接；
所述辅助板(12)与污水检测机构本体(1)两端的连接处分别设置有红外感应标尺(7)，在红外感应标尺(7)的零刻度处设置有一对红外发射器(8)；所述红外感应标尺(7)、红外发射器(8)均与控制器(11)电性连接，所述红外感应标尺(7)相互接收来自对侧的红外发射器(8)发出的红外线信号，红外感应标尺(7)接收到红外线信号的位置显示为红色，并将该处的刻度数据实时上报至控制器(11)；
当污水检测机构本体(1)为平衡状态时，两个红外感应标尺(7)读取的刻度数据均为零；而当污水检测机构本体(1)发生倾斜时，一个红外感应标尺(7)读取的刻度数据为正，另一个红外感应标尺(7)读取的可读数据为负，控制器(11)根据两组数据计算出污水检测机构本体(1)的倾斜角度，同时控制器(11)控制微型电子流量阀(34)，重新分配每个浮球(33)的气体量，进而改变每个浮球(33)的浮力，以实现将污水检测机构本体(1)调整为平衡状态的目的；当红外感应标尺(7)的刻度数据再次为零时，微型电子流量阀(34)关闭。
2.根据权利要求1所述的一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，其特征在于：所述浮球主体(32)与浮球(33)采用弹性薄壁材料一体制作而成。
3.根据权利要求1所述的一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，其特征在于：所述浮球主体(32)为中部开设有圈孔的环形结构，污水检测器(2)穿过该圈孔浸入待检测的污水中。
4.根据权利要求3所述的一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，其特征在于：所述位于污水检测器(2)两侧的浮球(33)的数量相同。
5.根据权利要求1所述的一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，其特征在于：所述微型电子流量阀(34)设置在浮球(33)与浮球主体(32)连接处的外侧，且微型电子流量阀(34)的外部设置有防水密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种具有平衡调节功能的移动式污水检测设备，其特征在于：所述污水检测机构本体(1)内部还设置有直流电源模块(13)，所述直流电源模块(13)和太阳能光伏板(4)通过一个选择开关(14)与控制器(11)连接。
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