CN107843701B - 一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,属于海况测量领域,包括浮标体,锚绳,浮标体包括采水机构和数据采集传输箱,采水机构包括储水箱,水泵,取水管,水泵位于储水箱的下部,水泵的进水口通过六通管件与五根长度各不相同的取水管连通,取水管与六通管件之间设有电磁阀;数据采集传输箱固定连接于储水箱的上部,有益效果为:本发明中的监测浮标通过控制电磁阀将不同深度的海水由水泵抽入储水箱,通过水质仪精确分析海洋水质,获得不同深度的水质参数。
Description
技术领域
本发明属于海况测量领域,尤其是涉及一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标。
背景技术
随着世界经济的不断发展,各国对资源的需求量持续增加,特别是进入21世纪后,陆地资源日趋减少,各国纷纷将目光投向了广阔的海洋。伴随着对海洋开发力度的逐渐增大,海洋环境监测作为海洋开发的技术支撑,其作用越发显得重要。海洋浮标作为新型的海洋监测工具,是在传统海洋监测技术的基础上发展而来的,是一种无人值守的、能够自动、定点、定时、连续对海上各种环境要素进行遥测的监测系统。它与海监飞机、卫星、海洋调查船和潜水器构成了立体的海洋监测系统。
现有技术如授权公告号为CN 104448230 B的中国发明专利,公开了一种海洋浮标,该发明通过在海洋浮标上设置经纬度定位装置和信号发射装置来对其进行定位,从而使工作人员能够及时寻回被破坏后的海洋浮标,降低了海洋浮标被人为破坏后的损失,但该浮标所测量的水质参数可靠性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够精确测量不同水深的水质参数的监测浮标,且该监测浮标具有较长的使用寿命。
本发明针对背景技术中提到的问题,采取的技术方案为:一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,包括浮标体,锚绳,浮标体包括采水机构和数据采集传输箱,采水机构包括储水箱,水泵,取水管,储水箱设有倾斜底面,倾斜底面的最底部连接排水管,储水箱靠排水管一侧的侧面上方连接有溢流管,排水管和溢流管通过三通管件合并为一根管道,该管道的出水口连接水力发电模块,水泵位于储水箱的下部,水泵的出水口通过设有单向阀的管道与储水箱连通,水泵的进水口通过六通管件与五根长度各不相同的取水管连通,取水管设有电磁阀;数据采集传输箱固定连接于储水箱的上部。控制电磁阀将不同深度的海水由水泵抽入储水箱,通过水质仪精确分析海洋水质,获得不同深度的水质参数,同时储水箱中的海水不断从最底部的排水管通过水力发电模块,将水能转换为电能循环使用,大大提高了浮标的能源利用率和使用寿命。
作为优选,数据采集传输箱顶部设有天线,底部下端设有水质仪,内部设有采集模块、信号传输模块、控制模块以及电池组;天线与信号传输模块相连;水质仪位于储水箱内,与控制模块相连;采集模块与控制模块和信号传输模块相连;信号传输模块与采集模块、天线以及控制模块相连;控制模块与采集模块、信号传输模块、水泵、电磁阀以及水质仪连接;电池组与水力发电模块、水泵、电磁阀、水质仪、采集模块、信号传输模块以及控制模块相连。天线、水质仪、采集模块、信号传输模块、控制模块以及电池组构成了浮标的数据采集传输系统,该系统便于安装、检测、调试,可维护性好,长时间连续测量能力强,数据可靠性高,且具有较小的能耗和较低的成本。
作为优选,取水管内设有过滤组件。该过滤组件能够防止海水中的浮游生物和泥沙沿着取水管进入水泵,避免了水泵的堵塞和损耗,降低了设备的维修费用,提高了浮标的实用性能。
作为优选,数据采集传输箱顶端外部设有太阳能电板,太阳能电板与数据采集传输箱内部的电池组相连。太阳能电板将太阳辐射能通过光化学反应转化为电能,与水力发电模块共同为为电池组充电,减少了电池更换的次数,降低了人工维护频率。
作为优选,电池组为全固态锂电池。全固态锂电池重量轻,循环使用寿命长,能够最大限度地储存太阳能电板与水力发电模块所生成的电能,且不易泄露,对海水的腐蚀性极低。
作为优选,过滤组件包括滤网和清扫机构,滤网包括上层滤网和下层滤网,下层滤网固定安装于取水管底部,上层滤网固定安装于电磁阀下部,上层滤网和下层滤网之间设有螺旋固定杆,清扫机构与螺旋固定杆连接,清扫机构包括刷毛和螺旋桨,刷毛位于螺旋桨叶片的上下表面,螺旋桨叶片的外周成型有轮圈,轮圈的外壁倾斜连接有弯板,弯板的倾斜角为10°~15°,弯板的端部设有滚轮;滤网、清扫机构以及螺旋固定杆位于同一轴心。在水泵的作用下,水流从取水管底部流过螺旋桨,螺旋桨在水流的作用下旋转,叶片上的刷毛扫过滤网,对滤网上附着的杂质进行清除,避免了管路的堵塞,同时轮圈外壁倾斜的滚轮沿着取水管内壁螺旋滚动,内壁产生挤压形变,形成螺旋上升的纹路,从而提高了管内水流的速度,降低了水泵的负荷,提高了浮标的使用寿命。
作为优选,滤网为高密度聚乙烯材质。高密度聚乙烯具有较高的强度和韧性,易加工为网状结构,且耐海洋中酸、碱以及盐类的腐蚀,延长了滤网的使用寿命。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明中的监测浮标通过控制电磁阀将不同深度的海水由水泵抽入储水箱,通过水质仪精确分析海洋水质,获得不同深度的水质参数,同时储水箱中的海水不断从最底部的排水管通过水力发电模块,将水能转换为电能循环使用,大大提高了浮标的能源利用率和使用寿命;过滤组件中的螺旋桨叶片在水流作用下不断旋转,使刷毛扫过滤网,有效地清除了滤网上的附着物,避免了管路的堵塞,且管内壁在滚轮作用下所产生的螺旋纹路提高了水流的速度,降低了水泵的负荷,提高了浮标的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1结构示意图;
图2为本发明实施例1五转一连接器剖面图;
图3为本发明实施例1五转五连接器剖面图;
图4为本发明实施例1五转五连接器平面图;
图5为本发明实施例2结构示意图;
图6为本发明实施例2过滤组件结构示意图。
附图标记说明:1信号传输模块,2太阳能电板,3采集模块,4天线,5电池组,6控制模块,7溢流管,8排水管,9水质仪,10单向阀,11水泵,12六通管件,13第一电磁阀,14第二电磁阀,15第三电磁阀,16第四电磁阀,17第五电磁阀,18取水管,19锚绳,20过滤组件,21储水箱,22水力发电模块,23数据采集传输箱,24螺旋桨叶片,25刷毛,26滤网,27轮圈,28滚轮,29弯板,30螺旋固定杆,31五转一连接器,32五转五连接器。
具体实施方式
以下结合实施例和附图作进一步详细描述:
实施例1:
如图1~4所示,一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,包括浮标体,锚绳19,浮标体包括采水机构和数据采集传输箱23,采水机构包括储水箱21,水泵11,取水管18,储水箱21位于水泵11的上方,水泵11的出水口通过管道与储水箱21的最底部连通,水泵11的进水口通过五转一连接器31与五根长度各不相同的取水管18连通,取水管18上设有电磁阀,电磁阀的下部设有五转五连接器32;数据采集传输箱23固定连接于储水箱21的上部。控制电磁阀将不同深度的海水由水泵抽入储水箱,通过水质仪精确分析海洋水质,获得不同深度的水质参数;利用水压自动下落回流,结构简单,便于维护;五转一连接器和五转五连接器的使用,方便后期检测、维护与更换水管。
数据采集传输箱23顶部设有天线4,底部下端设有水质仪9,内部设有采集模块3、信号传输模块1、控制模块6以及电池组5;天线4与信号传输模块1相连,用于向监测中心发送海洋水质参数和接受指令;水质仪9位于储水箱21内,与控制模块6相连,用于测量水质参数,幷将测量的参数发送给控制模块6;采集模块3与控制模块6和信号传输模块1相连,用于存储控制模块6发送的水质参数和将存储的水质参数发送给信号传输模块1;信号传输模块1与采集模块3、天线4以及控制模块6相连,用于向控制模块6发送指令,和接收采集模块3发送的信号并发送给天线4;控制模块6与采集模块3、信号传输模块1、水泵11、电磁阀以及水质仪9连接,用于向水质仪9发送测量水质参数的指令,和处理水质仪9发送的水质参数,和将处理后的水质参数发送给采集模块3,和接收信号传输模块1发来的指令,和向水泵11和电磁阀发送开关的指令;电池组5与水力发电模块22、水泵11、电磁阀、水质仪9、采集模块3、信号传输模块1以及控制模块6相连,用于提供电能;数据采集传输箱23顶端外部还设有太阳能电板2,太阳能电板2与数据采集传输箱23内部的电池组5相连,太阳能电板2将太阳辐射能通过光化学反应转化为电能,为电池组5充电,减少了电池更换的次数,降低了人工维护频率。
实施例2:
如图5~6所示,一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,包括浮标体,锚绳19,浮标体包括采水机构和数据采集传输箱23,采水机构包括储水箱21,水泵11,取水管18,储水箱21设有倾斜底面,倾斜底面的最底部连接排水管8,储水箱21靠排水管一侧的侧面上方连接有溢流管7,排水管8和溢流管7通过三通管件合并为一根管道,管道的出水口连接水力发电模块22,水泵11位于储水箱21的下部,水泵11的出水口通过设有单向阀10的管道与储水箱21连通,水泵11的进水口通过六通管件12与五根长度各不相同的取水管18连通,取水管18设有电磁阀;数据采集传输箱23固定连接于储水箱21的上部。浮标工作时,水泵11处于开启状态,打开第一电磁阀13,关闭其余电磁阀,海水进入储水箱21,同时从排水管8流出,水泵11抽水的速度大于排水管8排水的速度,从储水箱21中液位较高,水流从溢流管7排除,30s后水流稳定,水质仪9开始测量;打开第二电磁阀14,关闭第一电磁阀13,经过30s,将储水箱21中原先存在的海水置换干净,避免互相干扰,使水质仪9可以精确地测量该深度的海水;打开第三电磁阀15,关闭第二电磁阀14,经过30s,测量;打开第四电磁阀16,关闭第三电磁阀15,经过30s,测量;打开第五电磁阀17,关闭第四电磁阀16,经过30s,测量,依次循环,水质仪9将所测不同深度海水的水质参数发送给数据采集传输箱23;测量过程中,从排水管8和溢流管7连续流出的水流进入水力发电模块22,将水能不断转换为电能,大大提高了浮标的能源利用率和使用寿命。
数据采集传输箱23顶部设有天线4,底部下端设有水质仪9,内部设有采集模块3、信号传输模块1、控制模块6以及电池组5;天线4与信号传输模块1相连,用于向监测中心发送海洋水质参数和接受指令;水质仪9位于储水箱21内,与控制模块6相连,用于测量水质参数,幷将测量的参数发送给控制模块6;采集模块3与控制模块6和信号传输模块1相连,用于存储控制模块6发送的水质参数和将存储的水质参数发送给信号传输模块1;信号传输模块1与采集模块3、天线4以及控制模块6相连,用于向控制模块6发送指令,和接收采集模块3发送的信号并发送给天线4;控制模块6与采集模块3、信号传输模块1、水泵11、电磁阀以及水质仪9连接,用于向水质仪9发送测量水质参数的指令,和处理水质仪9发送的水质参数,和将处理后的水质参数发送给采集模块3,和接收信号传输模块1发来的指令,和向水泵11和电磁阀发送开关的指令;电池组5与水力发电模块22、水泵11、电磁阀、水质仪9、采集模块3、信号传输模块1以及控制模块6相连,用于提供电能;数据采集传输箱23顶端外部还设有太阳能电板2,太阳能电板2与数据采集传输箱23内部的电池组5相连。太阳能电板2将太阳辐射能通过光化学反应转化为电能,与水力发电模块22共同为电池组5充电,减少了电池更换的次数,降低了人工维护频率。电池组5为全固态锂电池,全固态锂电池重量轻,循环使用寿命长,能够最大限度地储存太阳能电板与水力发电模块所生成的电能,且不易泄露,对海水的腐蚀性极低。
取水管18内设有过滤组件20,过滤组件20包括滤网26和清扫机构,滤网26为高密度聚乙烯材质,包括上层滤网和下层滤网,下层滤网固定安装于取水管18底部,上层滤网固定安装于电磁阀下部,上层滤网和下层滤网之间设有螺旋固定杆30,清扫机构与螺旋固定杆30连接,清扫机构包括刷毛25和螺旋桨,刷毛25位于螺旋桨叶片24的上下表面,螺旋桨叶片24的外周成型有轮圈27,轮圈27的外壁倾斜连接有弯板29,弯板29的倾斜角为10°,弯板29的端部设有滚轮28;滤网26、清扫机构以及螺旋固定杆30位于同一轴心。在水泵的作用下,水流从取水管底部流过螺旋桨,螺旋桨在水流的作用下旋转,叶片上的刷毛扫过滤网,对滤网上附着的杂质进行清除,避免了管路的堵塞,同时轮圈外壁倾斜的滚轮沿着取水管内壁螺旋滚动,内壁产生挤压形变,形成螺旋上升的纹路,从而提高了管内水流的速度,降低了直管阻力,减弱了水泵的负荷,提高了浮标的使用寿命。
滤网表面覆有防污涂层,该涂层的制备方法为:向200mL四氢呋喃中加入20g聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯,搅拌30min,再加入4.32g的乙烯基氟硅油和0.4g的偶氮二异丁腈,65℃搅拌5h,接着置于室温下搅拌20h,用乙醇沉降反应物,将所得滤渣置于50℃下真空干燥;取20g干燥后的滤渣,加入300mL二氯甲烷和60g三氯过氧苯甲酸,室温下反应3.5h,接着加入0.2g安息香乙醚和0.5g3-甲基二苯醚,反应2h,再加入60g聚乙二醇和6mL三氟化硼,反应20h,加入600mL乙醇,充分搅拌,抽滤除去反应单体,滤液在冰水混合物中沉降两次,得到反应产物,将产物在50℃真空干燥;取10g产物,加入70mL四氢呋喃,搅拌溶解,将溶解液涂覆于滤网表面,得防污涂层。该防污涂层表面能低,海洋污损生物所分泌的粘液不易在表面铺展润湿,使污损生物难以抓住滤网表面而无法形成有效附着,大大提高了滤网的防污效果;安息香乙醚、3-甲基二苯醚以及三氟化硼具有协同作用,促进了聚乙二醇向涂层表面的迁移,使在涂层表面形成整齐排列的分子链刷,该分子链刷具有良好的柔顺性,使污损生物难以附着牢固,在水流的作用下会从涂层表面脱离,使涂层具有了自清洁效果。
实施例3:
如图5~6所示,一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,包括浮标体,锚绳19,浮标体包括采水机构和数据采集传输箱23,采水机构包括储水箱21,水泵11,取水管18,储水箱21设有倾斜底面,倾斜底面的最底部连接排水管8,储水箱21靠排水管一侧的侧面上方连接有溢流管7,排水管8和溢流管7通过三通管件合并为一根管道,管道的出水口连接水力发电模块22,水泵11位于储水箱21的下部,水泵11的出水口通过设有单向阀10的管道与储水箱21连通,水泵11的进水口通过六通管件12与五根长度各不相同的取水管18连通,取水管18设有电磁阀;数据采集传输箱23固定连接于储水箱21的上部。浮标工作时,水泵11处于开启状态,打开第一电磁阀13,关闭其余电磁阀,海水进入储水箱21,同时从排水管8流出,水泵11抽水的速度大于排水管8排水的速度,从储水箱21中液位较高,水流从溢流管7排除,30s后水流稳定,水质仪9开始测量;打开第二电磁阀14,关闭第一电磁阀13,经过30s,将储水箱21中原先存在的海水置换干净,避免互相干扰,使水质仪9可以精确地测量该深度的海水;打开第三电磁阀15,关闭第二电磁阀14,经过30s,测量;打开第四电磁阀16,关闭第三电磁阀15,经过30s,测量;打开第五电磁阀17,关闭第四电磁阀16,经过30s,测量,依次循环,水质仪9将所测不同深度海水的水质参数发送给数据采集传输箱23;测量过程中,从排水管8和溢流管7连续流出的水流进入水力发电模块22,将水能不断转换为电能,大大提高了浮标的能源利用率和使用寿命。
数据采集传输箱23顶部设有天线4,底部下端设有水质仪9,内部设有采集模块3、信号传输模块1、控制模块6以及电池组5;天线4与信号传输模块1相连,用于向监测中心发送海洋水质参数和接受指令;水质仪9位于储水箱21内,与控制模块6相连,用于测量水质参数,幷将测量的参数发送给控制模块6;采集模块3与控制模块6和信号传输模块1相连,用于存储控制模块6发送的水质参数和将存储的水质参数发送给信号传输模块1;信号传输模块1与采集模块3、天线4以及控制模块6相连,用于向控制模块6发送指令,和接收采集模块3发送的信号并发送给天线4;控制模块6与采集模块3、信号传输模块1、水泵11、电磁阀以及水质仪9连接,用于向水质仪9发送测量水质参数的指令,和处理水质仪9发送的水质参数,和将处理后的水质参数发送给采集模块3,和接收信号传输模块1发来的指令,和向水泵11和电磁阀发送开关的指令;电池组5与水力发电模块22、水泵11、电磁阀、水质仪9、采集模块3、信号传输模块1以及控制模块6相连,用于提供电能;数据采集传输箱23顶端外部还设有太阳能电板2,太阳能电板2与数据采集传输箱23内部的电池组5相连。太阳能电板2将太阳辐射能通过光化学反应转化为电能,与水力发电模块22共同为电池组5充电,减少了电池更换的次数,降低了人工维护频率。电池组5为全固态锂电池,全固态锂电池重量轻,循环使用寿命长,能够最大限度地储存太阳能电板与水力发电模块所生成的电能,且不易泄露,对海水的腐蚀性极低。
取水管18内设有过滤组件20,过滤组件20包括滤网26和清扫机构,滤网26为高密度聚乙烯材质,包括上层滤网和下层滤网,下层滤网固定安装于取水管18底部,上层滤网固定安装于电磁阀下部,上层滤网和下层滤网之间设有螺旋固定杆30,清扫机构与螺旋固定杆30连接,清扫机构包括刷毛25和螺旋桨,刷毛25位于螺旋桨叶片24的上下表面,螺旋桨叶片24的外周成型有轮圈27,轮圈27的外壁倾斜连接有弯板29,弯板29的倾斜角为15°,弯板29的端部设有滚轮28;滤网26、清扫机构以及螺旋固定杆30位于同一轴心。在水泵的作用下,水流从取水管底部流过螺旋桨,螺旋桨在水流的作用下旋转,叶片上的刷毛扫过滤网,对滤网上附着的杂质进行清除,避免了管路的堵塞,同时轮圈外壁倾斜的滚轮沿着取水管内壁螺旋滚动,内壁产生挤压形变,形成螺旋上升的纹路,从而提高了管内水流的速度,降低了直管阻力,减弱了水泵的负荷,提高了浮标的使用寿命。
滤网表面覆有防污涂层,该涂层的制备方法为:向200mL四氢呋喃中加入20g聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯,搅拌30min,再加入4.32g的乙烯基氟硅油和0.4g的偶氮二异丁腈,65℃搅拌5h,接着置于室温下搅拌20h,用乙醇沉降反应物,将所得滤渣置于50℃下真空干燥;取20g干燥后的滤渣,加入300mL二氯甲烷和60g三氯过氧苯甲酸,室温下反应3.5h,接着加入0.2g安息香乙醚和0.5g3-甲基二苯醚,反应2h,再加入60g聚乙二醇和6mL三氟化硼,反应20h,加入600mL乙醇,充分搅拌,抽滤除去反应单体,滤液在冰水混合物中沉降两次,得到反应产物,将产物在50℃真空干燥;取10g产物,加入70mL四氢呋喃,搅拌溶解,将溶解液涂覆于滤网表面,得防污涂层。该防污涂层表面能低,海洋污损生物所分泌的粘液不易在表面铺展润湿,使污损生物难以抓住滤网表面而无法形成有效附着,大大提高了滤网的防污效果;安息香乙醚、3-甲基二苯醚以及三氟化硼具有协同作用,促进了聚乙二醇向涂层表面的迁移,使在涂层表面形成整齐排列的分子链刷,该分子链刷具有良好的柔顺性,使污损生物难以附着牢固,在水流的作用下会从涂层表面脱离,使涂层具有了自清洁效果。
上述实施例1~3中的常规技术或常规连接为本领域技术人员所知晓的现有技术,例如太阳能电板对电池组的充电原理等,故在此不再一一赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型。因此,所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (5)
1.一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,包括浮标体,锚绳(19),其特征在于:所述浮标体包括采水机构和数据采集传输箱(23),所述采水机构包括储水箱(21),水泵(11),取水管(18),所述储水箱(21)设有倾斜底面,所述倾斜底面的最底部连接排水管(8),所述储水箱(21)靠排水管一侧的侧面上方连接有溢流管(7),所述排水管(8)和溢流管(7)通过三通管件合并为一根管道,所述管道的出水口连接水力发电模块(22),所述水泵(11)位于储水箱(21)的下部,所述水泵(11)的出水口通过设有单向阀(10)的管道与储水箱(21)连通,所述水泵(11)的进水口通过六通管件(12)与五根长度各不相同的取水管(18)连通,每根所述取水管(18)均设有电磁阀;所述数据采集传输箱(23)固定连接于储水箱(21)的上部;所述取水管(18)内设有过滤组件(20);所述过滤组件(20)包括滤网(26)和清扫机构,所述滤网(26)包括上层滤网和下层滤网,所述下层滤网固定安装于取水管(18)底部,所述上层滤网固定安装于电磁阀下部,所述上层滤网和下层滤网之间设有螺旋固定杆(30),所述清扫机构与螺旋固定杆(30)连接,所述清扫机构包括刷毛(25)和螺旋桨,所述刷毛(25)位于螺旋桨叶片(24)的上下表面,所述螺旋桨叶片(24)的外周成型有轮圈(27),所述轮圈(27)的外壁倾斜连接有弯板(29),所述弯板(29)的端部设有滚轮(28);所述滤网(26)、清扫机构以及螺旋固定杆(30)位于同一轴心。
2.根据权利要求1所述的一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,其特征在于:所述数据采集传输箱(23)顶部设有天线(4),底部下端设有水质仪(9),内部设有采集模块(3)、信号传输模块(1)、控制模块(6)以及电池组(5);所述天线(4)与信号传输模块(1)相连;所述水质仪(9)位于储水箱(21)内,与控制模块(6)相连;所述采集模块(3)与控制模块(6)和信号传输模块(1)相连;所述信号传输模块(1)与采集模块(3)、天线(4)以及控制模块(6)相连;所述控制模块(6)与采集模块(3)、信号传输模块(1)、水泵(11)、电磁阀以及水质仪(9)连接;所述电池组(5)与水力发电模块(22)、水泵(11)、电磁阀、水质仪(9)、采集模块(3)、信号传输模块(1)以及控制模块(6)相连。
3.根据权利要求2所述的一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,其特征在于:所述数据采集传输箱(23)顶端外部设有太阳能电板(2),所述太阳能电板(2)与数据采集传输箱(23)内部的电池组(5)相连。
4.根据权利要求2所述的一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,其特征在于:所述电池组(5)为全固态锂电池。
5.根据权利要求1所述的一种海洋电磁阀控制的分层多参数水质监测浮标,其特征在于:所述滤网(26)为高密度聚乙烯材质。
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Families Citing this family (10)
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CN117007763B (zh) * | 2023-10-07 | 2023-12-15 | 山东深海海洋科技有限公司 | 环境友好型海水水质监测装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2273251A2 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | Carlos Durán Neira | Autonomous and remote-controlled multi-parametric buoy for multi-depth water sampling, monitoring, data collection, transmission, and analysis |
CN203142981U (zh) * | 2013-01-29 | 2013-08-21 | 大连海洋大学 | 海水温度与盐度监测浮标 |
CN203798352U (zh) * | 2014-03-14 | 2014-08-27 | 水利部南京水利水文自动化研究所 | 一种水文浮标应急监测装置 |
CN104458342A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | 一种取水浮标 |
CN205079978U (zh) * | 2015-09-22 | 2016-03-09 | 中国人民解放军空军勤务学院 | 一种油料化验用多深度取样装置 |
CN105842412A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种水环境垂向分布综合在线监测浮标及系统 |
CN105865847A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-08-17 | 浙江大学 | 实用小型分层水体多层无干扰采样器 |
KR101727735B1 (ko) * | 2016-10-28 | 2017-04-18 | 한국해양과학기술원 | 해상 처분장의 감시 및 오염물 방제 부이 |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2273251A2 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | Carlos Durán Neira | Autonomous and remote-controlled multi-parametric buoy for multi-depth water sampling, monitoring, data collection, transmission, and analysis |
CN203142981U (zh) * | 2013-01-29 | 2013-08-21 | 大连海洋大学 | 海水温度与盐度监测浮标 |
CN203798352U (zh) * | 2014-03-14 | 2014-08-27 | 水利部南京水利水文自动化研究所 | 一种水文浮标应急监测装置 |
CN104458342A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | 一种取水浮标 |
CN205079978U (zh) * | 2015-09-22 | 2016-03-09 | 中国人民解放军空军勤务学院 | 一种油料化验用多深度取样装置 |
CN105842412A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种水环境垂向分布综合在线监测浮标及系统 |
CN105865847A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-08-17 | 浙江大学 | 实用小型分层水体多层无干扰采样器 |
KR101727735B1 (ko) * | 2016-10-28 | 2017-04-18 | 한국해양과학기술원 | 해상 처분장의 감시 및 오염물 방제 부이 |
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