CN108414712A - 一种水域浅潜式水质实时监测装置 - Google Patents

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李仲阳
黄力行
唐晓峰
汪鲁才
王东
崔喆
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种水域浅潜式水质实时监测装置。其特征在于：监测装置结构呈现大小球形式，大球悬浮在水中，小球漂浮于水面，两球通过导线连接。环氧树脂保护膜将除传感器感应端外的其余装置密封于内部，起到防水和防碰撞作用。小球中的GPS天线接收到GPS定位信号传至大球中的信号处理电路处理后与传感器模块获取到的水体温度、PH值和水压等信息形成具有地理位置的水质信息，由小球中GPRS天线传送到上位机保存。调节大球中的气密室大小来调节监测装置在水中悬浮的位置以获得设定水深的水质信息。

Description

一种水域浅潜式水质实时监测装置
技术领域
本发明涉及水流域检测行业中的设备检测技术，尤其是涉及所测水域中对水质特性数据检测用PH值、温度、水压传感器的标定装置及GPRS信息传输模块。
背景技术
水质监测装置是进行水质实时监测的设备。当前国外利用遥感技术对水质监测的研究大都集中在区域跨度较大的研究对象上，在这方面遥感技术的大尺度范围监控优势得到体现,并且比较着重在遥感对象特征值比较突出的领域，例如海洋水体检测、冰雪形态以及荒漠林带等，小尺度和微型态环境问题的研究还比较少。此外还利用无线传感器网络技术对水质进行监测。无线网有其特有的优势——不需要基站、线缆等基础设施，使网络部署更方便，可以节省资源，实施大范围水域监测。这些监测技术能更够好地、及时地发现水污染，及时处理。目前国内所用的自动化监测系统多为国外进口设备，水质自动化监测装置在制造上已不能满足快速发展的水质监测的需要。
目前国内外所高校和研究机构都对水质监测装置开展了试验研究或理论研究。国内常州大学、湖南大学、安徽芯核防务装备技术股份有限公司等机构都对水质监测开展了相关研究。
其中，常州大学的发明是水质监测的探头，不具备移动性，只能定点监测很小一部分水域的水质情况，而且只能设定在岸边，对水域面积大的地方要实施实时监控基本不可能实现。湖南大学的发明主要应用在水管管道中，只能按照水管的路径进行移动，检测不够全面，在数据的传输方面，不能做到实时传送数据。而安徽芯核防务装备技术股份有限公司的发明主要应用在城市二次供水的方面，监测系统安装在二次供水蓄水池上，并不能移动，对水质的检测不够全面，只能检测固定的那一片水域的水质情况。
流域水环境监测中心基本实行的是每月一次的省界重点河段、流域干流，水功能区、重点城镇入河排污口的常规检测。在发生突发性水环境污染事故时，则采用动态联防的形式，进行应急监测。但这种水监测形式，需要耗费大量的人力、财力、物力，而且由于采样时间和空间的限制，对水质污染的实时状态以及峰值的把握上存在着先天的缺陷。
综上所述，本发明提出一种水域潜式水质实时监测装置，跟随水流进行流动，并通过GPS进行定位，然后通过GPRS网络将数据从监测装置传到计算机上进行分析，将降低各地各部门的检测工作的强度和难度，同时可以取得常规检测无可比拟的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种水域浅潜式水质实时监测装置。
一种水域浅潜式水质实时监测装置，由天线，气密室，电路板，电池，传感器模块，GPS模块，GPRS模块，环氧树脂保护膜组成。
本发明公开了一种水域浅潜式水质实时监测装置。其特征在于：监测装置结构呈现大小球形式，大球悬浮在水中，小球漂浮于水面，两球通过导线连接。环氧树脂保护膜将除传感器感应端外的其余装置密封于内部，起到防水和防碰撞作用。小球中的GPS天线接收到GPS定位信号传至大球中的信号处理电路处理后与传感器模块获取到的水体温度、PH值和水压等信息形成具有地理位置的水质信息，由小球中GPRS天线传送到上位机保存。调节大球中的气密室大小来调节监测装置在水中悬浮的位置以获得设定水深的水质信息。
所述监测装置结构小球呈现上轻下重，使监测装置具有不倒翁特征，天线位于水上，保证通信信号正常。
所述监测装置发出的GPS信号结合地理信息，通过两点间路程与时间的关系求出水流流速。
本发明的特点及有益效果是，通过本产品的GPS定位芯片，能够获得水质监测器的具体检测位置。漂流球水质监测装置随水流而动，因此能够具体地检测到某一地区的水质状况，如：PH值，水温，水压等。本产品具有低成本，低功耗，工作时间长等特点。便于多点撒网，更好、更详细地监测水域的实时信息。本项目装置是一大一小两球结构，大球通过导线将传感器检测到的数据传递给小球，小球将收到的信号通过天线发送出去。
图 1 一种水域浅潜式水质实时监测装置结构图。
图 2 一种水域浅潜式水质实时监测装置信号流程图。
图 3 一种水域浅潜式水质实时监测装置测试水域流速示意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例对本发明的结构做进一步说明。需说明的是本实例是叙述性的，而不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种水域浅潜式水质实时监测装置，其结构由大球2和小球1构成，其中小球1由环氧树脂保护膜101，天线102，气密室103，导线3组成，大球2由环氧树脂保护膜201，气密室202，电路板203，电池204，传感器模块205，206，207组成（如图1）。
小球1气密室103固定在球体内的上部，天线102固定在气密室103的上方，外层由环氧树脂保护膜101做密封处理。
大球2电路板203固定在监测装置的中部，电池204焊接在电路板203的下方，传感器模块205，206，207，通过导线3焊接在电路板203上，并放置在电池204的下方，气密室202固定在电路板203的上方，外层由环氧树脂保护膜201做密封处理。
导线3将小球1的天线102和大球2的电路板203连接起来。
传感器模块205，206，207检测得到的信号以及天线102接收到的GPS信息，经过电路板203上微处理器处理后，形成特定的数据格式，由经纬度信息，时间信息，PH值信息，水质信息 ，温度信息组成，再由GPRS模块211传输至天线并由上位机接收。(如图2)

Claims (5)

1.一种水域浅潜式水质实时监测装置，由天线，气密室1，气密室2，电路板，电池，温度传感器，PH传感器，水压传感器，GPS模块，GPRS模块，环氧树脂保护膜组成，其特征在于：电路板(203)布置于大球(2)内的中部，传感器模块(205，206，207)分布于大球(2)内的下部，电池(204)位于电路板(203)下部，气密室2(202)位于大球(2)内的上部，天线装置(1)由导线(3)接出，漂浮于水面；电路板(203)，气密室(202)，电池(204)，传感器模块(205，206，207),由环氧树脂保护膜(201)密封形成球体（2），天线(102)接收到GPS(210)定位信息经过电路板(203)上的信号处理电路(208)处理后送至微处理器(209)和传感器模块(205，206，207)采集的数据形成具有地理信息的水质信息，由GPRS模块(211)传输至天线(102)，并上传至上位机保存。
2.根据权利要求1所述的一种水域浅潜式水质实时监测装置，其特征是所述水质实时监测装置结构呈现大球(2)和小球(1)形式，大球(2)由电路板(203)，气密室(202)，电池(204)，温度传感器(205)，PH传感器(206)，水压传感器(207)，环氧树脂保护膜（201）组成，悬浮在水中。
3.根据权利要求1所述的一种水域浅潜式水质实时监测装置，其特征是所述水质实时监测装置结构呈现大球(2)和小球(1)形式，小球（1）由气密室1(103)，天线(102)，环氧树脂保护膜(101)组成，漂浮于水面，小球（1）与小球（2）通过导线(3)连接。
4.根据权利要求 1 所述的一种水域浅潜式水质实时监测装置，其特征是通过所设计的气密室(103，202)大小控制水质实时监测装置在水中悬浮的位置。
5.根据权利要求1 所述的一种水域浅潜式水质实时监测装置，其特征是所述水质实时监测装置发出的GPS定位信号结合地理信息，通过AB两点间路程X与时间t的关系求出水流流速 v，其公式为：
其中:T为采样时间间隔，Di为第i次与第i-1次采样的时间间隔内检测装置所运动路程的直线距离。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109298036A (zh) * 2018-09-29 2019-02-01 湖南美奥钾业有限责任公司 复分解循环法生产硝酸钾的循环母液在线监测装置
CN114088671A (zh) * 2021-11-11 2022-02-25 河北地质大学 一种水域环境监测用荧光传感器

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