CN108827716A - 一种水质采样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水质采样装置，包括外壳、GPRS通讯模块、水质采样控制模块、水样保存模块、第二皮带轮、叶片、第二转轴、安装板、过滤板、蓄电池、逆变器，所述外壳内侧顶部安装有GPRS通讯模块；本发明首先测定河流目标断面的深度和宽度，确定采样垂线数量、点位数量和采样位置，通过自动计算出的采样点数量设置采样头并形成采样面，同时采集同一剖面不同水体位置的水样，再通过进一步的水质分析技术，从而划定河流左右岸，表底层的污染责任，为准确区分河流污染来源提供技术支撑；同时利用水能和太阳能发电供设备使用，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护和环境监测领域，具体为一种水质采样装置。
背景技术
我国水环境污染严重，污染事故频发,河长体系建立后，由各级河长负责承担本行政区域内各河段污染的监管责任，但由于历史、地理等原因，大量行政区域以河流、湖库等水域为界，河流成为“界河”，两岸分别设置河长监管本行政区河段，河流左右岸的污染责任逐渐成为河长制河流污染责任区分的难点，现有环境管理措施和监测手段难以区分“界河”的污染责任主要由于水体的天然特性，污染物排入水体后段时间内即通过稀释、扩散、流动等原因自然混合，在下游监测难以判定污染来源，从而难以区分左右岸的污染责任，现有的地表水河流断面监测，按照地表水和污水监测技术规范(HJ/T 91—2002)要求，采样点位设置在河流中泓，通过环境监测数据可以区分河流上下游的污染责任，但难以区分左右岸和表底层的污染责任，水质不均匀河段水质按照现有的采样方法会导致结果可信度降低，针对性治理工作更无从谈起；同时水质采样装置使用时，无法做到节能环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水质采样装置，为了克服上述的技术问题，本发明首先测定河流目标断面的深度和宽度，确定采样垂线数量、点位数量和采样位置，通过自动计算出的采样点数量设置采样头并形成采样面，同时采集同一剖面不同水体位置的水样，再通过进一步的水质分析技术，从而划定河流左右岸，表底层的污染责任，为准确区分河流污染来源提供技术支撑；同时利用水能和太阳能发电供设备使用，节能环保。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种水质采样装置，包括外壳、GPRS通讯模块、水质采样控制模块、水样保存模块、支撑板、水泵、采样口、采集管、刻度、金属水管头、支撑架、太阳能板、电控箱、连接线、发电机、第一转轴、第一皮带轮、皮带、第二皮带轮、叶片、第二转轴、安装板、过滤板、蓄电池和逆变器，所述外壳内侧顶部安装有GPRS通讯模块，所述外壳内侧且位于GPRS通讯模块一侧安装有水质采样控制模块，所述外壳内侧且位于GPRS通讯模块和水质采样控制模块底部安装有水样保存模块，所述外壳一侧安装有支撑板，所述支撑板顶部安装有水泵，所述水泵一侧安装有采样口，所述水泵另一侧安装有采集管，所述采集管外侧表面设置有刻度，所述采集管相对于水泵一端安装有金属水管头，所述外壳顶部中心处安装有支撑架，所述支撑架顶部安装有太阳能板，所述外壳另一侧安装有电控箱，所述电控箱底部设置有连接线，所述连接线相对于电控箱一端与发电机连接，所述发电机安装在安装板一侧，所述发电机输出端安装有第一转轴，所述第一转轴贯穿过安装板安装有第一皮带轮，所述安装板底部另一侧安装有第二转轴，所述第二转轴外侧中心处套接安装有第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带连接传动，所述第二转轴一端外侧均匀安装有叶片，所述金属水管头一端安装有过滤板，所述电控箱内侧底部安装有蓄电池，所述连接线另一端与蓄电池连接，所述电控箱内侧且位于蓄电池顶部安装有逆变器。
作为本发明进一步的方案：所述太阳能板、发电机分别电性连接蓄电池，所述蓄电池电性连接逆变器，所述逆变器分别电性连接GPRS通讯模块、水质采样控制模块和水泵。
作为本发明进一步的方案：所述金属水管头一端内侧开设有螺纹，所述过滤板一端外侧开设有螺纹，所述金属水管头和过滤板通过螺纹连接安装。
作为本发明进一步的方案：所述安装板通过螺栓安装在船体外侧，所述发电机和安装板通过螺栓安装，所述第二转轴另一端套接安装有轴承，所述轴承安装在安装板内部。
作为本发明进一步的方案：所述采集管两端和水泵以及金属水管头连接处设置有密封圈。
作为本发明进一步的方案：该水质采样装置的使用操作步骤为：
步骤一：将装置安装在船体，同时将安装板安装在船体外侧，叶片与与水面接触，通过水力发电，同时顶部的太阳能板通过太阳能发电为装置提供电量；
步骤二：通过内部GPRS通讯模块,实时监控装置位置，确定采样断面信息，为采样活动提供准确的地理信息数据，水质采样控制模块根据GPRS通讯模块提供的水体信息，确定采样面宽度，设置垂线数量、采样点数量、采样瓶数量，结合环境监测水质样品保存要求，分别满足不同水样固定剂、采样瓶材质保存方式等采样要求；
步骤三:通过水泵工作将被测水源抽取出来存放至采样瓶，然后放置在水样保存模块根据不同环境监测水质样品的保存要求，分别采用低温、避光等不同的保存模式，确保水样水质稳定保存，及时送交实验室分析。
本发明的有益效果：本发明通过合理的结构设计，内部集成GPRS通讯模块、水质采样控制模块和水样保存模块，通过自动控制系统操作完成点位确认、水样采集、固定剂添加、低温保存全过程，从而实现高效、全面的水质采样功能，可以快速、准确、有效实施断面水质采样工作，特别是水质不均匀、污染责任难以区分的区域，可为环境监测采样提供有效的辅助工具，加强环境管理部门进行水环境监测、执法的能力，为实现水质改善和长效保持提供有力支撑；同时顶部的太阳能板将太阳能转化为电能，安装在船体外侧的安装板上的第二转轴一侧依次安装有第二皮带轮和均匀分布的叶片，水流带动叶片转动，第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带传动带动发电机工作发电，电量储存在蓄电池内供装置整体使用，节能环保；同时采集管上设置有刻度，便于根据刻度了解采集管所到达深度，同时采集管端的金属水管头安装有过滤板，抽水时隔绝杂质。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明侧视图。
图3为本发明发电机安装结构示意图。
图4为本发明金属水管头剖视图。
图5为本发明电控箱内部结构示意图。
图6为本发明内部系统流程图。
图中：1、外壳；2、GPRS通讯模块；3、水质采样控制模块；4、水样保存模块；5、支撑板；6、水泵；7、采样口；8、采集管；9、刻度；10、金属水管头；11、支撑架；12、太阳能板；13、电控箱；14、连接线；15、发电机；16、第一转轴；17、第一皮带轮；18、皮带；19、第二皮带轮；20、叶片；21、第二转轴；22、安装板；23、过滤板；24、蓄电池；25、逆变器。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，一种水质采样装置，包括外壳1、GPRS通讯模块2、水质采样控制模块3、水样保存模块4、支撑板5、水泵6、采样口7、采集管8、刻度 9、金属水管头10、支撑架11、太阳能板12、电控箱13、连接线14、发电机15、第一转轴16、第一皮带轮17、皮带18、第二皮带轮19、叶片20、第二转轴21、安装板22、过滤板23、蓄电池24和逆变器25，外壳1内侧顶部安装有GPRS通讯模块2，外壳1内侧且位于GPRS通讯模块2一侧安装有水质采样控制模块3，外壳1内侧且位于GPRS通讯模块2和水质采样控制模块3底部安装有水样保存模块4，外壳1一侧安装有支撑板5，支撑板5顶部安装有水泵6，水泵6一侧安装有采样口7，水泵6另一侧安装有采集管8，采集管8外侧表面设置有刻度9，采集管8相对于水泵6一端安装有金属水管头10，外壳1顶部中心处安装有支撑架11，支撑架11顶部安装有太阳能板12，外壳1另一侧安装有电控箱13，电控箱13底部设置有连接线14，连接线14相对于电控箱13一端与发电机15连接，发电机15安装在安装板22一侧，发电机15输出端安装有第一转轴16，第一转轴16贯穿过安装板22安装有第一皮带轮17，安装板22 底部另一侧安装有第二转轴21，第二转轴21外侧中心处套接安装有第二皮带轮 19，第一皮带轮17和第二皮带轮19通过皮带18连接传动，第二转轴21一端外侧均匀安装有叶片20，金属水管头10一端安装有过滤板23，电控箱13内侧底部安装有蓄电池24，连接线14另一端与蓄电池24连接，电控箱13内侧且位于蓄电池24顶部安装有逆变器25。
太阳能板12、发电机15分别电性连接蓄电池24，蓄电池24电性连接逆变器25，逆变器25分别电性连接GPRS通讯模块2、水质采样控制模块3和水泵6，便于保证各组件连接完成，保证组件工作时电量充足。
金属水管头10一端内侧开设有螺纹，过滤板23一端外侧开设有螺纹，金属水管头10和过滤板23通过螺纹连接安装，便于安装和拆卸更换，同时过滤板23可隔绝水中杂质，避免管道堵塞。
安装板22通过螺栓安装在船体外侧，发电机15和安装板22通过螺栓安装便于安装和拆卸，第二转轴21另一端套接安装有轴承，轴承安装在安装板22 内部，便于第二转轴21正常转动。
采集管8两端和水泵6以及金属水管头10连接处设置有密封圈，保证连接的密封性。
该水质采样装置的使用操作步骤为：
步骤一：将装置安装在船体，同时将安装板22安装在船体外侧，叶片20 与与水面接触，通过水力发电，同时顶部的太阳能板12通过太阳能发电为装置提供电量；
步骤二：通过内部GPRS通讯模块2,实时监控装置位置，确定采样断面信息，为采样活动提供准确的地理信息数据，水质采样控制模块3根据GPRS通讯模块 2提供的水体信息，确定采样面宽度，设置垂线数量、采样点数量、采样瓶数量，结合环境监测水质样品保存要求，分别满足不同水样固定剂、采样瓶材质保存方式等采样要求；
步骤三:通过水泵6工作将被测水源抽取出来存放至采样瓶，然后放置在水样保存模块4根据不同环境监测水质样品的保存要求，分别采用低温、避光等不同的保存模式，确保水样水质稳定保存，及时送交实验室分析。
本发明的工作原理：将装置安装在船体，同时将安装板22安装在船体外侧，叶片20与与水面接触，同时顶部的太阳能板12将太阳能转化为电能，安装在船体外侧的安装板22上的第二转轴21一侧依次安装有第二皮带轮19和均匀分布的叶片20，水流带动叶片20转动，第一皮带轮17和第二皮带轮19通过皮带 18传动带动发电机15工作发电，电量储存在蓄电池24内，通过内部GPRS通讯模块2,实时监控装置位置，确定采样断面信息，为采样活动提供准确的地理信息数据，水质采样控制模块3根据GPRS通讯模块2提供的水体信息，确定采样面宽度，设置垂线数量、采样点数量、采样瓶数量，结合环境监测水质样品保存要求，分别满足不同水样固定剂、采样瓶材质保存方式等采样要求，将采集管8通过金属水管头10根据刻度9放置到采集深度位置，通过水泵6工作将被测水源抽取出来通过采样口7获取存放至采样瓶，然后放置在水样保存模块4 根据不同环境监测水质样品的保存要求，分别采用低温、避光等不同的保存模式，确保水样水质稳定保存，及时送交实验室分析。
本发明通过合理的结构设计，内部集成GPRS通讯模块2、水质采样控制模块3和水样保存模块4，通过自动控制系统操作完成点位确认、水样采集、固定剂添加、低温保存全过程，从而实现高效、全面的水质采样功能，可以快速、准确、有效实施断面水质采样工作，特别是水质不均匀、污染责任难以区分的区域，可为环境监测采样提供有效的辅助工具，加强环境管理部门进行水环境监测、执法的能力，为实现水质改善和长效保持提供有力支撑；同时顶部的太阳能将太阳能转化为电能，安装在船体外侧的安装板22上的第二转轴21一侧依次安装有第二皮带轮19和均匀分布的叶片20，水流带动叶片20转动，第一皮带轮17和第二皮带轮19通过皮带18传动带动发电机15工作发电，电量储存在蓄电池24内供装置整体使用，节能环保；同时采集管8上设置有刻度9，便于根据刻度9了解采集管8所到达深度，同时采集管8端的金属水管头10安装有过滤板23，抽水时隔绝杂质。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种水质采样装置，其特征在于，包括外壳(1)、GPRS通讯模块(2)、水质采样控制模块(3)、水样保存模块(4)、支撑板(5)、水泵(6)、采样口(7)、采集管(8)、刻度(9)、金属水管头(10)、支撑架(11)、太阳能板(12)、电控箱(13)、连接线(14)、发电机(15)、第一转轴(16)、第一皮带轮(17)、皮带(18)、第二皮带轮(19)、叶片(20)、第二转轴(21)、安装板(22)、过滤板(23)、蓄电池(24)和逆变器(25)，所述外壳(1)内侧顶部安装有GPRS通讯模块(2)，所述外壳(1)内侧且位于GPRS通讯模块(2)一侧安装有水质采样控制模块(3)，所述外壳(1)内侧且位于GPRS通讯模块(2)和水质采样控制模块(3)底部安装有水样保存模块(4)，所述外壳(1)一侧安装有支撑板(5)，所述支撑板(5)顶部安装有水泵(6)，所述水泵(6)一侧安装有采样口(7)，所述水泵(6)另一侧安装有采集管(8)，所述采集管(8)外侧表面设置有刻度(9)，所述采集管(8)相对于水泵(6)一端安装有金属水管头(10)，所述外壳(1)顶部中心处安装有支撑架(11)，所述支撑架(11)顶部安装有太阳能板(12)，所述外壳(1)另一侧安装有电控箱(13)，所述电控箱(13)底部设置有连接线(14)，所述连接线(14)相对于电控箱(13)一端与发电机(15)连接，所述发电机(15)安装在安装板(22)一侧，所述发电机(15)输出端安装有第一转轴(16)，所述第一转轴(16)贯穿过安装板(22)安装有第一皮带轮(17)，所述安装板(22)底部另一侧安装有第二转轴(21)，所述第二转轴(21)外侧中心处套接安装有第二皮带轮(19)，所述第一皮带轮(17)和第二皮带轮(19)通过皮带(18)连接传动，所述第二转轴(21)一端外侧均匀安装有叶片(20)，所述金属水管头(10)一端安装有过滤板(23)，所述电控箱(13)内侧底部安装有蓄电池(24)，所述连接线(14)另一端与蓄电池(24)连接，所述电控箱(13)内侧且位于蓄电池(24)顶部安装有逆变器(25)。
2.根据权利要求1所述的一种水质采样装置，其特征在于，所述太阳能板(12)、发电机(15)分别电性连接蓄电池(24)，所述蓄电池(24)电性连接逆变器(25)，所述逆变器(25)分别电性连接GPRS通讯模块(2)、水质采样控制模块(3)和水泵(6)。
3.根据权利要求1所述的一种水质采样装置，其特征在于，所述金属水管头(10)一端内侧开设有螺纹，所述过滤板(23)一端外侧开设有螺纹，所述金属水管头(10)和过滤板(23)通过螺纹连接安装。
4.根据权利要求1所述的一种水质采样装置，其特征在于，所述安装板(22)通过螺栓安装在船体外侧，所述发电机(15)和安装板(22)通过螺栓安装，所述第二转轴(21)另一端套接安装有轴承，所述轴承安装在安装板(22)内部。
5.根据权利要求1所述的一种水质采样装置，其特征在于，所述采集管(8)两端和水泵(6)以及金属水管头(10)连接处设置有密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种水质采样装置，其特征在于,该水质采样装置的使用操作步骤为：
步骤一：将装置安装在船体，同时将安装板(22)安装在船体外侧，叶片(20)与与水面接触，通过水力发电，同时顶部的太阳能板(12)通过太阳能发电为装置提供电量；
步骤二：通过内部GPRS通讯模块(2),实时监控装置位置，确定采样断面信息，为采样活动提供准确的地理信息数据，水质采样控制模块(3)根据GPRS通讯模块(2)提供的水体信息，确定采样面宽度，设置垂线数量、采样点数量、采样瓶数量，结合环境监测水质样品保存要求，分别满足不同水样固定剂、采样瓶材质保存方式等采样要求；
步骤三:通过水泵(6)工作将被测水源抽取出来存放至采样瓶，然后放置在水样保存模块(4)根据不同环境监测水质样品的保存要求，分别采用低温、避光等不同的保存模式，确保水样水质稳定保存，及时送交实验室分析。
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