CN109110061A - 一种浮标式水质监测装置及系统 - Google Patents

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周叙荣
常夏源
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Abstract

本发明公开了一种浮标式水质监测装置及系统,所述装置包括浮标、水质传感器及锚固机构,所述系统包括浮标及服务器。所述浮标包括浮体,所述浮体上方装设有太阳能板,所述浮体内部设有腔体,所述腔体内装设有防水式的遥测终端机,所述浮体底部连接有锚固机构及水质传感器;所述遥测终端机与太阳能板及水质传感器电连接,所述水质传感器用于获取水质数据,所述遥测终端机用于接收水质传感器中的水质数据并将其上传至服务器,所述太阳能板用于提供遥测终端机的电能。发明水质监测装置为一体式的装置浮标本体内包含了遥测终端机,使得整体结构合理分配,且体积远小于以往监测平台。本发明水质监测装置的遥测终端机体积小且耗电少。

Description

一种浮标式水质监测装置及系统
技术领域
本发明涉及水质监测领域,尤其涉及一种浮标式水质监测装置及系统。
背景技术
我国有水资源丰富,随着经济的发展,城市的污水排放、工业污水的排放等已成重要的污染源。以往,水质监测多采用浮标站的方式对被监测的水域进行采集、监测。浮标站常采用大型平台式浮标或者船体式浮标,浮标上方安装有多种监测设备及太阳能板等。浮标平台的直径多达两三米,所载设备繁多,整体体积大,维护难,而且数据的采集间隔期较长,难以实际反映水质的真实生态环境。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种体积小、监测方便的一体化的种浮标式水质监测装置及系统。
为了实现以上目的,本发明采用以下技术方案:
一种浮标式水质监测装置,包括浮标、水质传感器及锚固机构,所述浮标包括浮体,所述浮体上方装设有太阳能板,所述浮体内部设有腔体,所述腔体内装设有防水式的遥测终端机,所述浮体底部连接有锚固机构及水质传感器;所述遥测终端机与太阳能板及水质传感器电连接,所述水质传感器用于获取水质数据,所述遥测终端机用于接收水质传感器中的水质数据并将其上传至服务器,所述太阳能板用于提供遥测终端机的电能。本发明监测装置采用了一体式的结构,遥测终端机装设在浮体内部,结构合理巧妙,极大的节省了空间,且太阳能板安装在浮体上方,将浮体的空间结构得到最优化的设置。
进一步的,所述浮体为内部具有腔体的圆柱体。该结构设置能最合理的设置浮体的形状,漂浮顺畅,且将内部的空间最大化。
进一步的,所述浮体为多个环体叠合形成内部具有腔体的圆柱体。多个环体叠合而成的浮体能根据实际需求选择个数,灵活便捷,适用范围广。
进一步的,所述太阳能板设于圆形底座板内,所述圆形底座板安装在浮体上方。太阳能通过采光区将太阳能转化为电能,采光区多为矩形,底座板配合浮体设置为圆形,整体结构合理,且最大化的放置采光区。
进一步的,所述太阳能板下方连接有固定条,所述固定条用于将浮体与太阳能板连接固定。
进一步的,若干条所述固定条在浮体底部交叉,交叉处装设有钩环,所述钩环用于钩挂锚固机构。固定条多用金属材料制成,底部安装钩环,节省钩环的安装空间,使得固定条具有双重功能。锚固机构系留长度以确保水位变幅条件下浮体姿态正常为准,避免系留过长导致浮体漂移或与其他物体碰撞。
进一步的,锚固机构包括为抛锚缆绳和锚体,所述抛锚缆绳为不锈钢丝缆绳或锚链,所述锚体可为无杆锚或霍尔锚。
进一步的,所述水质传感器通过连接杆与浮体底部连接。水质传感器还可通过安装井布置在浮体底部。水质传感器置于水下0.5-1.0m。水质传感器随着水位变化而与浮动平台共同上下浮动,可确保水质传感器在浸没前提下始终处于水下平流层。
进一步的,一种浮标式水质监测系统,包括浮标及服务器,所述浮标包括水质传感器、遥测终端机及太阳能板,所述遥测终端机包括数据接收模块、无线通信模块、服务器通信模块及报警模块,所述服务器包括通信模块,所述遥测终端机与太阳能板及水质传感器电连接,
所述水质传感器用于获取水质数据,所述数据接收模块用于接收水质传感器中的水质数据,所述服务器通信模块用于与服务器通信,所述无线通信模块用于与移动终端通信,所述太阳能板用于给遥测终端机供电,所述报警模块用于在水质数据超过标准、遥测终端机或者水质传感器故障以及太阳能板供电异常时进行报警提示,所述通信模块用于与遥测终端机通信。
进一步的,所述遥测终端机还包括存储器,所述存储器用于存储水质数据。
进一步的,所述无线通信模块为蓝牙。所述通信模块还可以为WIFI、zigbee、RFID或者NFC。
采用本发明技术方案,本发明明的有益效果为:与现有技术相比,本发明水质监测装置为一体式的装置浮标本体内包含了遥测终端机,使得整体结构合理分配,且体积远小于以往监测平台。同时,本发明水质监测装置的遥测终端机体积小且耗电少,能利用太阳能板的合理设置长时间在光照不利的情况下进行工作。
附图说明
图1是本发明提供的一种浮标式水质监测装置结构图;
图2是本发明提供的一种浮标式水质监测装置中遥测终端机结构图;
图3是本发明提供的一种浮标式水质监测系统结构图;
图4是本发明提供的一种浮标式水质监测系统结构流程图。
其中,1、浮标,2、水质传感器,3、锚固机构,4、浮体,5、太阳能板,6、遥测终端机,7、固定条,8、钩环,9、服务器,10、数据接收模块,11、无线通信模块,12、报警模块,13、通信模块,14、服务器通信模块,15、移动终端。
具体实施方式
结合附图对本发明具体方案具体实施例作进一步的阐述。
如图1和图2所示,一种浮标1式水质监测装置,包括浮标1、水质传感器2及锚固机构3,所述浮标1包括浮体4,所述浮体4上方装设有太阳能板5,所述浮体4内部设有腔体,所述腔体内装设有防水式遥测终端机6,所述浮体4底部连接有锚固机构3及水质传感器2;所述遥测终端机6与太阳能板5及水质传感器2电连接,所述水质传感器2用于获取水质数据,所述遥测终端机6用于接收水质传感器2中的水质数据并将其上传至服务器9,所述太阳能板5用于提供遥测终端机6的电能。本发明监测装置采用了一体式的结构,遥测终端机6装设在浮体4内部,结构合理巧妙,极大的节省了空间,且太阳能板5安装在浮体4上方,将浮体4的空间结构得到最优化的设置。
所述浮体4为内部具有腔体的圆柱体。该结构设置能最合理的设置浮体4的形状,漂浮顺畅,且将内部的空间最大化。另外,所述浮体4还可采用为多个环体叠合形成内部具有腔体的圆柱体。多个环体叠合而成的浮体4能根据实际需求选择个数,灵活便捷,适用范围广。
所述太阳能板5设于圆形底座板内,所述圆形底座板安装在浮体4上方。。太阳能通过采光区将太阳能转化为电能,采光区多为矩形,底座板配合浮体4设置为圆形,整体结构合理,且最大化的放置采光区。
所述太阳能板5下方连接有固定条7,所述固定条7用于将浮体4与太阳能板5连接固定。若干条所述固定条7在浮体4底部交叉,交叉处装设有钩环8,所述钩环8用于钩挂锚固机构3。固定条7多用金属材料制成,底部安装钩环8,节省钩环8的安装空间,使得固定条7具有双重功能。锚固机构3系留长度以确保水位变幅条件下浮体4姿态正常为准,避免系留过长导致浮体4漂移或与其他物体碰撞。
锚固机构3包括为抛锚缆绳和锚体,所述抛锚缆绳为不锈钢丝缆绳或锚链,所述锚体可为无杆锚或霍尔锚。
所述水质传感器2通过连接杆与浮体4底部连接。水质传感器2还可通过安装井布置在浮体4底部。水质传感器2置于水下0.5-1.0m。水质传感器2随着水位变化而与浮动平台共同上下浮动,可确保水质传感器2在浸没前提下始终处于水下平流层。
本发明水质监测装置能实时监测水源地及饮用水的水温、溶解氧、pH、电导率、盐度、浊度、蓝绿藻,氨氮离子、余氯等参数,并可扩展其它监测功能。
本发明水质监测装置还能实时监测排污口及污水处理厂污水的浊度、PH、COD(化学需氧量)、氨氮离子、溶解氧、重金属离子等参数,并可扩展其它监测功能。
如图3所示,一种浮标1式水质监测系统,包括浮标1及服务器9,所述浮标1包括水质传感器2、遥测终端机6及太阳能板5,所述遥测终端机6包括数据接收模块10、无线通信模块11、服务器通信模块14及报警模块12,所述服务器9包括通信模块13,所述遥测终端机6与太阳能板5及水质传感器2电连接,
所述水质传感器2用于获取水质数据,所述数据接收模块10用于接收水质传感器2中的水质数据,所述服务器通信模块11用于与服务器9通信。所述遥测终端机与服务器之间通过公共网络进行通信,如4G网络。所述无线通信模块14用于与移动终端15通信。所述移动终端15用于设置遥测终端机6中水质数据的标准值。所述太阳能板5用于给遥测终端机6供电,所述报警模块12用于在水质数据超过标准、遥测终端机6或者水质传感器2故障以及太阳能板5供电异常时进行报警提示,所述通信模块13用于与遥测终端机6通信。所述超过标准是指超出初始设定的合格的水质数据的范围。
所述遥测终端机6还包括存储器,所述存储器用于存储水质数据。采用固态存储器,能保存五年以上的小时数据。所述无线通信模块11为蓝牙、WIFI、zigbee、RFID或者NFC。
如图4所示,采用本发明标式水质监测系统具体监测步骤如下:
S1,水质传感器采集水质数据;
S2,水质传感器将数据传输给遥测终端机;
S3,遥测终端机接收水质数据,并将其传送给服务器;
S4,服务器接收遥测终端机传输的数据并进行处理。
其中,还包括步骤S5,太阳能板给遥测终端机供电。
步骤S31遥测终端机判断水质数据是否超过标准,将超过标准的水质数据报警给服务器,将未超过标准的水质数据存储至存储器。
步骤S32,存储器接收数据并存储。
本发明浮体采用耐腐蚀、抗生物沾附材料。浮体储备浮力满足观测设备、操作人员和辅助工作设施的要求。水质监测装置合理配重保证水质监测装置姿态稳定,满足监测设备正常工作要求。
遥测终端机壳体采用密封结构,防护等级应不低IP67。
水质监测装置因其远离陆地、无水面供电条件,采用太阳能供电。太阳能电池板功率、内置锂电池容量可确保在最不利日照条件下连续工作30天。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种浮标式水质监测装置,其特征在于,包括浮标、水质传感器及锚固机构,所述浮标包括浮体,所述浮体上方装设有太阳能板,所述浮体内部设有腔体,所述腔体内装设有防水式的遥测终端机,所述浮体底部连接有锚固机构及水质传感器;所述遥测终端机与太阳能板及水质传感器电连接,所述水质传感器用于获取水质数据,所述遥测终端机用于接收水质传感器中的水质数据并将其上传至服务器,所述太阳能板用于提供遥测终端机的电能。
2.如权利要求1所述的一种浮标式水质监测装置,其特征在于,所述浮体为内部具有腔体的圆柱体。
3.如权利要求1或2所述的一种浮标式水质监测装置,其特征在于,所述浮体为多个环体叠合形成内部具有腔体的圆柱体。
4.如权利要求1或2所述的一种浮标式水质监测装置,其特征在于,所述太阳能板设于圆形底座板内,所述圆形底座板安装在浮体上方。
5.如权利要求1所述的一种浮标式水质监测装置,其特征在于,所述太阳能板下方连接有固定条,所述固定条用于将浮体与太阳能板连接固定。
6.如权利要求5所述的一种浮标式水质监测装置,其特征在于,若干条所述固定条在浮体底部交叉,交叉处装设有钩环,所述钩环用于钩挂锚固机构。
7.如权利要求1所述的一种浮标式水质监测装置,其特征在于,所述水质传感器通过连接杆与浮体底部连接。
8.一种浮标式水质监测系统,其特征在于,包括浮标及服务器,所述浮标包括水质传感器、遥测终端机及太阳能板,所述遥测终端机包括数据接收模块、无线通信模块、服务器通信模块及报警模块,所述服务器包括通信模块,所述遥测终端机与太阳能板及水质传感器电连接,
所述水质传感器用于获取水质数据,所述数据接收模块用于接收水质传感器中的水质数据,所述服务器通信模块用于与服务器通信,所述无线通信模块用于与移动终端通信,所述太阳能板用于给遥测终端机供电,所述报警模块用于在水质数据超过标准、遥测终端机或者水质传感器故障以及太阳能板供电异常时进行报警提示,所述通信模块用于与遥测终端机通信。
9.如权利要求8所述的一种浮标式水质监测系统,其特征在于,所述遥测终端机还包括存储器,所述存储器用于存储水质数据。
10.如权利要求8所述的一种浮标式水质监测系统,其特征在于,所述无线通信模块为蓝牙。
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