CN109144112A - 一种水文水质在线监测及预警装置 - Google Patents

Abstract

一种水文水质在线监测及预警装置，包括箱体，箱体底部固定安装竖杆，竖杆上套装套管，套管上下两端外周均固定套装环形板，两块环形板的外周之间通过第一竖管固定连接，第一书馆与套管中心线同轴，套管、两块环形板、第一竖管相连组成环形腔体，箱体底部开设第一通孔，上部的环形板顶面开设第二通孔，第一通孔与第二通孔之间通过软管固定连接。数据中心通过收到的数据可以时刻掌握本发明所在的水域的水文水质等情况，水质量监测设备对不同深度的水质量进行不断的监测，监测得到的数据可以展示不同深度水的质量状况，数据的说服力更强，本发明结构简单性能可靠，实现了实时监测与预警的功能。

Description

一种水文水质在线监测及预警装置

技术领域

本发明属于水文监测设备领域，具体地说是一种水文水质在线监测及预警装置。

背景技术

生态监测是指利用物理、化学、生化、生态学等技术手段，对生态环境中的各个要素、生物与环境之间的相互关系、生态系统结构和功能进行监控和测试。现有的生态水文监测装置在使用时不方便，而且浪费时间，工作效率低，操作复杂。现在一些污染物被排入到水中后在不同深度的水中的分布密度不同，现有的生态水文监测装置多数仅仅监测一定深度的水质量状况，不能实现不同深度的水质量的监测，难以展示相同水域不同深度的水的质量状况，监测得到的数据难以展示该水域的全面真实水质状况。

发明内容

本发明提供一种水文水质在线监测及预警装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种水文水质在线监测及预警装置，包括箱体，箱体底部固定安装竖杆，竖杆上套装套管，套管上下两端外周均固定套装环形板，两块环形板的外周之间通过第一竖管固定连接，第一书馆与套管中心线同轴，套管、两块环形板、第一竖管相连组成环形腔体，箱体底部开设第一通孔，上部的环形板顶面开设第二通孔，第一通孔与第二通孔之间通过软管固定连接，环形腔体内设有第一横管，第一横管的两端均为封闭，第一横管与第一竖管内壁垂直，第一横管 的左端与第一竖管的内壁固定连接，第一横管的左端开设第三通孔，第一竖管内壁对应第三通孔处开设第四通孔，第三通孔的外端与第四通孔的内端固定连接，第一横管的右端中间开设第五通孔，第五通孔内通过轴承活动安装转轴，转轴位于第一横管内的部分外周固定安装螺旋叶片，螺旋叶片与转轴为一体结构，转轴的外端上侧设有竖向的防水电机，防水电机固定安装在套管侧部，防水电机的输出轴的下端固定套装主动伞齿轮，转轴的外端固定套装从动伞齿轮，主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合配合，第四通孔的外端固定连接第二横管的一端，第二横管的另一端固定安装第二竖管，第二横管的另一端与第二竖管内部连通，第二竖管的上下两端均固定连接第三横管的一端，第三横管为两端封闭，第二竖管的端部与对应的第三横管的右端内部连通，第三横管内中间处均配合安装活塞柱，活塞柱的左端与对应的第三横管左端内部通过弹簧固定连接，上部的活塞柱的左端及下部的活塞柱的右端均设有限位块，限位块固定安装在对应的第三横管内壁上，上部的第三横管顶部对应活塞柱处开设进水孔，下部的第三横滚底部对应活塞柱处开设出水孔，上部的第三横管底部对应活塞柱处开设第六通孔，第六通孔的外端与第二竖管侧部中间通过连接管固定连接，连接管的下端与第二竖管内部连通，箱体顶面中间开设轴孔，轴孔内通过密封轴承安装竖轴，竖轴的上端外周固定安装数个均匀分布的风碗，箱体内固定安装竖向的发电机，发电机的转轴上端固定安装第一齿轮，转轴上固定安装第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合配合，箱体内固定安装蓄电池和控制器，底部的环形板底部固定安装水质量检测设备，箱体顶部固定安装无线通讯模块，发电机与蓄电池相连，无线通讯模块、控制器、电机均与蓄电池相连，电机、无线通讯模块、水质量检测设备均与控制器相连，箱体顶部开设气孔，第一横管顶部靠近右端出开设第九通孔。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的竖杆侧部开设竖向的长条槽，套管内壁上固定安装插块，插块插入到长条槽内。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的水质量检测设备包括成像光谱仪、水下光谱仪、气象传感器、水文传感器、水体后项散射仪、水体吸收计、水质传感器。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的轴承均为密封轴承。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的发电机与蓄电池之间通过稳压器连接。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的水质量监测设备外部设有保护框，保护框与底部的环形板底部固定连接。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的进水孔与出水孔的外端均固定安装过滤装置。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的竖杆的下端固定安装配重块，配重块的底部底部中间设有锚系系统。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的气孔的上端固定安装控制空气过滤装置。

如上所述的一种水文水质在线监测及预警装置，所述的转轴的内端处套设壳体，壳体侧部开设第七通孔，壳体顶部开设第八通孔，转轴与第七通孔之间及电机的输出轴与第八通孔之间均通过密封轴承连接。

本发明的优点是：本发明适合设置在风力较大的电能供给不方便的海洋、湖泊、河流等不同的水域使用，风能通过风碗带动竖轴转动，竖轴通过第二齿轮与第一齿轮啮合配合带动发电机发电，发电机将电能储存在蓄电池内，蓄电池给电机、无线通讯模块、水质量检测设备供电，通过该设计能实现本发明自供电长期运行，本发明在水中漂浮，水位线可以时刻位于箱体中间处。本发明中的软管具有连通环形腔体与箱体内的功能，可以在本发明工作时调整环形腔体内的气压，还方便防水电机与控制器及蓄电池之间的布线，水质量检测设备在水中的高度可以通过防水电机的工作进行调节，环形腔体内保持有一定量的水，环形腔体与其内的水及安装在其上的零件的总重力等于其受到的浮力时环形腔体悬浮在水中一定的水位深度，防水电机通过主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合配合带动转轴正传，转轴通过螺旋叶片可以带动第一横管内的水从左端向右端方向移动，此时第三横管的右端内部水压降低，位于上部的活塞柱向右移动解除对进水孔与第六通孔的密封，此时外部的水经过进水孔、第六通孔、连接管、第二竖管、第二横管进入到第一横管内，第一横管内的水经过第九通孔流入到环形腔体内，随着进入的水增多，当环形腔体与其内的水及安装在其上的零件的总重力大于其受到的浮力时，环形腔体开始下沉并带动水质量检测设备下移，防水电机带动转轴反转，此时第一横管内的水从右端向左端方向移动，此时第三横管的右端内部水压升高，位于下侧的活塞柱向左移动并解除对出水孔的密封，此时环形腔体内的水可以从出水孔排出，使环形腔体内的水量减少，当环形腔体与其内的水及安装在其上的零件的总重力小于其受到的浮力时，环形腔体开始上浮并带动水质量检测设备上移，在控制器的控制下防水电机可以进行正传与反转交替运行，通过该设计可以使水质量监测设备进行上浮与下沉的交替移动，这样水质量监测设备就可以对不同深度的水进行监测，水质量监测设备将监测的数据传输给控制器，控制器将数据传输给无线通讯模块并传输到数据中心，数据中心通过收到的数据可以时刻掌握本发明所在的水域的水文水质等情况，水质量监测设备对不同深度的水质量进行不断的监测，监测得到的数据可以展示不同深度水的质量状况，数据的说服力更强，本发明结构简单性能可靠，实现了实时监测与预警的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ部的局部放大图；图3是图1的Ⅱ部的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种水文水质在线监测及预警装置，如图所示，包括箱体1，箱体1底部固定安装竖杆2，竖杆2上套装套管3，套管3上下两端外周均固定套装环形板4，两块环形板4的外周之间通过第一竖管5固定连接，第一书馆5与套管3中心线同轴，套管3、两块环形板4、第一竖管5相连组成环形腔体6，箱体1底部开设第一通孔7，上部的环形板4顶面开设第二通孔8，第一通孔7与第二通孔8之间通过软管9固定连接，环形腔体6内设有第一横管10，第一横管10的两端均为封闭，第一横管10与第一竖管5内壁垂直，第一横管10 的左端与第一竖管5的内壁固定连接，第一横管10的左端开设第三通孔11，第一竖管5内壁对应第三通孔11处开设第四通孔12，第三通孔11的外端与第四通孔12的内端固定连接，第一横管10的右端中间开设第五通孔13，第五通孔13内通过轴承活动安装转轴14，转轴14位于第一横管10内的部分外周固定安装螺旋叶片15，螺旋叶片15与转轴14为一体结构，转轴14的外端上侧设有竖向的防水电机16，防水电机16固定安装在套管3侧部，防水电机16的输出轴的下端固定套装主动伞齿轮17，转轴14的外端固定套装从动伞齿轮18，主动伞齿轮17与从动伞齿轮18啮合配合，第四通孔12的外端固定连接第二横管19的一端，第二横管19的另一端固定安装第二竖管20，第二横管19的另一端与第二竖管20内部连通，第二竖管19的上下两端均固定连接第三横管21的一端，第三横管21为两端封闭，第二竖管19的端部与对应的第三横管21的右端内部连通，第三横管21内中间处均配合安装活塞柱22，活塞柱22的左端与对应的第三横管21左端内部通过弹簧23固定连接，上部的活塞柱22的左端及下部的活塞柱22的右端均设有限位块24，限位块24固定安装在对应的第三横管21内壁上，上部的第三横管21顶部对应活塞柱22处开设进水孔25，下部的第三横滚21底部对应活塞柱22处开设出水孔26，上部的第三横管21底部对应活塞柱22处开设第六通孔27，第六通孔27的外端与第二竖管20侧部中间通过连接管28固定连接，连接管28的下端与第二竖管20内部连通，箱体1顶面中间开设轴孔29，轴孔29内通过密封轴承安装竖轴30，竖轴30的上端外周固定安装数个均匀分布的风碗31，箱体1内固定安装竖向的发电机32，发电机32的转轴上端固定安装第一齿轮33，转轴30上固定安装第二齿轮34，第二齿轮34与第一齿轮33啮合配合，箱体1内固定安装蓄电池35和控制器36，底部的环形板4底部固定安装水质量检测设备37，箱体1顶部固定安装无线通讯模块38，发电机32与蓄电池35相连，无线通讯模块38、控制器36、电机16均与蓄电池35相连，电机16、无线通讯模块38、水质量检测设备37均与控制器36相连，箱体1顶部开设气孔43，第一横管10顶部靠近右端出开设第九通孔49。本发明适合设置在风力较大的电能供给不方便的海洋、湖泊、河流等不同的水域使用，风能通过风碗31带动竖轴30转动，竖轴30通过第二齿轮34与第一齿轮33啮合配合带动发电机32发电，发电机32将电能储存在蓄电池35内，蓄电池35给电机16、无线通讯模块38、水质量检测设备37供电，通过该设计能实现本发明自供电长期运行，本发明在水中漂浮，水位线可以时刻位于箱体1中间处。本发明中的软管9具有连通环形腔体6与箱体1内的功能，可以在本发明工作时调整环形腔体6内的气压，还方便防水电机16与控制器36及蓄电池35之间的布线，水质量检测设备37在水中的高度可以通过防水电机16的工作进行调节，环形腔体6内保持有一定量的水，环形腔体6与其内的水及安装在其上的零件的总重力等于其受到的浮力时环形腔体6悬浮在水中一定的水位深度，防水电机16通过主动伞齿轮17与从动伞齿轮18啮合配合带动转轴14正传，转轴14通过螺旋叶片15可以带动第一横管10内的水从左端向右端方向移动，此时第三横管21的右端内部水压降低，位于上部的活塞柱22向右移动解除对进水孔25与第六通孔27的密封，此时外部的水经过进水孔25、第六通孔27、连接管28、第二竖管20、第二横管19进入到第一横管10内，第一横管10内的水经过第九通孔49流入到环形腔体6内，随着进入的水增多，当环形腔体6与其内的水及安装在其上的零件的总重力大于其受到的浮力时，环形腔体6开始下沉并带动水质量检测设备37下移，防水电机16带动转轴14反转，此时第一横管10内的水从右端向左端方向移动，此时第三横管21的右端内部水压升高，位于下侧的活塞柱22向左移动并解除对出水孔26的密封，此时环形腔体6内的水可以从出水孔26排出，使环形腔体6内的水量减少，当环形腔体6与其内的水及安装在其上的零件的总重力小于其受到的浮力时，环形腔体6开始上浮并带动水质量检测设备37上移，在控制器36的控制下防水电机16可以进行正传与反转交替运行，通过该设计可以使水质量监测设备37进行上浮与下沉的交替移动，这样水质量监测设备37就可以对不同深度的水进行监测，水质量监测设备37将监测的数据传输给控制器36，控制器36将数据传输给无线通讯模块38并传输到数据中心，数据中心通过收到的数据可以时刻掌握本发明所在的水域的水文水质等情况，水质量监测设备37对不同深度的水质量进行不断的监测，监测得到的数据可以展示不同深度水的质量状况，数据的说服力更强，本发明结构简单性能可靠，实现了实时监测与预警的功能。

具体而言，如图所示，本实施例所述的竖杆2侧部开设竖向的长条槽39，套管3内壁上固定安装插块40，插块40插入到长条槽39内。通过插块40与长条槽39的配合可以保证套管3不能相对竖杆2转动，可以避免软管9缠绕到竖杆2上而影响套管3上下方向的移动。

具体的，如图所示，本实施例所述的水质量检测设备37包括成像光谱仪、水下光谱仪、气象传感器、水文传感器、水体后项散射仪、水体吸收计、水质传感器。该设计可以对水体进行综合多方位的检测，便于工作人员对水体质量情况进行全面的了解。

进一步的，如图所示，本实施例所述的轴承均为密封轴承。密封轴承具有防水效果，可以提高水进入到轴承内部而影响其使用寿命。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的发电机32与蓄电池35之间通过稳压器连接。通过稳压器可以避免不稳定的电压对蓄电池35造成损伤，可以有效的提高本发明的使用寿命。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的水质量监测设备37外部设有保护框41，保护框与底部的环形板4底部固定连接。通过保护框41可以有效的保护水质量监测设备37，避免水中的鱼类等生物对水质量监测设备37造成破坏。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的进水孔25与出水孔26的外端均固定安装过滤装置42。过滤装置42能将水中的大颗粒杂质进行初步的过滤，避免大颗粒杂质进入到环形腔体6内形成沉淀而影响本发明的使用。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的竖杆2的下端固定安装配重块44，配重块44的底部底部中间设有锚系系统50。配重块44可以保证竖杆2时刻保持竖直的状态，锚系系统50可以将配重块44的位置进行固定，避免本发明随水流飘动，提高本发明的稳定性。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的气孔43的上端固定安装控制空气过滤装置45。通过该设计可以避免空气中的灰尘进入到本发明内部沉积而影响本发明的使用寿命。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的转轴14的内端处套设壳体46，壳体46侧部开设第七通孔47，壳体46顶部开设第八通孔48，转轴14与第七通孔47之间及电机16的输出轴与第八通孔48之间均通过密封轴承连接。通过该设计可以将主动伞齿轮17与从动伞齿轮18罩在一个干燥的空间内，避免水与主动伞齿轮17及从动伞齿轮18接触，可以避免主动伞齿轮17与从动伞齿轮18腐蚀速度过快，可以提高本发明的使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：包括箱体（1），箱体（1）底部固定安装竖杆（2），竖杆（2）上套装套管（3），套管（3）上下两端外周均固定套装环形板（4），两块环形板（4）的外周之间通过第一竖管（5）固定连接，第一书馆（5）与套管（3）中心线同轴，套管（3）、两块环形板（4）、第一竖管（5）相连组成环形腔体（6），箱体（1）底部开设第一通孔（7），上部的环形板（4）顶面开设第二通孔（8），第一通孔（7）与第二通孔（8）之间通过软管（9）固定连接，环形腔体（6）内设有第一横管（10），第一横管（10）的两端均为封闭，第一横管（10）与第一竖管（5）内壁垂直，第一横管（10） 的左端与第一竖管（5）的内壁固定连接，第一横管（10）的左端开设第三通孔（11），第一竖管（5）内壁对应第三通孔（11）处开设第四通孔（12），第三通孔（11）的外端与第四通孔（12）的内端固定连接，第一横管（10）的右端中间开设第五通孔（13），第五通孔（13）内通过轴承活动安装转轴（14），转轴（14）位于第一横管（10）内的部分外周固定安装螺旋叶片（15），螺旋叶片（15）与转轴（14）为一体结构，转轴（14）的外端上侧设有竖向的防水电机（16），防水电机（16）固定安装在套管（3）侧部，防水电机（16）的输出轴的下端固定套装主动伞齿轮（17），转轴（14）的外端固定套装从动伞齿轮（18），主动伞齿轮（17）与从动伞齿轮（18）啮合配合，第四通孔（12）的外端固定连接第二横管（19）的一端，第二横管（19）的另一端固定安装第二竖管（20），第二横管（19）的另一端与第二竖管（20）内部连通，第二竖管（19）的上下两端均固定连接第三横管（21）的一端，第三横管（21）为两端封闭，第二竖管（19）的端部与对应的第三横管（21）的右端内部连通，第三横管（21）内中间处均配合安装活塞柱（22），活塞柱（22）的左端与对应的第三横管（21）左端内部通过弹簧（23）固定连接，上部的活塞柱（22）的左端及下部的活塞柱（22）的右端均设有限位块（24），限位块（24）固定安装在对应的第三横管（21）内壁上，上部的第三横管（21）顶部对应活塞柱（22）处开设进水孔（25），下部的第三横滚（21）底部对应活塞柱（22）处开设出水孔（26），上部的第三横管（21）底部对应活塞柱（22）处开设第六通孔（27），第六通孔（27）的外端与第二竖管（20）侧部中间通过连接管（28）固定连接，连接管（28）的下端与第二竖管（20）内部连通，箱体（1）顶面中间开设轴孔（29），轴孔（29）内通过密封轴承安装竖轴（30），竖轴（30）的上端外周固定安装数个均匀分布的风碗（31），箱体（1）内固定安装竖向的发电机（32），发电机（32）的转轴上端固定安装第一齿轮（33），转轴（30）上固定安装第二齿轮（34），第二齿轮（34）与第一齿轮（33）啮合配合，箱体（1）内固定安装蓄电池（35）和控制器（36），底部的环形板（4）底部固定安装水质量检测设备（37），箱体（1）顶部固定安装无线通讯模块（38），发电机（32）与蓄电池（35）相连，无线通讯模块（38）、控制器（36）、电机（16）均与蓄电池（35）相连，电机（16）、无线通讯模块（38）、水质量检测设备（37）均与控制器（36）相连，箱体（1）顶部开设气孔（43），第一横管（10）顶部靠近右端出开设第九通孔（49）。

2.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的竖杆（2）侧部开设竖向的长条槽（39），套管（3）内壁上固定安装插块（40），插块（40）插入到长条槽（39）内。

3.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的水质量检测设备（37）包括成像光谱仪、水下光谱仪、气象传感器、水文传感器、水体后项散射仪、水体吸收计、水质传感器。

4.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的轴承均为密封轴承。

5.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的发电机（32）与蓄电池（35）之间通过稳压器连接。

6.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的水质量监测设备（37）外部设有保护框（41），保护框与底部的环形板（4）底部固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的进水孔（25）与出水孔（26）的外端均固定安装过滤装置（42）。

8.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的竖杆（2）的下端固定安装配重块（44），配重块（44）的底部底部中间设有锚系系统（50）。

9.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的气孔（43）的上端固定安装控制空气过滤装置（45）。

10.根据权利要求1所述的一种水文水质在线监测及预警装置，其特征在于：所述的转轴（14）的内端处套设壳体（46），壳体（46）侧部开设第七通孔（47），壳体（46）顶部开设第八通孔（48），转轴（14）与第七通孔（47）之间及电机（16）的输出轴与第八通孔（48）之间均通过密封轴承连接。