CN110608925B - 一种自动检测水质的水质采样器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自动检测水质的水质采样器，属于环境生物监测设备领域，特别是涉及一种自动检测水质的水质采样器。解决了现有水质取样器不具备自动检测功能、密封性差及采样位置及深度难以定位的问题。它包括采样器盖、主体、采样瓶、水质检测传感器、限位组件、密封机构、定位机构和开发板，所述主体上设置有内空腔和外空腔，外空腔内设置有限位组件，所述限位组件用于固定采样瓶，内空腔中设置有水质检测传感器、压力传感器和GPS定位器，所述水质检测传感器和定位机构均与开发板通讯连接，所述开发板与数据平台通讯连接。它主要用于自动检测水质，提高水质采样的精度并定位采样地点的经纬度和深度。

Description

一种自动检测水质的水质采样器

技术领域

本发明属于环境生物监测设备领域，特别是涉及一种自动检测水质的水质采样器。

背景技术

近年来，污染防治三大保卫战全面打响，对环境问题的监管和巡查任务艰巨。其中水污染的监管巡查离不开对水体的采样和监测，但现有水质取样器存在很多问题，导致一些水质数据无法准确测量，浪费人力物力。

水质采样器作为生物监测设备的一种，可以对水体水样进行采集，现有技术的水质采样器不具备自动检测功能，一些指标如溶解氧、水温易在运输过程中发生改变，不能准确反映水质情况。并且现有水质采样器的密封性能较差，当水质取样器在采集完深层水体样本后，在水质采样器回收的过程中，其他水层的水样可能会进入水质采样器的内部，降低了水质采样器采集样本的精确度。不仅如此，现有技术的水质取样器虽然可以通过测量沉入水中的绳子的长度来确定水质取样器的深度，但是，当无法确定水面与井口之间的距离，或河水流速较快无法保证采样器垂直下降时，操作人员无法准确确定水质采样器的取样深度，降低了水质采样器的实用性。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种自动检测水质的水质采样器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自动检测水质的水质采样器，它包括采样器盖、主体、采样瓶、水质检测传感器、限位组件、密封机构、定位机构和开发板，所述主体为圆柱形结构，所述主体上沿轴心开设有环形外空腔和沿轴心贯穿主体的圆柱形内空腔，所述外空腔内设置有限位组件，所述限位组件用于固定采样瓶，所述采样瓶数量为若干个，若干个采样瓶沿主体圆心均匀布置在外空腔内，所述采样器盖上沿圆周方向均匀开设有多个进水口，所述进水口与采样瓶数量相同且位置对应，所述采样器盖与主体密封相连，所述密封机构包括电磁阀，所述电磁阀设置在主体上方并与采样瓶相连，所述电磁阀与开发板电连接，所述开发板控制电磁阀通断，所述电磁阀用于将采样瓶密封，所述水质检测传感器安装在内空腔中，所述定位机构包括压力传感器和GPS定位器，所述压力传感器和GPS定位器均安装在内空腔中，所述水质检测传感器和定位机构均与开发板通讯连接，所述开发板与数据平台通讯连接。

更进一步的，所述限位组件包括上定位环和下定位环，所述下定位环为环形结构，尺寸与外空腔相同，所述下定位环沿圆周方向均匀开设有多个扇形空洞，所述扇形空洞数量与采样瓶数量相同，相邻扇形空洞之间设置有限位卡槽，所述上定位环结构与下定位环相同，所述采样瓶安装在上定位环和下定位环之间的扇形空洞上，且与限位卡槽相互抵靠。

更进一步的，所述采样瓶为可拆卸式采样瓶，数量为4至24个。

更进一步的，所述密封机构还包括企口和密封圈，所述企口设置在采样器盖与主体之间，所述密封圈设置在企口上，用于实现采样器盖与主体的密封。

更进一步的，所述电磁阀包括滑杆、驱动块、电机和密封件，所述采样器盖上开设有电机孔，所述电机安装在电机孔内，所述电机与开发板相连，所述滑杆与主体同轴并与电机相连，所述驱动块与滑杆滑动连接，所述密封件位于进水口处并与驱动块相连。

更进一步的，所述水质检测传感器包括固定套管和检测探头，所述固定套管与主体同轴设置在内空腔的内壁上，所述检测探头与固定套管相连并暴露在待测水样中，所述检测探头通过传输线与开发板相连，所述开发板设置于内空腔上端。

更进一步的，所述主体的材质为钢化玻璃或不锈钢。

更进一步的，所述开发板为arduino uno开发板。

更进一步的，所述数据平台为OneNet平台。

更进一步的，所述arduino uno开发板通过esp8266 wifi模块与OneNet平台通讯连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有水质取样器不具备自动检测功能、密封性差及采样位置及深度难以定位的问题。本发明用于环境检测中，可自动检测水质并保留位置及取样深度等信息，取样完成后，取样瓶直接密封，取样精度高，当操作人员进行取样时，可以通过压力传感器测量并控制下沉深度，提高了测量采样器下沉深度的便捷度和精确度，通过水质检测传感器可以同步检测水中pH、温度、DO等水质参数，提高了水质原始数据的准确度，当取完水样后，采样器进水口可以在密封机构的作用下盖紧并密封，减少了不同深度水样发生混合的几率，提高了水质采样器采集样本的精确度，同时，采样瓶均可进行拆卸、保存，因此降低了采样在二次封装时的污染问题，提高采集水样的精确性。不仅如此，每个水样生成唯一的二维码，由数据平台存储水样信息，方便操作人员随时查看，实现了数据的可追溯性。

附图说明

图1为本发明所述的一种自动检测水质的水质采样器整体结构示意图

图2为本发明所述的采样器盖俯视图

图3为本发明所述的图2中A-A向剖视结构示意图

图4为本发明所述的主体主视图

图5为本发明所述的主体俯视图

图6为本发明所述的图4中B-B向剖视结构示意图

图7为本发明所述的下定位环结构示意图

图8为本发明所述的下定位环仰视结构示意图

1-采样器盖，2-进水口，3-电机孔，4-主体，5-采样瓶，6-水质检测传感器，7-上定位环，8-扇形空洞，9-下定位环，10-限位卡槽，11-外空腔，12-内空腔

具体实施方式

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、完整地阐述。

参见图1-8说明本实施方式，一种自动检测水质的水质采样器，它包括采样器盖1、主体4、采样瓶5、水质检测传感器6、限位组件、密封机构、定位机构和开发板，所述主体4为圆柱形结构，所述主体4上沿轴心开设有环形外空腔11和沿轴心贯穿主体4的圆柱形内空腔12，所述外空腔11内设置有限位组件，所述限位组件用于固定采样瓶5，所述采样瓶5数量为若干个，若干个采样瓶5沿主体4圆心均匀布置在外空腔11内，所述采样器盖1上沿圆周方向均匀开设有多个进水口2，所述进水口2与采样瓶5数量相同且位置对应，所述采样器盖1与主体4密封相连，所述密封机构包括电磁阀，所述电磁阀设置在主体4上方并与采样瓶5相连，所述电磁阀与开发板电连接，所述开发板控制电磁阀通断，所述电磁阀用于将采样瓶5密封，所述水质检测传感器6安装在内空腔12中，所述定位机构包括压力传感器和GPS定位器，所述压力传感器和GPS定位器均安装在内空腔12中，所述水质检测传感器6和定位机构均与开发板通讯连接，所述开发板与数据平台通讯连接。

本实施例当操作人员将水质采样器深入水中，压力传感器测量压力数值，并将测量数据传输至开发板，当水质采样器到达设定水深，即所处水位压力与压力设定值一定时，由开发板控制电磁阀开启，使水由进水口2进入到采样瓶5中，直至水充满采样瓶5后电磁阀关闭，水质采样器进水口2在电磁阀的作用下盖住，减少了不同深度水发生混合的几率，提高了水质采样器采集样本的精确度。水质检测传感器6测量水样的水温、pH、压力等数据，并将数据组织为报文并荣国开发板上传至数据平台，通过数据平台所提供的直观显示，可以实时并直观地观测到各指标的变化。通过GPS定位器和压力传感器精准定位采样器进行采样的经纬度和深度，操作人员可以通过地图上所显示的信息查看设备采集的基本数据。操作人员回收采样器后，，可直接取出采样瓶5进行加盖密封，解决了采样在二次封装时的污染问题，提高采集水样的精确性。通过调用数据平台的应用端api，实现智能手机的APP或者小程序对数据的下拉，并通过代码，将下拉的数据进行解析，使得每个水样对应生成一个二维码。通过扫描二维码，可查看温度、pH值、压力等数据信息，也可获得取样位置及时间等测量信息，实现水样的精准采集、定位及可追溯。

本实施例所述限位组件包括上定位环7和下定位环9，所述下定位环9为环形结构，尺寸与外空腔11相同，所述下定位环9沿圆周方向均匀开设有多个扇形空洞8，所述扇形空洞8数量与采样瓶5数量相同，相邻扇形空洞8之间设置有限位卡槽10，所述上定位环7结构与下定位环9相同，所述采样瓶5安装在上定位环7和下定位环9之间的扇形空洞8上，且与限位卡槽10相互抵靠，通过此种限位组件将采样瓶5固定在外空腔11内。所述采样瓶5为可拆卸式采样瓶，数量为4至24个，可根据实际取样需求对采样瓶5的数量进行调整。所述密封机构还包括企口和密封圈，所述企口设置在采样器盖1与主体4之间，所述密封圈设置在企口上，用于实现采样器盖1与主体4的密封。所述电磁阀包括滑杆、驱动块、电机和密封件，所述采样器盖1上开设有电机孔3，所述电机安装在电机孔3内，所述电机与开发板相连，所述滑杆与主体4同轴并与电机相连，所述驱动块与滑杆滑动连接，所述密封件位于进水口2处并与驱动块相连，密封件与进水口2一一对应，保证取样后采样瓶5的密封。所述水质检测传感器6包括固定套管和检测探头，所述固定套管与主体4同轴设置在内空腔12的内壁上，所述检测探头与固定套管相连并暴露在待测水样中，所述检测探头通过传输线与开发板相连，所述开发板设置于内空腔12上端。为了提高水质采样器的稳定性，重量较大的设备安装于采样器底端，同时，为了提高电机和开发板的使用寿命，在内空腔12上方设置有密封装置，为了提高主体4的牢固度，所述主体4的材质为钢化玻璃或不锈钢，所述开发板为arduinouno开发板，所述数据平台为OneNet平台，所述arduino uno开发板通过esp8266 wifi模块与OneNet平台通讯连接。

以上对本发明所提供的一种自动检测水质的水质采样器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种自动检测水质的水质采样器，其特征在于：它包括采样器盖（1）、主体（4）、采样瓶（5）、水质检测传感器（6）、限位组件、密封机构、定位机构和开发板，所述主体（4）为圆柱形结构，所述主体（4）上沿轴心开设有环形外空腔（11）和沿轴心贯穿主体（4）的圆柱形内空腔（12），所述外空腔（11）内设置有限位组件，所述限位组件用于固定采样瓶（5），所述采样瓶（5）数量为若干个，若干个采样瓶（5）沿主体（4）圆心均匀布置在外空腔（11）内，所述采样器盖（1）上沿圆周方向均匀开设有多个进水口（2），所述进水口（2）与采样瓶（5）数量相同且位置对应，所述采样器盖（1）与主体（4）密封相连，所述密封机构包括电磁阀，所述电磁阀设置在主体（4）上方并与采样瓶（5）相连，所述电磁阀与开发板电连接，所述开发板控制电磁阀通断，所述电磁阀用于将采样瓶（5）密封，所述水质检测传感器（6）安装在内空腔（12）中，所述定位机构包括压力传感器和GPS定位器，所述压力传感器和GPS定位器均安装在内空腔（12）中，所述水质检测传感器（6）和定位机构均与开发板通讯连接，所述开发板与数据平台通讯连接，所述电磁阀包括滑杆、驱动块、电机和密封件，所述采样器盖（1）上开设有电机孔（3），所述电机安装在电机孔（3）内，所述电机与开发板相连，所述滑杆与主体（4）同轴并与电机相连，所述驱动块与滑杆滑动连接，所述密封件位于进水口（2）处并与驱动块相连，所述水质采样器深入水中，所述限位组件包括上定位环（7）和下定位环（9），所述下定位环（9）为环形结构，尺寸与外空腔（11）相同，所述下定位环（9）沿圆周方向均匀开设有多个扇形空洞（8），所述扇形空洞（8）数量与采样瓶（5）数量相同，相邻扇形空洞（8）之间设置有限位卡槽（10），所述上定位环（7）结构与下定位环（9）相同，所述采样瓶（5）安装在上定位环（7）和下定位环（9）之间的扇形空洞（8）上，且与限位卡槽（10）相互抵靠，所述密封机构还包括企口和密封圈，所述企口设置在采样器盖（1）与主体（4）之间，所述密封圈设置在企口上，用于实现采样器盖（1）与主体（4）的密封。

2.根据权利要求1所述的一种自动检测水质的水质采样器，其特征在于：所述采样瓶（5）为可拆卸式采样瓶，数量为4至24个。

3.根据权利要求1所述的一种自动检测水质的水质采样器，其特征在于：所述水质检测传感器（6）包括固定套管和检测探头，所述固定套管与主体（4）同轴设置在内空腔（12）的内壁上，所述检测探头与固定套管相连并暴露在待测水样中，所述检测探头通过传输线与开发板相连，所述开发板设置于内空腔（12）上端。

4.根据权利要求1所述的一种自动检测水质的水质采样器，其特征在于：所述主体（4）的材质为钢化玻璃或不锈钢。

5.根据权利要求1所述的一种自动检测水质的水质采样器，其特征在于：所述开发板为arduino uno开发板。

6.根据权利要求5所述的一种自动检测水质的水质采样器，其特征在于：所述数据平台为OneNet平台。

7.根据权利要求6所述的一种自动检测水质的水质采样器，其特征在于：所述arduinouno开发板通过esp8266 wifi模块与OneNet平台通讯连接。

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