CN110646575A - 水质在线监测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种水质在线监测仪，本发明的水质在线监测仪水质在线监测仪，通过输送管道直接将待测水源输送至水生生物培养箱中，并通过工业相机拍摄水生生物培养箱中水生生物运动行为，如此可实时监测待测水源的水质；本发明的水质在线监测仪水质在线监测仪，还包括第三管道、第四管道，通过第三管道、第四管道的分流作用，从而调整流入第一箱体、第二箱体中的流量；本发明的水质在线监测仪水质在线监测仪，还包括储水器，储水器内设有制冷片，以便于对待测水源进行冷却，以满足水生生物的适宜温度。
Description
技术领域
本发明涉及水环境、水安全、水质预警技术领域，尤其涉及一种水质在线监测仪。
背景技术
随着人们对于环境安全重要性认识的不断提高，在对环境进行安全性评估的过程中，生物毒性监测发挥的作用越来越大。通过不同层次上的生物毒性监测，可以解决常规的化学监测所不能解决的环境综合毒性问题，评估污染物的生物学毒性效应。利用水生生物作为指示生物进行生物毒性监测可以直接反映水环境质量变化对生物的影响和危害程度，是实现水环境监测目的的一种最直接而有效的手段。
水生生物中的某些种类对外界环境(如有毒有害物质排入)的变化非常敏感，其敏感性远远高于人类，可以在有毒有害物质对人体造成伤害之前发出警示，从而保护供水安全，特别是饮用水源安全。以水生生物中的水溞为例，其在受到有毒有害物质伤害时，运动行为如游动速度、游动高度、游动轨迹形状、单位时间内游动轨迹个数、生长速度、在区域内出现的位置(由于趋利避害会向有毒有害物质浓度低的区域聚集)等等都会发生变化，可以利用这些行为学变化来表征水体毒性的大小。
在某些情况下，比如户外或野外，要监测野外或户外某一水源的水质情况，目前现有的做法通常是对户外或野外的水源取样，然后带进实验室进行监测，但这种方式不能实时监测待测水源的水质情况，而且从待测水源取样再到实验室进行监测，这需要一定时间，可能导致水质异常导致监测结果不准，基于此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种的可实时对水质监测的水质在线监测仪。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种水质在线监测仪，包括待测水源，还包括输送管道、水生生物培养箱以及工业相机，所述输送管道的一端连通待测水源、另一端连通水生生物培养箱，所述输送管道将待测水源输送至水生生物培养箱中以培养水生生物，所述工业相机用于拍摄水生生物培养箱内的水生生物。
在以上技术方案的基础上，还包括一储水器以及制冷片，所述储水器的一侧连通输送管道、另一侧连通生生物培养箱，所述储水器侧壁开设有开口，所述制冷片的冷端端面经开口密封伸入储水器内用于对储水器内水进行冷却，所述制冷片的热端端面经开口伸出储水器外。
进一步优选的，所述水生生物培养箱包括第一箱体和第二箱体，所述工业相机包括第一相机和第二相机，所述第一箱体通过第一管道连通储水器，所述第二箱体通过第二管道连通储水器，所述第一相机用于拍摄第一箱体内的水生生物，第二相机用于拍摄第二箱体内的水生生物。
进一步优选的，第一管道上还设有第一水泵，所述第一管道位于第一水泵下游并联有第三管道，第三管道的一端连通储水器，第三管道上设有第一流量控制阀，所述第一管道位于第一水泵下游以及第三管道位于第一流量控制阀下游均设有第一流量计。
进一步优选的，第二管道上还设有第二水泵，第二管道位于第二水泵下游并联有第四管道，第四管道的一端连通储水器，第四管道上设有第二流量控制阀，所述第四管道位于第二水泵下游以及第四管道位于第二流量控制阀下游均设有第二流量计。
进一步优选的，还包括一环状光源，环状光源套设在第一箱体内壁以照射第一箱体内水生生物，所述环状光源的发射波长为450～490nm。
进一步优选的，所述第二相机沿铅垂方向正对第二箱体设置，第二相机垂直拍摄第二箱体内水生生物。
进一步优选的，所述第一管道以及第二管道上均设有过滤器。
进一步优选的，还包括一铜块，所述铜块的一侧面固连制冷面的冷端端面，铜块的另一侧面间隔设有多个凹槽。
进一步优选的，还包括一散热风扇，所述散热风扇连接制冷片的热端端面用于对制冷片的热端端面进行冷却。
本发明的水质在线监测仪水质在线监测仪相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的水质在线监测仪水质在线监测仪，通过输送管道直接将待测水源输送至水生生物培养箱中，并通过工业相机拍摄水生生物培养箱中水生生物运动行为，如此可实时监测待测水源的水质；
(2)本发明的水质在线监测仪水质在线监测仪，还包括第三管道、第四管道，通过第三管道、第四管道的分流作用，从而调整流入第一箱体、第二箱体中的流量；
(3)本发明的水质在线监测仪水质在线监测仪，还包括储水器，储水器内设有制冷片，以便于对待测水源进行冷却，以满足水生生物的适宜温度。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的水质在线监测仪结构示意图；
图2为本发明的储水器的结构示意图；
图3为本发明的第一箱体的结构示意图；
图4为本发明的第二箱体的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1～4所示，本发明提供了一种水质在线监测仪，包括待测水源1、输送管道2、水生生物培养箱3、储水器4、制冷片5、第一管道7、第二管道8、以及过滤器9。
待测水源1，其位于户外，本申请的水质在线监测仪用于对待测水源1进行监测。
输送管道2，其用于将待测水源中的水输送至水生生物培养箱3中，实际中输送管道2上还设有水泵以及流量计。
水生生物培养箱3，其用于培养水生生物，水生生物可为水溞、斑马鱼、金枪鱼、青鳉、稀有鮈鲫和沼虾中的一种，输送管道2的一端连通待测水源1、另一端连通水生生物培养箱3，输送管道2用于将待测水源1中的水输送至水生生物培养箱3中，很明显水生生物培养箱3上还开设有加料口，通过加料口将水生生物加入至水生生物培养箱3中，然后通过工业相机拍摄水生生物培养箱3中水生生物的运动行为，比如游动速度、游动高度、游动轨迹形状、单位时间内游动轨迹个数、生长速度、在区域内出现的位置，由于水生生物的趋利避害会向有毒有害物质浓度低的区域聚集，这导致水生生物的行为发生改变，通过相机拍摄水生生物在正常水中的运动行为，以及水生生物在待测水中的运动行为，再将拍摄到的相片传递给计算机进行分析处理，通过比较即可判断待测水质的毒性大小，实际中，工业相机可固定安装在水生生物培养箱3顶板上，工业相机也可安装在水生生物培养箱3的正上方，水生生物培养箱3的顶板可为透明玻璃，工业相机透过水生生物培养箱3的顶板可对水生生物培养箱3内的水生生物进行拍摄。
储水器4，其为桶状容器，储水器4的一端与输送管道2连通、另一端连通水生生物培养箱3，待测水源1中的水先经过输送管道2输送至储水器4中，在某些情况下若待测水源1的温度过高，而水生生物都有适宜的培养温度，温度过高无法真实反映水生生物的运动学行为，进而导致监测结果不准确，如此需要对待测水源进行冷却，具体的，在储水器4的一侧壁开设有开口，一制冷片5的冷端端面经开口密封伸入储水器4内用于对储水器4内水进行冷却，制冷片5的热端端面经开口伸出储水器4外，制冷片5也称热电半导体制冷组件，帕尔贴等，其用于对储水器4内水进行冷却，如此，当待测水源1中的水温度过高时，通过制冷片5即可对储水器4内进行冷却以满足水生生物的适宜的水温，冷却后的被输送至水生生物培养箱3中；实际中，还在储水器4内设置加热棒，通过加热棒与制冷片5一起，可更好的控制储水器4内的水温，以满足水生生物的适宜水温。
具体的，水生生物培养箱3包括第一箱体31和第二箱体32，工业相机包括第一相机61和第二相机62，第一箱体31通过第一管道7连通储水器4，第二箱体32通过第二管道8连通储水器4，第一管道7和第二管道8上均设有水泵，第一管道7和第二管道8均由保温材料制成，通过第一管道7将储水器4中的水泵送至第一箱体31中，通过第二管道8将储水器4中的水泵送至第二箱体32中，第一箱体31和第二箱体32中分别培养不同的水生生物，比如可分别培养水溞和斑马鱼，然后通过第一相机61拍摄第一箱体3中水生生物的运动行为，通过第二相机62拍摄第二箱体32中水生生物的运动行为，然后将拍摄到的水生生物的运动行为传输至计算机分析处理。
为了便于使储水器4中的水输送至第一箱体31中，还在第一管道7上设置第一水泵71，同时在第一管道7位于第一水泵71下游并联有第三管道72，第三管道72的一端连通储水器4，同时在第三管道72上设置第一流量控制阀73，在第一管道7上位于第一水泵71下游以及第三管道72上位于第一流量控制阀73下游均设有第一流量计74，由于第一水泵71泵送的流量为定值，通过第一流量控制阀73调节经过第三管道72的流量，如此即可保证流入第一箱体31的流量为定值，即通过设置第三管道72的分流作用，从而调整进入第一箱体31中的流量；实际中还可以用其他方式来调节进入第一箱体31中水的流量，比如可以直接在第一管道7安装调节阀来调节进入第一箱体31中的水的水量。实际中第一箱体31的另一端连通储水器4，如此可实现待测水的循环流动。
为了便于使储水器4中的水输送至第二箱体32中，还在第二管道8上设置第二水泵81，同时在第二管道8上位于第二水泵81下游并联有第四管道82第四管道82的一端连通储水器4，第四管道82上设置第二流量控制阀83，在第四管道8位于第二水泵81下游以及第四管道82位于第二流量控制阀83下游均设有第二流量计84，由于第二水泵81泵送的流量为定值，通过第二流量控制阀83调节经过第四管道82的流量，如此即可保证流入第二箱体32的流量为定值，即通过设置第四管道82的分流作用，从而调整进入第二箱体32中的流量；实际中还可以用其他方式来调节进入第二箱体32中的流量；比如可以直接在第二管道8上安装调节阀来调节进入第二箱体32中的水的水量。实际中第二箱体32的另一端连通储水器4，如此可实现待测水的循环流动。
还包括一环状光源33，环状光源33套设在第一箱体31内壁以照射第一箱体31内的水生生物，环状光源33的发射波长为450～490nm。在培养某些水生生物时，比如水溞，由于水溞身体呈半透明状态，在普通光源照射下通过工业相机拍摄水溞行为学变化并再传递给计算机时，图像与背景不容易区分，这不利于计算机的计算分析，而环状光源33的发射波长为450～490nm，在该波长下，发射光为蓝光，水溞可以更强的吸收该波长的光，这样通过工业相机拍摄水溞时，图像与背景更容易区分，便于计算机的计算分析。环状光源33由环状的壳体以及位于壳体内的LED等组成，通过LED灯可对第一箱体31的水溞进行照射，在本申请中第一相机61固定在第一箱体31内且与顶部固定，第一箱体31上开设有加料口以加入水生生物。
第二相机62沿铅垂方向正对第二箱体32设置，第二相机62可透过第二箱体32的顶板可垂直对第二箱体32内的水生生物进行拍摄，具体的，该水生生物可为斑马鱼，水生生物在第二箱体32中游动时，一般腹部朝下，背部朝上，通过第二相机62正对第二箱体32设置可拍摄水生生物背部的行为图像，如此得到的水生生物图像像素相比水生生物侧面图像像素而言更集中，从而使计算机获得的图像像素更小、更集中，如此更容易判断物体的存在和消除误差，水生生物的运动轨迹更容易被计算机所获取，在本申请中第二相机62同轴设置于第二箱体32内，且与第二箱体32顶板固定，如此，可实现第二相机62垂直拍摄第二箱体32内的水生生物，第二箱体32开设有加料口以加入水生生物。
进一步，还在第一管道7以及第二管道8上均设置过滤器9，通过设置过滤器9，待测水源1经过过滤除去杂质后再分别输送至第一箱体31和第二箱体32中。
还在制冷片5的一侧设置铜块51，铜块51的一侧面固连制冷片5的冷端端面，铜块51的另一侧面间隔设有多个凹槽52；铜块51具有良好的导热性，其用于将制冷片5冷端端面的冷量传递给储水器4内的水，为了进一步快速使储水器4内的水冷却，还在铜块51的一侧面开设多个凹槽52，通过开设的多个凹槽52，可增加待测水与铜块51的接触面积，如此，可进一步快速使储水器4内的水冷却。
还包括一散热风扇53，散热风扇53连接制冷片5的热端端面用于对制冷片5的热端端面进行冷却。散热风扇5用于对制冷片3的热端端面进行冷却，避免制冷片5的热端端面温度过高。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水质在线监测仪，包括待测水源(1)，其特征在于：还包括输送管道(2)、水生生物培养箱(3)以及工业相机，所述输送管道(2)一端连通待测水源(1)、另一端连通水生生物培养箱(3)，所述输送管道(2)将待测水源输(1)送至水生生物培养箱(3)中以培养水生生物，所述工业相机用于拍摄水生生物培养箱(3)内的水生生物。
2.如权利要求1所述的水质在线监测仪，其特征在于：还包括一储水器(4)以及制冷片(5)，所述储水器(4)的一侧连通输送管道(2)、另一侧连通生生物培养箱(3)，所述储水器(4)侧壁开设有开口，所述制冷片(5)的冷端端面经开口密封伸入储水器(4)内用于对储水器(4)内水进行冷却，所述制冷片的热端端面经开口伸出储水器(4)外。
3.如权利要求2所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述水生生物培养箱(3)包括第一箱体(31)和第二箱体(32)，所述工业相机包括第一相机(61)和第二相机(62)，所述第一箱体(31)通过第一管道(7)连通储水器(4)，所述第二箱体(32)通过第二管道(8)连通储水器(4)，所述第一相机(61)用于拍摄第一箱体(31)内的水生生物，第二相机(62)用于拍摄第二箱体(32)内的水生生物。
4.如权利要求3所述的水质在线监测仪，其特征在于：第一管道(7)上还设有第一水泵(71)，所述第一管道(7)位于第一水泵(71)下游并联有第三管道(72)，第三管道(72)的一端连通储水器(4)，第三管道(72)上设有第一流量控制阀(73)，所述第一管道(7)位于第一水泵(71)下游以及第三管道(72)位于第一流量控制阀(73)下游均设有第一流量计(74)。
5.如权利要求3所述的水质在线监测仪，其特征在于：第二管道(8)上还设有第二水泵(81)，第二管道(8)位于第二水泵(81)下游并联有第四管道(82)，第四管道(82)的一端连通储水器(4)，第四管道(82)上设有第二流量控制阀(83)，所述第四管道(8)位于第二水泵(81)下游以及第四管道(82)位于第二流量控制阀(83)下游均设有第二流量计(84)。
6.如权利要求3所述的水质在线监测仪，其特征在于：还包括一环状光源(33)，环状光源(33)套设在第一箱体(31)内壁以照射第一箱体(31)内水生生物，所述环状光源(33)的发射波长为450～490nm。
7.如权利要求3所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述第二相机(62)沿铅垂方向正对第二箱体(32)设置，第二相机(62)垂直拍摄第二箱体(32)内水生生物。
8.如权利要求3所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述第一管道(7)以及第二管道(8)上均设有过滤器(9)。
9.如权利要求2所述的水质在线监测仪，其特征在于：还包括一铜块(51)，所述铜块(51)的一侧面固连制冷面的冷端端面，铜块的另一侧面间隔设有多个凹槽(52)。
10.如权利要求2所述的水质在线监测仪，其特征在于：还包括一散热风扇(53)，所述散热风扇(53)连接制冷片(5)的热端端面用于对制冷片(5)的热端端面进行冷却。
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