CN111103413A - 水质监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及监测装置，特别涉及一种水质监测装置及方法。该装置包括：浮筒、设置于浮筒底部的充气管、设置于浮筒顶部的进气装置和进气阀、设置于充气管内的水质传感器。进气装置具有进气口，充气管具有进水口，进气阀在被开启时导通浮筒和进气口，而在被关闭时断开浮筒和进气口；当需要对目标水体进行检测时，可打开进气阀，使目标水体的部分介质进入充气管内，并没过于水质传感器的检测端，满足水质传感器的检测需求。而在完成检测后，进气装置通过浮筒向充气管内充气，使充气管内的液位下降到水质传感器的检测端的下方，并关闭进气阀，使充气管内可建立气密封，确保了水质传感器的检测端可暴露于空气中，避免长期浸泡于目标水体内而造成污染。

Description

水质监测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种监测设备，特别涉及一种水质监测装置及方法。

背景技术

水质监测设备，作为一种在环保、水产养殖等众多领域广泛应用的装置，该装置可以长时间放置在目标水体，持续测量目标水体中溶氧、pH值、温度等指标，为生产管理和环境保护提供重要的数据参考。

由于，目前的水质检测装置，如图1所示，该装置通常由传感器10、测量模块20和浮筒30组成，传感器10用于测量目标水体的溶氧、酸碱度等参数，并将相应的化学特性转换成电信号，并由测量模块20读取以获得相应指标。由于此种装置的传感器10通常需要保持在水面下某个固定深度，因此浮筒30可以保持装置整体相对于水平面稳定。但发明人发现，由于目标水体往往具有较高污染，或者含有大量微生物或藻类，从而导致传感器10常常会被较多藻类污染物附着，从而严重影响其测量结果。另一方面，由于某些传感器，如测量水体溶解氧含量的传感器，需要定期在空气中进行标定或校准，因此传感器不能简单放置在水中，需要定期与空气接触以进行必要的校准操作，这就对监测装置的结构提出了较大挑战。

而为了避免传感器在水下长时间放置导致传感器被污染，现有的一些水质监测装置如图2所示，该装置由浮筒300、测量模块200、提升机构400和传感器100组成。通过将传感器100连接到提升机构400，将传感器100保持在水面以上，并在需要测量的时候将传感器100放置到水面以下，并测量完成后再次通过提升机构400将传感器100提升到水面上。但发明人发现，由于目前的提升机构400由控制模块、电机和滑轮组成，其中控制模块为一台小型电子设备，可以根据预设时间或用户发指令向马达发出控制命令，驱动电机提升传感器100，或将传感器100放置到水中。该装置可以避免传感器100长时间浸泡在水里，但是由于此种方案中传感器100在水中缺少可靠固定，导致水质监测装置在发生晃动时传感器容易发生故障，同时由于滑轮和提升机构在运输过程中也容易移位发生故障，因此难以保持长期稳定工作。

另外，还一种方式是将传感器放置在水面以上。如图3所示，传感器1000安装在浮筒3000上方的管路4000中，该管路4000直通到水面以下，并与一台水泵5000连接，在水泵5000不工作时候的管路4000中的水受到重力作用，将与管路4000外的水平面保持一致，此时传感器1000将暴露在空气中。而当水质监测装置需要对水体进行测量时，控制模块将驱动水面下的水泵5000工作，水泵5000开始工作后将把水体中的介质不断通过管路4000提升到水面以上，直至淹没传感器1000，此时由于传感器所接触到的水体来自于水面以下的进水口501，因此传感器1000可以测量到水面以下目标水体的化学和物理参数。虽然此装置的优点是结构更加可靠，但是由于水泵5000和管路4000长期处于水下，因此很容易在管路4000中聚集大量藻类和淤泥，长时间工作后管路4000中的藻类和淤泥也将影响到传感器1000测量的准确性。另外，由于水中的某些杂质，如塑料绳，在水泵5000工作时容易被水泵5000吸入，从而缠绕于水泵5000，导致水泵5000工作失效，且发生这种状况时通常难以清理。

发明内容

本发明实施方式的目的在于设计一种水质监测装置及方法，不但可使得传感器可对目标水体实现精确、稳定的测量，避免受到空气和水体温差的影响，且不易在运输和恶劣天气下由于装置滑动而失效，同时还能在不使用装置时，可使传感器长时间保持在空气中，不与目标水体接触，并可对空气中的物理和化学参数的测量，以实现对传感器的标定或校准。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种水质监测装置，包括：

浮筒，部分可漂浮于目标水体的水平面以上；

充气管，设置于所述浮筒的底部，且与所述浮筒连通；所述充气管用于沉入目标水体的水平面以下，所述充气管具有可将所述目标水体中的部分介质引入管内的进水口；

进气装置和进气阀，均设置于所述浮筒的顶部，所述进气装置具有与外界大气连通的进气口，所述进气阀用于在被开启时导通所述浮筒和所述进气口，所述进气阀还用于在被关闭时断开所述浮筒和所述进气口；当所述进气阀被开启时，所述进气装置还用于通过所述浮筒向所述充气管内充气，将进入所述充气管内的介质从所述进水口排出；

水质传感器，设置于所述充气管上；所述水质传感器的检测端暴端露于所述充气管内，且位于所述进水口的上方；

当所述进气装置被关闭，且所述进气阀被开启时，所述进水口与所述进气口的压差相等，进入所述充气管内的介质将所述水质传感器的所述检测端淹没，且进入所述充气管内的介质的液位与所述目标水体的所述水平面齐平。

另外，本发明的实施方式还提供了一种水质监测方法，采用如上所述的水质监测装置进行监测，所述水质监测方法包括如下步骤：

开启所述进气阀，将所述进气装置的所述进气口与所述浮筒连通，以破坏所述充气管内的气密封，使目标水体的部分介质从所述进水口进入所述充气管内；

待进入所述充气管内的介质的液位上升至所述水质传感器的检测端上方的预设检测液位时，开启所述水质传感器，由所述水质传感器对进入所述充气管内的介质进行检测；

待所述水质传感器完成检测后，关闭所述水质传感器，并开启所述进气装置，由所述进气装置通过所述浮筒向所述充气管内充气，排出进入所述充气管内的介质，使所述充气管内的介质的液位逐渐下降；

待所述充气管内的介质的液位下降至所述水质传感器的检测端下方的预设安全液位时，关闭所述进气装置和所述进气阀，使所述充气管内重新形成气密封；

将上述各步骤按顺序依次重复若干次，获得水质传感器多次对进入所述充气管内的介质进行检测的检测数据；

根据多次所获得的所述检测数据，得出所述目标水体的最终测量结果。

本发明的实施方式相对于现有技术而言，由于浮筒的顶部设有进气装置和进气阀，并且进气装置具有与浮筒连通的进气口，同时借由进气阀的开启和关闭可实现进气口与浮筒的导通或断开，此外浮筒的底部设有用于沉入目标水体的充气管道，该充气管道同样与浮筒连通，并具有进水口，而水质传感器的检测端是暴露于充气管内，并位于进水口的上方。因此，当需要对目标水体进行检测时，可通过打开进气阀，以使进气装置的进气口与浮筒连通的方式，破坏充气管内的气密封，使的目标水体中的部分介质可直接通过进水口进入充气管内，并没过于水质传感器的检测端，同时借助于浮筒可使得整个监测装置能够稳定的漂浮于目标水体的水平面，以实现水质传感器对进入充气管内的介质的检测，而当不需要对目标水体进行检测时，又可通过开启进气装置，使进气装置借助进气孔并经浮筒向充气管内充气，从而将充气管内的介质重新通过进水口排出，并当充气管内的介质的液位下降到至水质传感器的检测端下方的预设安全液位时，可关闭进气阀，使得充气管内可再次建立气密封，确保了水质传感器的检测端可暴露于在空气中，与目标水体分离，从而避免了水质传感器的检测端长期浸泡于目标水体内而造成污染。另外，由于在不需要对目标水体进行检测时，水质传感器的检测端是暴露于空气中的，因此通过水质传感器可直接对空气中的物理和化学参数进行测量，从而可实现对水质传感器的标定和校准，以进一步提高水质传感器在对目标水体进行检测时的精度。

此外，在对目标水体进行监测的过程中，可通过对进气阀和进气装置的多次开启和关闭，即能使得目标水体中的部分介质可反复多次进入充气管内，并通过水质传感器对每次进入充气管2内介质的检测，可得到多个检测数据，从而可进一步提高了对目标水体进行检测时的准确率，根据多个检测数据，从而不但能够根据多个检测数据，获得最终对目标水体进行检测的检测结果，还能提高对目标水体进行检测时的准确率。

另外，所述进气装置包括：

进气管，设置于所述浮筒的顶部；所述进气口和所述进气阀设置于所述进气管上；

气泵，设置于所述进气管内，用于通过所述进气口将外界大气抽入至所述进气管内。

另外，所述进气管竖直设置于所述浮筒的顶部，所述进气管远离所述浮筒的一端为所述进气口。

另外，所述充气管竖直设置于所述浮筒的底部，所述充气管远离所述浮筒的一端为所述进水口。

另外，所述水质监测装置还包括：

液位检测模块，设置于所述充气管内，用于检测进入所述充气管内的介质的液位；

主控模块，与所述液位检测模块、所述进气装置、所述进气阀和所述水质传感器通讯连接；

当所述进气阀被开启后，所述主控模块用于在所述液位检测模块检测到进入所述充气管内的介质的液位上升至预设检测液位时，开启所述水质传感器，并获取所述水质传感器所检测到的检测数据；

当所述进气装置被开启后，所述主控模块还用于在所述液位检测模块检测到所述充气管内的介质的液位下降至预设安全液位时，关闭所述进气阀和所述进气装置；

所述水质传感器的检测端位于所述预设检测液位和所述预设安全液位之间。

另外，所述液位检测模块包括：第一液位传感器和第二液位传感器，所述第一液位传感器和所述第二液位传感器均与所述主控模块电性连接，所述第一液位传感器设置于所述预设检测液位，所述第二液位传感器设置于所述预设安全液位。

另外，所述水质监测装置还包括：计时模块和主控模块，所述主控模块与所述计时模块、所述进气装置、所述进气阀和所述水质传感器通讯连接；

当所述进气阀被开启时，所述主控模块用于通过所述计时模块计时所述进气阀被开启的开启时长，并用于在所述计时模块计时的所述开启时长达到第一预设时长时，开启所述水质传感器，并获取所述水质传感器所检测到的检测数据；

当所述进气装置被开启时，所述主控模块用于通过所述计时模块计时所述进气装置的进气时长，并用于在所述计时模块计时的所述进气时长达到第二预设时长时，关闭所述进气阀和所述进气装置；

所述进气阀在被开启的所述第一预设时长内，进入所述充气管内的介质的液位为没过于所述水质传感器的检测端的预设检测液位；

所述进气装置在被开启的所述第二预设时长内，所述充气管内的介质的液位为下降至所述水质传感器的检测端下方的预设安全液位。

另外，所述主控模块还与远程设备通讯连接，用于将获取到的所述检测数据发送至远程设备。所述主控模块还用于接收所述远程设备所发出的控制信号。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为第一种现有技术的水质监测装置的结构示意图；

图2为第二种现有技术的水质监测装置的结构示意图；

图3为第二种现有技术的水质监测装置的结构示意图；

图4为本发明第一实施方式的水质监测装置的结构示意图；

图5为本发明第一实施方式中目标水体的部分介质进入充气管内，并上涨至预设检测液位时的示意图；

图6为本发明第一实施方式中充气管内的介质下降至预设安全液位时的示意图；

图7为本发明第一实施方式的水质监测装置的充气管内设有液位检测模块时的结构示意图；

图8为本发明第一实施方式的水质监测装置电路模块框图；

图9为本发明第二实施方式的水质监测装置电路模块框图；

图10为本发明第三实施方式的水质监测方法的流程示意图；

图11为本发明第三实施方式的水质监测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种水质监测装置，如图4所示，包括：浮筒1、充气管2、进气装置3、进气阀4和水质传感器5。

首先，如图4所示，在本实施方式中，浮筒1的部分可漂浮于目标水体的水平面6的上方，充气管2设置于浮筒1的底部，并可沉入目标水体的水平面6的下方，该充气管2与浮筒1的内部连通，并具有一进水口21，该进水口21可将目标水体中的介质引入充气管2内。

其次，如图4所示，在本实施方式中，进气装置3和进气阀4均设置于浮筒1的顶部，可跟随浮筒1漂浮于目标水体的水平面6的上方。其中，进气装置3具有一与外界大气连通的进气口31，而进气阀4设置于进气装置3与浮筒1之间，该进气阀4在被开启时，可将浮筒2与进气装置3的进气口31导通，同时该进气阀4在被关闭时，可将浮筒2与进气装置3的进气口31断开。

最后，如图4所示，在本实施方式中，水质传感器5设置于充气管2上，同时水质传感器5的检测端51暴露于充气管2的管内，并位于充气管2的进水口21的上方。当需要对目标水体进行检测时，可先将进气阀4开启，使得进气装置3的进气口31可与浮筒2导通，从而破坏充气管2内的气密封，以使目标水体中的部分介质可借由充气管2的进水口21进入充气管2内，并最终进入浮筒1中，使进入充气管2中的介质的液位可没过于水质传感器5的检测端51，最终可上涨至与目标水体的水平面6齐平的状态，而整个监测装置可通过浮筒1漂浮于目标水体的水平面6上，如图4所示，从而使得水质传感器5可对进入充气管2内的介质进行检测。而当不需要对目标水体进行检测时，又可通过开启进气装置3，使进气装置3借助进气孔31并经浮筒1向充气管2内充气，从而将充气管2内的介质重新通过进水口21排出，并当充气管内的介质的液位下降到传感器的检测端下方的预设安全液位9时，如图6所示，可通过关闭进气阀4，使得充气管2内可再次建立气密封，确保了水质传感器5的检测端51可暴露于在空气中，与目标水体分离，从而避免了水质传感器5的检测端51长期浸泡于目标水体内而造成污染。

此外，由于在不需要对目标水体进行检测时，水质传感器5的检测端51是暴露于空气中的，因此通过水质传感器5可直接对空气中的物理和化学参数进行测量，从而可实现对水质传感器的重新标定和校准，以进一步提高水质传感器5在对目标水体进行检测时的精度。

具体地说，在本实施方式中，如图4所示，进气装置3包括：进气管32和气泵33。其中，进气管32设置于浮筒1的顶部，并与进气阀4连接，并且该进气管32远离浮筒1的一端为进气口31，而充气管2远离浮筒1的一端为进水口21。此外，进气阀4可用于实现进气管32与浮筒2之间的导通和断开。而相应的气泵33可设置于进气管32内，用于在进气阀4被开启时，从进气管32的进气口31将外界空气吸入至进气管32内，并经由浮筒1送入至充气管2中，从而将进入充气管2内的介质从进水口21排出。需要说明的是，在本实施方式中，进气管32仅以远离浮筒1的一端作为进气口31为例进行说明，而在实际应用的过程中，该进气口31可开设于进气管32的任何位置。并且，作为优选的方案，如图1所示，在本实施方式中，进气管32和充气管2沿同一轴线，分别竖直设置在浮筒1的顶部和底部，从而可保证从进气管32到充气管2之间的气路为最短，使得气泵33在抽气过程中，能够轻易将空气压入充气管路2内，防止了不必要的气压流失。

另外，为了使得本实施方式的水质监测装置可对目标水体的水质情况实现自动检测，如图7所示，本实施方式的水质监测装置还包括：主控模块、设置于充气管2内的液位检测模块7，该液位检测模块7用于检测进入充气管2内的介质的液位。并且，结合图8所示，主控模块分别与液位检测模块7、进气装置3的气泵33、进气阀4和水质传感器5通讯连接，在实际应用过程中，可由主控模块对液位检测模块7、气泵33、进气阀4和水质传感器5进行控制。

具体地说，当需要对目标水体进行检测时，结合图8所示，可由主控模块接收相应的控制信号，并根据该控制信号开启进气阀4，而当进气阀4被开启后，使得目标水体的部分介质可从进水口21进入充气管2内，而主控模块用于在液位检测模块7检测到进入充气管2内的介质的液位上升至预设检测液位8时，如图5所示的状态，开启水质传感器5，由水质传感器对进入充气管2内的介质进行检测，并由主控模块获取水质传感器5所检测到的检测数据，从而即可对目标水体的水质实现自动检测。

而当水质传感器5完成检测后，主控模块又可在相应的控制信号下，开启进气装置3的气泵33，使气泵33可通过进气管32经浮筒1向充气管2内充气，将充气管2内的介质从进水口21排出，促使充气管2内的介质的液位可逐渐下降，同时主控模块可用于在液位检测模块7检测到充气管2内的介质的液位下降至预设安全液位9时，如图6所示的状态，即可立即关闭进气阀4和气泵33，以保证充气管2内可重新建立气密封。

通过上述内容不难看出，由于在本实施方式中，主控模块只有在液位检测模块7检测到进入充气管2内的介质的液位上涨至预设检测液位8时，才会开启水质传感器5，同时在液位检测模块7检测到液位下降至预设安全液位9时，才会开启气泵33。因此，为了能够保证水质传感器5对介质的正常检测，同时在不检测时，又可避免水质传感器5的检测端51受到目标水体的污染，可将水质传感器5的检测端51设置于预设检测液位8和预设安全液位9之间，并尽量保证水质传感器5的检测端51分别与预设检测液位8和预设安全液位9之间具有较大的距离。

并且，本实施方式所采用的液位检测模块7，如图7所示，该液位检测模块快7包括：第一液位传感器71和第二液位传感器72，且第一液位传感器71和第二液位传感器72均与主控模块电性连接。在实际应用时，第一液位传感器71和第二液位传感器72可沿充气管2的轴线方向相对设置，即第一液位传感器71在充气管2内所处的位置，可为充气管2的预设检测液位8，而第二液位传感器72在充气管2内所处的位置，可为充气管2的预设安全液位9，从而使得主控模块可根据第一液位传感器71和第二液位传感器72所发出的信号，实现对气泵33、进气阀4和水质传感器5的精确控制。

需要说明的是，本实施方式所采用的液位检测模块7仅以第一液位传感器71和第二液位传感器72的组合为例进行说明，而在实际应用的过程中，该液位检测模块7也可采用其他电子器件实现充气管2内的液位进行检测，而在本实施方式中不再一一详细赘述。

另外，作为优选地方案，在本实施方式中，主控模块还可以与远程设备通讯连接，从而可将获取到的检测数据发送至远程设备，并且主控模块还可接收远程设备所发送的控制信号，根据接收到的控制信号对进气阀4、气泵33的开启进行控制。

本发明的第二实施方式涉及一种水质监测装置，第二实施方式与第一实施方式大致相同，其主要区别在于，第一实施方式是采用液位检测模块7实现液位检测，而在本实施方式中，可将液位检测模块替换为计时模块，比如计时器，且如图9所示，该计时模块同样与主控模块通讯连接，在实际应用的过程中，主控模块可借助计时模块计时进气阀4的开启时长，实现对水质传感器5的控制，同时主控模块可借助计时模块计时气泵33的进气时长，实现对进气阀4的控制。

具体地说，结合图7所示，当进气阀4被开启时，主控模块可用于通过计时模块计时进气阀4被开启的开启时长，并用于在计时模块计时的开启时长达到第一预设时长时，开启水质传感器5，并获取水质传感器5所检测到的检测数据。而当进气装置3的气泵33被开启时，主控模块又可用于通过计时模块计时气泵33的进气时长，并用于在计时模块计时的进气时长达到第二预设时长时，关闭进气阀4和气泵33，使得充气管2内可重新建立气密封。

并且，需要说明的是，在本实施方式中，当进气阀4在被开启的第一预设时长内，为了保证进入充气管2内的介质能够没过于水质传感器5的检测端51，并上升至预设检测液位8，同时当进气装置3的气泵33在被开启的第二预设时长内，为了保证充气管2内的液位可下降至液位检测模块5的检测端51的下方的预设安全液位9，使得液位检测模块5的检测端51可暴露于空气中。可在充气管2内，预先标定相应的位于检测端51上方的预设检测液位8以及位于检测端51下方的预设安全液位9，同时通过预先计算目标水体中的部分介质在进入充气管2，并上升至预设检测液位8所需要的时长，即可将该时长作为第一预设时长。另外，可计算当气泵33进气时，充气管2内的介质的液位从预设检测液位8下降至预设安全液位9所需要的时长，即可将该时长作为第二预设时长。从而确保了进气阀4在被开启的第一预设时长内，进入充气管2内的介质的液位可没过于所述水质传感器5的检测端51，并上升至预设检测液位8。同时，确保了当气泵33在进气的第二预设时长内，充气管2内的介质的液位可下降至水质传感器5的检测端51的下方的预设安全液位9。

本发明的第三实施方式涉及一种水质监测方法，弄可采用第一实施方式的水质监测装置进行监测，本实施方式的水质监测方法，如图10所示，包括如下步骤：

步骤1010，开启进气阀4，将进气管32的进气口31与浮筒1连通，以破坏充气管2内的气密封，使目标水体的部分介质从进水口21进入充气管2内。

步骤1020，待进入充气管2内的介质的液位上升至水质传感器5的检测端51上方的预设检测液位8时，开启水质传感器5，由水质传感器5对进入充气管2内的介质的水质量进行检测。

步骤1030，待水质传感器5完成检测后，关闭水质传感器5，并开启进气装置3的气泵33，由气泵33通过浮筒1向充气管2内充气，排出充气管2内的介质，使充气管内2的介质的液位逐渐下降。

步骤1040，待充气管2内的介质的液位下降至水质传感器5的检测端51下方的预设安全液位9时，关闭气泵33和进气阀4，使充气管2内重新建立气密封。

步骤1050，将上述各步骤按顺序依次重复若干次，获得水质传感器5多次对进入充气管内2的介质进行检测的检测数据。

步骤1060，根据多次所获得的检测数据，得出目标水体的最终测量结果。

通过上述内容不难看出，在对目标水体进行监测的过程中，可通过对进气阀4和气泵33的多次开启和关闭，即能使得目标水体中的部分介质可反复多次进入充气管2内，并通过水质传感器5对每次进入充气管2内的介质的检测，可得到多个检测数据，从而不但能够根据多个检测数据，获得最终对目标水体进行检测的检测结果，还能提高对目标水体进行检测时的准确率。

具体地说，在开启进气阀的步骤之后，并在开启水质传感器，由水质传感器对进入充气管2内的介质的水质量进行检测的步骤之前，如图10所示，还包括如下子步骤；

步骤1011，对进入充气管2内的介质的液位进行检测。

步骤1012，判断进入充气管2内的介质的液位是否达上涨至预设检测液位8。如判定进入充气管2内的介质的液位上涨至预设检测液位8时，继续执行步骤1020。如判定进入充气管2内的液位未上涨至预设检测液位8时，返回步骤1011。

另外，在开启进气装置3的气泵33的步骤之后，并在关闭气泵33和进气阀4，使充气管2内重新形成气密封的步骤之前，如图10所示，还包括如下子步骤：

步骤1031，对充气管2内的介质的液位进行检测。

步骤1032，判断充气管2内的介质的液位是否下降至预设安全液位9。如在判定充气管2内的介质的液位下降至预设安全液位9时，继续执行步骤840。如在判定充气管2内的介质的液位未下降至预设安全液位9时，返回步骤831。

通过本实施方式的内容不难看出，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明的第四实施方式涉及一种水质监测方法，第四实施方式与第三实施方式大致相同，其主要区别在于，在第一实施方式中，对进气阀4、气泵33和水质传感器5的控制，是基于对充气管2内的液位检实现，而在本实施方式中，如图11所示，在开启进气阀的步骤之后，并在开启水质传感器，由水质传感器对进入充气管2内的介质的水质量进行检测的步骤之前，还包括如下子步骤；

步骤1013，对进气阀4在被开启后的开启时长进行计时。

步骤1014，判断进气阀4的开启时长是否达到第一预设时长时，如判定进气阀4的开启时长达到第一预设时长时，继续执行步骤1020。如判定进气阀4的开启时长未达到第一预设时长时，返回步骤1013。

此外，在开启进气装置3的气泵33的步骤之后，并在关闭气泵33和进气阀4，使充气管2内重新形成气密封的步骤之前，还包括如下子步骤：

步骤1033，对气泵334在被开启后的进气时长进行计时。

步骤1034，判断气泵33在被开启后的进气时长是否达到第二预设时长，如判定气泵33在被开启后的进气时长达到第二预设时长时，继续执行步骤1040。如判定气泵33在被开启后的进气时长未达到第二预设时长时，返回步骤1013。

其中，进气阀4在被开启的第一预设时长内，进入充气管2内的介质的液位为没过于水质传感器5的检测端51的预设检测液位8。而相应的气泵在被开启的第二时长内，充气管2内的介质的液位为下降至水质传感器5的检测端51下方的预设安全液位9。

通过本实施方式的内容不难看出，本实施方式为与第二实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种水质监测装置，其特征在于，包括：

浮筒，部分可漂浮于目标水体的水平面以上；

充气管，设置于所述浮筒的底部，且与所述浮筒连通；所述充气管用于沉入目标水体的水平面以下，所述充气管具有可将所述目标水体中的部分介质引入管内的进水口；

进气装置和进气阀，均设置于所述浮筒的顶部，所述进气装置具有与外界大气连通的进气口，所述进气阀用于在被开启时导通所述浮筒和所述进气口，所述进气阀还用于在被关闭时断开所述浮筒和所述进气口；当所述进气阀被开启时，所述进气装置还用于通过所述浮筒向所述充气管内充气，将进入所述充气管内的介质从所述进水口排出；

水质传感器，设置于所述充气管上；所述水质传感器的检测端暴端露于所述充气管内，且位于所述进水口的上方；

当所述进气装置被关闭，且所述进气阀被开启时，所述进水口与所述进气口的压差相等，进入所述充气管内的介质将所述水质传感器的所述检测端淹没，且进入所述充气管内的介质的液位与所述目标水体的所述水平面齐平。

2.根据权利要求1所述的水质监测装置，其特征在于，所述进气装置包括：

进气管，设置于所述浮筒的顶部；所述进气口和所述进气阀设置于所述进气管上；

气泵，设置于所述进气管内，用于通过所述进气口将外界大气抽入至所述进气管内。

3.根据权利要求2所述的水质监测装置，其特征在于，所述进气管竖直设置于所述浮筒的顶部，所述进气管远离所述浮筒的一端为所述进气口。

4.根据权利要求1所述的水质监测装置，其特征在于，所述充气管竖直设置于所述浮筒的底部，所述充气管远离所述浮筒的一端为所述进水口。

5.根据权利要求1所述的水质监测装置，其特征在于，所述水质监测装置还包括：

液位检测模块，设置于所述充气管内，用于检测进入所述充气管内的介质的液位；

主控模块，与所述液位检测模块、所述进气装置、所述进气阀和所述水质传感器通讯连接；

当所述进气阀被开启后，所述主控模块用于在所述液位检测模块检测到进入所述充气管内的介质的液位上升至预设检测液位时，开启所述水质传感器，并获取所述水质传感器所检测到的检测数据；

当所述进气装置被开启后，所述主控模块还用于在所述液位检测模块检测到所述充气管内的介质的液位下降至预设安全液位时，关闭所述进气阀和所述进气装置；

所述水质传感器的检测端位于所述预设检测液位和所述预设安全液位之间。

6.根据权利要求5所述的水质监测装置，其特征在于，所述液位检测模块包括：第一液位传感器和第二液位传感器，所述第一液位传感器和所述第二液位传感器均与所述主控模块电性连接，所述第一液位传感器设置于所述预设检测液位，所述第二液位传感器设置于所述预设安全液位。

7.根据权利要求1所述的水质监测装置，其特征在于，所述水质监测装置还包括：计时模块和主控模块，所述主控模块与所述计时模块、所述进气装置、所述进气阀和所述水质传感器通讯连接；

当所述进气阀被开启时，所述主控模块用于通过所述计时模块计时所述进气阀被开启的开启时长，并用于在所述计时模块计时的所述开启时长达到第一预设时长时，开启所述水质传感器，并获取所述水质传感器所检测到的检测数据；

当所述进气装置被开启时，所述主控模块用于通过所述计时模块计时所述进气装置的进气时长，并用于在所述计时模块计时的所述进气时长达到第二预设时长时，关闭所述进气阀和所述进气装置；

所述进气阀在被开启的所述第一预设时长内，进入所述充气管内的介质的液位为没过于所述水质传感器的检测端的预设检测液位；

所述进气装置在被开启的所述第二预设时长内，所述充气管内的介质的液位为下降至所述水质传感器的检测端下方的预设安全液位。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的水质监测装置，其特征在于，所述主控模块还与远程设备通讯连接，用于将获取到的所述检测数据发送至远程设备；

所述主控模块还用于接收所述远程设备所发出的控制信号。

9.一种水质监测方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任意一项所述的水质监测装置进行监测，所述水质监测方法包括如下步骤：

开启所述进气阀，将所述进气装置的所述进气口与所述浮筒连通，以破坏所述充气管内的气密封，使目标水体的部分介质从所述进水口进入所述充气管内；

待进入所述充气管内的介质的液位上升至所述水质传感器的检测端上方的预设检测液位时，开启所述水质传感器，由所述水质传感器对进入所述充气管内的介质进行检测；

待所述水质传感器完成检测后，关闭所述水质传感器，并开启所述进气装置，由所述进气装置通过所述浮筒向所述充气管内充气，排出进入所述充气管内的介质，使所述充气管内的介质的液位逐渐下降；

待所述充气管内的介质的液位下降至所述水质传感器的检测端下方的预设安全液位时，关闭所述进气装置和所述进气阀，使所述充气管内重新建立气密封；

将上述各步骤按顺序依次重复若干次，获得水质传感器多次对进入所述充气管内的介质进行检测的检测数据；

根据多次所获得的所述检测数据，得出所述目标水体的最终测量结果。

10.根据权利要求9所述的水质监测方法，其特征在于，在开启所述进气阀的步骤之后，并在开启所述水质传感器，由所述水质传感器对进入所述充气管内的介质进行检测的步骤之前，还包括如下子步骤；

对进入所述充气管内的介质的液位进行检测；

判断进入所述充气管内的介质的液位是否达上涨至预设检测液位，并在判定进入所述充气管内的介质的液位上涨至预设检测液位时，开启所述水质传感器。

11.根据权利要求9所述的水质监测方法，其特征在于，在开启所述进气阀的步骤之后，并在开启所述水质传感器，由所述水质传感器对进入所述充气管内的介质的水质量进行检测的步骤之前，还包括如下子步骤；

对所述进气阀在被开启后的开启时长进行计时；

判断所述进气阀的开启时长是否达到第一预设时长时，并在判定所述进气阀的开启时长达到第一预设时长时，开启所述水质传感器；

其中，所述进气阀在被开启的第一预设时长内，进入所述充气管内的介质的液位为没过于所述水质传感器的检测端的所述预设检测液位。

12.根据权利要求9所述的水质监测方法，其特征在于，在开启所述进气装置的步骤之后，并在关闭所述进气装置和所述进气阀，使所述充气管内重新形成气密封的步骤之前，还包括如下子步骤：

对所述充气管内的介质的液位进行检测；

判断所述充气管内的介质的液位是否下降至预设安全液位，并在判定所述充气管内的介质的液位下降至预设安全液位时，关闭所述进气装置和所述进气阀。

13.根据权利要求9所述的水质监测方法，其特征在于，在开启所述进气装置的步骤之后，并在关闭所述进气装置和所述进气阀，使所述充气管内重新形成气密封的步骤之前，还包括如下子步骤：

判断所述进气装置开启后的进气时长是否达到第二预设时长，并在判定所述进气装置开启后的进气时长达到第二预设时长时，关闭所述进气装置和所述进气阀；

其中，所述进气装置在被开启的所述第二时长内，所述充气管内的介质的液位为下降至所述水质传感器的检测端下方的所述预设安全液位。

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