CN111398551A - 水产养殖水质传感器自动测量支架及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水产养殖水质传感器自动测量支架及其测量方法，所述支架包括设于安装框架内的控制器安装盒、传感器自动测量管、直流电动推杆和传感器储存盒；其中控制器安装盒设于安装框架内顶部一侧，其内设有控制器单元，传感器自动测量管设于控制器安装盒下方且二者固定连接，直流电动推杆一端固定于控制器安装盒上、一端固定于传感器自动测量管上，传感器储存盒设于传感器自动测量管尾端。本发明所述支架能够有效减少传感器浸泡在养殖水体中的时间，从而降低水生生物附着对测量精度的影响；所述支架提供了传感器闲时保存场所，延长传感器使用寿命并降低维护成本；所述支架安装简单、适应性强、适合多类型水产养殖水质传感器安装使用。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖技术领域，涉及一种水质传感器自动测量安装装置，具体为水产养殖水质传感器自动测量支架及其测量方法。
背景技术
随着科技的发展，自动化技术装备成为水产养殖必不可少的关键因素，近年来水产养殖水质监测设备及相关技术得到广泛的推广应用，但生物附着导致的传感器测量精度降低甚至传感器损毁现象层出不穷，给相关技术的推广和实际应用带来了巨大阻碍，设计研发一种能够自动维护的水产养殖水质传感器自动测量装置十分迫切。现阶段水产养殖水质传感器多采用直接投入、定期人工维护的方案，人工维护给用户带来额外的劳动支出并因为维护人员的技术问题导致传感器损坏，不能够保证传感器的正常使用；部分用户选用传感器直接安装投入式清洗装置、水体内定时清洗，该方案能够较为有效的清洗传感器，但清洗装置的投入增大了生物附着面积，极易造成传感器测量部位周围生物聚集，对水质数据形成较大干扰。
发明内容
解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，获得一种能够有效延长传感器使用寿命、降低维护成本、保证水质测试数据稳定且不受干扰的水质传感器自动测量安装装置，本发明提供了水产养殖水质传感器自动测量支架及其测量方法。
技术方案：水产养殖水质传感器自动测量支架，所述支架包括设于安装框架内的控制器安装盒、传感器自动测量管、直流电动推杆和传感器储存盒；其中控制器安装盒设于安装框架内顶部一侧，其内设有控制器单元，传感器自动测量管设于控制器安装盒下方且二者固定连接，直流电动推杆一端固定于控制器安装盒上、一端固定于传感器自动测量管上，传感器储存盒设于传感器自动测量管尾端。所述控制器安装盒包括盒体和控制器单元；其中所述控制器单元位于控制器安装盒内，通过控制直流电动推杆伸缩，完成传感器的投入和回收，当传感器到达测量位置后，控制器单元同传感器通信并完成水质测量，存储测量数据并上传至远程服务器。
优选的，所述传感器自动测量管包括固定管和活动管，二者之间通过固定管-活动管连接件连接并由固定管-活动管连接合页控制二者之间的开合角度；活动管末端设有活动管-传感器连接件。
优选的，所述固定管-活动管连接合页的最大开启角度为180°，固定管和活动管之间的开合角度为90-180°。
优选的，所述固定管上设有固定管推杆固定销、活动管上设有活动管推杆固定销，分别与直流电动推杆的两端固定连接。
优选的，所述传感器储存盒包括设于盒体内的清洁海绵和橡胶刮板，其中清洁海绵位于传感器伸入段，橡胶刮板位于传感器末端。
优选的，所述传感器储存盒通过传感器储存盒固定架固定于安装框架上；盒体和传感器储存盒固定架上均开设安装固定槽，二者之间滑动连接，并通过储存盒固定顶丝固定。
优选的，盒体和清洁海绵底部均设有贯穿式长条孔；清洁海绵底部的长条孔便于传感器进出和包裹，完成传感器清洁和残余水分吸收；盒体底部的长条孔用于传感器进出和清洁海绵更换。
优选的，所述安装框架包括不锈钢框体和至少三组框架安装孔位，其中每组框架安装孔位呈90°设于不锈钢框体上。
以上任一所述水产养殖水质传感器自动测量支架的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、安装传感器：根据传感器固定规格选取合适的活动管-传感器连接件，将活动管-传感器连接件同传感器和活动管连接，传感器线缆依次穿过活动管、固定管-活动管连接件、固定管接入控制器安装盒内，完成传感器安装；
S2、安装传感器储存盒：根据传感器测量部位外径选取合适开孔的清洁海绵，将清洁海绵放入传感器储存盒内，将安装固定槽从传感器储存盒固定架末端穿入，使得传感器插入清洁海绵内并观察确认传感器末端位于橡胶刮板刮除范围内，紧固储存盒固定顶丝，完成传感器储存盒安装；
S3、安装水产养殖水质传感器自动测量支架：根据实际测量需求，使用膨胀螺丝将支架进行壁挂式、落地式或吊挂式安装并为控制器安装盒连接电源，完成装置的安装；
S4、投入传感器及测量数据：控制器单元控制直流电动推杆伸出，直流电动推杆伸长并带动活动管以固定管-活动管连接合页为轴心伸展，从而推动传感器向下运动，直至到达测量位置，直流电动推杆到达伸展极限自动停机，完成传感器投入操作；控制器单元采集传感器测量数据，待数据稳定后，将数据存储在控制器内存并上传至远程服务器，完成数据测量操作；
S5、回收及保存传感器：控制器单元控制直流电动推杆回缩，直流电动推杆缩短并带动活动管以固定管-活动管连接合页为轴心回缩，从而拉动传感器向上运动，直至到达存储位置，直流电动推杆到达回缩极限自动停机，完成传感器回收操作；完成传感器回收过程中，橡胶刮板刮除传感器顶端附着物，清洁海绵吸收残余水分并清洁包裹传感器，回收完成后控制器单元将当前状态上传至服务器，完成传感器保存操作。
优选的，所述装置由用户根据不同养殖对象不同养殖时期的一般水质监测规律，将系统的工作模式信息通过控制程序录入智能控制器，不同工作模式的具体控制方法如下：
(1)定期维护模式：控制器单元记录传感器定期维护周期，维护周期根据用户实际情况设定；在非维护周期时段，传感器处于投入状态，控制器单元根据测量频率实时采集水质数据并上传至服务器端；到达维护周期时，控制器单元向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制直流电动推杆回缩的方式将传感器回收，在橡胶刮板和清洁海绵部位往复进行传感器擦拭和刮除操作；完成传感器擦拭维护后，控制器单元控制直流电动推杆伸出，将传感器再次投入水体，待测量数据稳定后向远程服务器上传测量数据并更新状态；
(2)单次测量模式：系统根据用户测量频率，每次执行传感器投入、稳定、测量、回收、保存操作，将单次测量数据存储并上传至远程服务器。
有益效果：(1)本发明所述支架及其测量方法通过直流电动推杆的伸出和回缩实现传感器的投放测量和回收保存，能够有效地减少传感器浸泡在养殖水体中的时间，从而降低水生生物附着对测量精度的影响；(2)所述支架及其测量方法提供适合传感器保存的传感器储存盒用于传感器闲时保存，延长传感器使用寿命并降低维护成本；(3)所述支架安装简单、装置适应性强、适合多类型水产养殖水质传感器安装使用且能够有效降低传感器维护成本并延长传感器使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述自动测量支架闭合状态的结构示意图；
图2是本发明所述自动测量支架打开状态的结构示意图；
图3是传感器自动测量管的结构示意图；
图4是传感器储存盒的结构示意图；
其中，1为控制器安装盒，2为传感器自动测量管，3为安装框架，4为传感器储存盒，5为固定管，6为固定管推杆固定销，7为固定管-活动管连接件，8为固定管-活动管连接合页，9为直流电动推杆，10为活动管推杆固定销，11为活动管，12为活动管-传感器连接件，13为不锈钢框体，14为框架安装孔位，15为传感器储存盒固定架，16为盒体，17为橡胶刮板，18为清洁海绵，19为安装固定槽，20为储存盒固定顶丝。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
水产养殖水质传感器自动测量支架，所述支架包括设于安装框架3内的控制器安装盒1、传感器自动测量管2、直流电动推杆9和传感器储存盒4；其中控制器安装盒1设于安装框架3内顶部一侧，其内设有控制器单元，传感器自动测量管2设于控制器安装盒1下方且二者固定连接，直流电动推杆9一端固定于控制器安装盒1上、一端固定于传感器自动测量管2上，传感器储存盒4设于传感器自动测量管2尾端。
所述传感器自动测量管2包括固定管5和活动管11，二者之间通过固定管-活动管连接件7连接并由固定管-活动管连接合页8控制二者之间的开合角度；活动管11末端设有活动管-传感器连接件12。
所述固定管-活动管连接合页8的最大开启角度为180°，固定管5和活动管11之间的开合角度为90-180°。
所述固定管5上设有固定管推杆固定销6、活动管11上设有活动管推杆固定销10，分别与直流电动推杆9的两端固定连接。
所述传感器储存盒4包括设于盒体16内的清洁海绵18和橡胶刮板17，其中清洁海绵18位于传感器伸入段，橡胶刮板17位于传感器末端。
所述传感器储存盒4通过传感器储存盒固定架15固定于安装框架3上；盒体16和传感器储存盒固定架15上均开设安装固定槽19，二者之间滑动连接，并通过储存盒固定顶丝20固定。
盒体16和清洁海绵18底部均设有贯穿式长条孔。
所述安装框架3包括不锈钢框体13和至少三组框架安装孔位14，其中每组框架安装孔位14呈90°设于不锈钢框体13上。
实施例2
实施例1所述水产养殖水质传感器自动测量支架的测量方法，所述方法包括以下步骤：
S1、安装传感器：根据传感器固定规格选取合适的活动管-传感器连接件12，将活动管-传感器连接件12同传感器和活动管11连接，传感器线缆依次穿过活动管11、固定管-活动管连接件7、固定管5接入控制器安装盒1内，完成传感器安装；
S2、安装传感器储存盒4：根据传感器测量部位外径选取合适开孔的清洁海绵18，将清洁海绵18放入传感器储存盒4内，将安装固定槽19从传感器储存盒固定架15末端穿入，使得传感器插入清洁海绵18内并观察确认传感器末端位于橡胶刮板17刮除范围内，紧固储存盒固定顶丝20，完成传感器储存盒4安装；
S3、安装水产养殖水质传感器自动测量支架：根据实际测量需求，使用膨胀螺丝将支架进行壁挂式、落地式或吊挂式安装并为控制器安装盒1连接电源，完成装置的安装；
S4、投入传感器及测量数据：控制器单元控制直流电动推杆9伸出，直流电动推杆9伸长并带动活动管11以固定管-活动管连接合页8为轴心伸展，从而推动传感器向下运动，直至到达测量位置，直流电动推杆9到达伸展极限自动停机，完成传感器投入操作；控制器单元采集传感器测量数据，待数据稳定后，将数据存储在控制器内存并上传至远程服务器，完成数据测量操作；
S5、回收及保存传感器：控制器单元控制直流电动推杆9回缩，直流电动推杆9缩短并带动活动管11以固定管-活动管连接合页8为轴心回缩，从而拉动传感器向上运动，直至到达存储位置，直流电动推杆9到达回缩极限自动停机，完成传感器回收操作；完成传感器回收过程中，橡胶刮板17刮除传感器顶端附着物，清洁海绵18吸收残余水分并清洁包裹传感器，回收完成后控制器单元将当前状态上传至服务器，完成传感器保存操作。
所述装置由用户根据不同养殖对象不同养殖时期的一般水质监测规律，将系统的工作模式信息通过控制程序录入智能控制器，不同工作模式的具体控制方法如下：
(1)定期维护模式：控制器单元记录传感器定期维护周期，维护周期根据用户实际情况设定；在非维护周期时段，传感器处于投入状态，控制器单元根据测量频率实时采集水质数据并上传至服务器端；到达维护周期时，控制器单元向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制直流电动推杆9回缩的方式将传感器回收，在橡胶刮板17和清洁海绵18部位往复进行传感器擦拭和刮除操作；完成传感器擦拭维护后，控制器单元控制直流电动推杆9伸出，将传感器再次投入水体，待测量数据稳定后向远程服务器上传测量数据并更新状态；
(2)单次测量模式：系统根据用户测量频率，每次执行传感器投入、稳定、测量、回收、保存操作，将单次测量数据存储并上传至远程服务器。
实施例3
采用实施例1所述装置及实施例2所述方法进行池塘工厂化循环水养殖水质监测实地应用：
按照实施例2所述方法完成实施例1所述装置的组装、传感器及传感器储存盒安装，根据实际测量需求，使用膨胀螺丝将支架以壁挂式形式安装固定在养殖水槽尾部步道侧面，并为控制器安装盒1连接电源，完成装置的安装。
设定工作模式为定期维护模式，将传感器定期维护周期等相关参数设置并录入控制器单元，系统按照实施例2所述定期维护模式工作，到达设定传感器维护周期，控制器单元向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制直流电动推杆9回缩的方式将传感器回收，在橡胶刮板17和清洁海绵18部位往复进行传感器擦拭和刮除操作；完成传感器擦拭维护后，控制器单元控制直流电动推杆9伸出，将传感器再次投入水体，待测量数据稳定后向远程服务器上传测量数据并更新状态。通过系统对传感器定期维护，能够保证在完整养殖周期内，传感器保持较高的测量精度，极大地降低了人工维护成本，保证了养殖水质监测的持续性和准确性。
Claims (10)
1.水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，所述支架包括设于安装框架(3)内的控制器安装盒(1)、传感器自动测量管(2)、直流电动推杆(9)和传感器储存盒(4)；其中控制器安装盒(1)设于安装框架(3)内顶部一侧，其内设有控制器单元，传感器自动测量管(2)设于控制器安装盒(1)下方且二者固定连接，直流电动推杆(9)一端固定于控制器安装盒(1)上、一端固定于传感器自动测量管(2)上，传感器储存盒(4)设于传感器自动测量管(2)尾端。
2.根据权利要求1所述的水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，所述传感器自动测量管(2)包括固定管(5)和活动管(11)，二者之间通过固定管-活动管连接件(7)连接并由固定管-活动管连接合页(8)控制二者之间的开合角度；活动管(11)末端设有活动管-传感器连接件(12)。
3.根据权利要求2所述的水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，所述固定管-活动管连接合页(8)的最大开启角度为180°，固定管(5)和活动管(11)之间的开合角度为90-180°。
4.根据权利要求2所述的水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，所述固定管(5)上设有固定管推杆固定销(6)、活动管(11)上设有活动管推杆固定销(10)，分别与直流电动推杆(9)的两端固定连接。
5.根据权利要求1所述的水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，所述传感器储存盒(4)包括设于盒体(16)内的清洁海绵(18)和橡胶刮板(17)，其中清洁海绵(18)位于传感器伸入段，橡胶刮板(17)位于传感器末端。
6.根据权利要求5所述的水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，所述传感器储存盒(4)通过传感器储存盒固定架(15)固定于安装框架(3)上；盒体(16)和传感器储存盒固定架(15)上均开设安装固定槽(19)，二者之间滑动连接，并通过储存盒固定顶丝(20)固定。
7.根据权利要求5所述的水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，盒体(16)和清洁海绵(18)底部均设有贯穿式长条孔。
8.根据权利要求1所述的水产养殖水质传感器自动测量支架，其特征在于，所述安装框架(3)包括不锈钢框体(13)和至少三组框架安装孔位(14)，其中每组框架安装孔位(14)呈90°设于不锈钢框体(13)上。
9.权利要求1-8任一所述水产养殖水质传感器自动测量支架的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、安装传感器：根据传感器固定规格选取合适的活动管-传感器连接件(12)，将活动管-传感器连接件(12)同传感器和活动管(11)连接，传感器线缆依次穿过活动管(11)、固定管-活动管连接件(7)、固定管(5)接入控制器安装盒(1)内，完成传感器安装；
S2、安装传感器储存盒(4)：根据传感器测量部位外径选取合适开孔的清洁海绵(18)，将清洁海绵(18)放入传感器储存盒(4)内，将安装固定槽(19)从传感器储存盒固定架(15)末端穿入，使得传感器插入清洁海绵(18)内并观察确认传感器末端位于橡胶刮板(17)刮除范围内，紧固储存盒固定顶丝(20)，完成传感器储存盒(4)安装；
S3、安装水产养殖水质传感器自动测量支架：根据实际测量需求，使用膨胀螺丝将支架进行壁挂式、落地式或吊挂式安装并为控制器安装盒(1)连接电源，完成装置的安装；
S4、投入传感器及测量数据：控制器单元控制直流电动推杆(9)伸出，直流电动推杆(9)伸长并带动活动管(11)以固定管-活动管连接合页(8)为轴心伸展，从而推动传感器向下运动，直至到达测量位置，直流电动推杆(9)到达伸展极限自动停机，完成传感器投入操作；控制器单元采集传感器测量数据，待数据稳定后，将数据存储在控制器内存并上传至远程服务器，完成数据测量操作；
S5、回收及保存传感器：控制器单元控制直流电动推杆(9)回缩，直流电动推杆(9)缩短并带动活动管(11)以固定管-活动管连接合页(8)为轴心回缩，从而拉动传感器向上运动，直至到达存储位置，直流电动推杆(9)到达回缩极限自动停机，完成传感器回收操作；完成传感器回收过程中，橡胶刮板(17)刮除传感器顶端附着物，清洁海绵(18)吸收残余水分并清洁包裹传感器，回收完成后控制器单元将当前状态上传至服务器，完成传感器保存操作。
10.根据权利要求9所述的水产养殖水质传感器自动测量支架的测量方法，其特征在于，自动测量支架的工作模式包括：
(1)定期维护模式：控制器单元记录传感器定期维护周期，维护周期根据用户实际情况设定；在非维护周期时段，传感器处于投入状态，控制器单元根据测量频率实时采集水质数据并上传至服务器端；到达维护周期时，控制器单元向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制直流电动推杆(9)回缩的方式将传感器回收，在橡胶刮板(17)和清洁海绵(18)部位往复进行传感器擦拭和刮除操作；完成传感器擦拭维护后，控制器单元控制直流电动推杆(9)伸出，将传感器再次投入水体，待测量数据稳定后向远程服务器上传测量数据并更新状态；
(2)单次测量模式：系统根据用户测量频率，每次执行传感器投入、稳定、测量、回收、保存操作，将单次测量数据存储并上传至远程服务器。
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Application publication date: 20200710 Assignee: Wuxi Shengnong Ecological Gardening Co.,Ltd. Assignor: FRESHWATER FISHERIES RESEARCH CENTER,CAFS Contract record no.: X2023980052239 Denomination of invention: Automatic measurement bracket and measurement method for water quality sensors in aquaculture Granted publication date: 20231013 License type: Common License Record date: 20231214 |
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