CN111398552B - 水产养殖水质传感器自动测量装置及其测量方法 - 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装置及其测量方法，所述装置包括设于塑料浮筒上的至少一个传感器安装固定管和自动控制箱，其中传感器安装固定管内安装传感器，并通过软性钢缆将传感器连接至自动控制箱的旋转传动轴上。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)所述装置及方法通过步进电机的正转和反转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)所述装置和方法提供适合传感器保存的安装固定管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)所述装置安装简单、操作方法智能易学且能够有效降低传感器维护成本并延长传感器使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖技术领域，涉及一种水质测量装置，具体为水产养殖水质传感器自动测量装置及其测量方法。
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：为了克服现有技术中的不足，获得一种能够有效延长传感器使用寿命并降低维护成本、提高水质数据准确性的水产养殖水质传感器自动测量系统，本发明提供了水产养殖水质传感器自动测量装置及其测量方法。
技术方案：水产养殖水质传感器自动测量装置，所述装置包括设于塑料浮筒上的至少一个传感器安装固定管和自动控制箱，其中传感器安装固定管内安装传感器，并通过软性钢缆将传感器连接至自动控制箱的旋转传动轴上。
优选的，传感器安装固定管包括可拆卸管盖和下方开口的管体，管体内部上方设有线缆固定器，管体侧壁上方开设线缆孔。
优选的，管体内设有柱状海绵。
优选的，传感器保护管位于管体上部，采用螺纹连接固定，便于更换管体内的海绵以及方便拆除并保存传感器。
优选的，自动控制箱包括箱盖和箱体，箱体内设有至少一个步进电机和智能控制器，步进电机和智能控制器电连接；步进电机靠近箱体侧连接有传动轴承，并通过传动轴承连接旋转传动轴。
优选的，旋转传动轴两端均设有线缆固定柱。
优选的，箱体侧壁上设有穿线孔，用于就是穿线及固定线缆。
优选的，塑料浮筒上方开设至少一个传感器安装固定管安装孔和自动控制箱安装孔位，塑料浮筒四周设有浮筒安装固定把手。
以上任一所述水产养殖水质传感器自动测量装置的测量方法，所述方法包括以下步骤：
S1、安装传感器及塑料浮筒：根据传感器外径选取合适内径的柱状海绵，将柱状海绵放入传感器保护管内；将传感器线缆绑缚在软性钢缆上，传感器穿过柱状海绵并由管体底部穿出，绑缚有传感器线缆的软性钢缆穿过线缆固定器并由管体侧壁的线缆孔穿出；将穿出的绑缚有传感器线缆的软性钢缆拉直并固定在旋转传动轴内侧一端的线缆固定柱上，反向转动旋转传动轴将软性钢缆有序缠绕到旋转传动轴上，使得传感器测量部位能够位于柱状海绵内，完成传感器安装；将塑料浮筒放置到养殖水体适当位置，通过绳索或立杆固定，完成塑料浮筒安装；
S2、投入传感器及测量数据：智能控制器向步进电机发送正转指令，步进电机带动旋转传动轴转动，释放软性钢缆，软性钢缆推动传感器向下运动，直至到达测量位置，智能控制器控制步进电机停机，完成传感器投入操作；智能控制器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；
S3、回收及保存传感器：智能控制器向步进电机发送反转指令，步进电机带动旋转传动轴转动，回收软性钢缆，软性钢缆拉动传感器向上运动，直至传感器测量部位返回柱状海绵内，智能控制器控制步进电机停机，完成传感器回收操作；智能控制器将回收保存状态上传至远程服务器，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：智能控制器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，智能控制器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，智能控制器向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制步进电机反转的方式将传感器回收，在柱状海绵内往复进行传感器擦拭操作；完成传感器擦拭维护后，智能控制器控制步进电机正转，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)本发明所述装置及测量方法通过步进电机的正转和反转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)所述装置和方法提供适合传感器保存的安装固定管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)所述装置安装简单、操作方法智能易学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是本发明所述装置的结构示意图；
图2是本发明所述传感器安装固定管的结构示意图；
图3是本发明所述自动控制箱及浮筒的结构示意图；
其中，1为传感器安装固定管，2为自动控制箱，3为塑料浮筒，4为可拆卸管盖，5为管体，6为传感器保护管，7为柱状海绵，8为软性钢缆，9为线缆固定器，10为线缆孔，11为箱盖，12为箱体，13为步进电机，14为智能控制器，15为传动轴承，16为旋转传动轴，17为线缆固定柱，18为穿线孔，19为浮筒安装固定把手，20为自动控制箱安装孔位，21为传感器安装固定管安装孔。
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装置，所述装置包括设于塑料浮筒3上的至少一个传感器安装固定管1和自动控制箱2，其中传感器安装固定管1内安装传感器，并通过软性钢缆8将传感器连接至自动控制箱2的旋转传动轴16上。
传感器安装固定管1包括可拆卸管盖4和下方开口的管体5，管体5内部上方设有线缆固定器9，管体5侧壁上方开设线缆孔10。
管体5内设有柱状海绵7。
传感器保护管6位于管体5上部，采用螺纹连接固定，便于更换管体5内的海绵以及方便拆除并保存传感器。
自动控制箱2包括箱盖11和箱体12，箱体12内设有至少一个步进电机13和智能控制器14，步进电机13和智能控制器14电连接；步进电机13靠近箱体12侧连接有传动轴承15，并通过传动轴承15连接旋转传动轴16。
旋转传动轴16两端均设有线缆固定柱17。
箱体12侧壁上设有穿线孔18，用于就是穿线及固定线缆。
塑料浮筒3上方开设至少一个传感器安装固定管安装孔21和自动控制箱安装孔位20，塑料浮筒3四周设有浮筒安装固定把手19。
实施例2
采用实施例1所述装置进行水产养殖水质测量，具体方法如下：
S1、安装传感器及塑料浮筒3：根据传感器外径选取合适内径的柱状海绵7，将柱状海绵7放入传感器保护管6内；将传感器线缆绑缚在软性钢缆8上，传感器穿过柱状海绵7并由管体5底部穿出，绑缚有传感器线缆的软性钢缆8穿过线缆固定器9并由管体侧壁的线缆孔10穿出；将穿出的绑缚有传感器线缆的软性钢缆8拉直并固定在旋转传动轴16内侧一端的线缆固定柱17上，反向转动旋转传动轴16将软性钢缆8有序缠绕到旋转传动轴16上，使得传感器测量部位能够位于柱状海绵7内，完成传感器安装；将塑料浮筒3放置到养殖水体适当位置，通过绳索或立杆固定，完成塑料浮筒3安装；
S2、投入传感器及测量数据：智能控制器14向步进电机13发送正转指令，步进电机13带动旋转传动轴16转动，释放软性钢缆8，软性钢缆8推动传感器向下运动，直至到达测量位置，智能控制器14控制步进电机13停机，完成传感器投入操作；智能控制器14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；
S3、回收及保存传感器：智能控制器14向步进电机13发送反转指令，步进电机13带动旋转传动轴16转动，回收软性钢缆8，软性钢缆8拉动传感器向上运动，直至传感器测量部位返回柱状海绵7内，智能控制器14控制步进电机13停机，完成传感器回收操作；智能控制器14将回收保存状态上传至远程服务器，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：智能控制器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，智能控制器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，智能控制器向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制步进电机反转的方式将传感器回收，在柱状海绵内往复进行传感器擦拭操作；完成传感器擦拭维护后，智能控制器控制步进电机正转，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所述装置的组装及传感器安装，将塑料浮筒3放置到养殖池塘水体适当位置，通过绳索或立杆固定，完成塑料浮筒3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智能控制器14，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，智能控制器向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制步进电机反转的方式将传感器回收，在柱状海绵内往复进行传感器擦拭操作；完成传感器擦拭维护后，智能控制器控制步进电机正转，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 (2)
1.水产养殖水质传感器自动测量装置的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、安装传感器及塑料浮筒（3）：根据传感器外径选取合适内径的柱状海绵（7），将柱状海绵（7）放入传感器保护管（6）内；将传感器线缆绑缚在软性钢缆（8）上，传感器穿过柱状海绵（7）并由管体（5）底部穿出，绑缚有传感器线缆的软性钢缆（8）穿过线缆固定器（9）并由传感器保护管（6）侧壁的线缆孔（10）穿出；将穿出的绑缚有传感器线缆的软性钢缆（8）拉直并固定在旋转传动轴（16）内侧一端的线缆固定柱（17）上，反向转动旋转传动轴（16）将软性钢缆（8）有序缠绕到旋转传动轴（16）上，使得传感器测量部位能够位于柱状海绵（7）内，完成传感器安装；将塑料浮筒（3）放置到养殖水体适当位置，通过绳索或立杆固定，完成塑料浮筒（3）安装；
S2、投入传感器及测量数据：智能控制器（14）向步进电机（13）发送正转指令，步进电机（13）带动旋转传动轴（16）转动，释放软性钢缆（8），软性钢缆（8）推动传感器向下运动，直至到达测量位置，智能控制器（14）控制步进电机（13）停机，完成传感器投入操作；智能控制器（14）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；
S3、回收及保存传感器：智能控制器（14）向步进电机（13）发送反转指令，步进电机（13）带动旋转传动轴（16）转动，回收软性钢缆（8），软性钢缆（8）拉动传感器向上运动，直至传感器测量部位返回柱状海绵（7）内，智能控制器（14）控制步进电机（13）停机，完成传感器回收操作；智能控制器（14）将回收保存状态上传至远程服务器，完成传感器保存操作；
其中，所述水产养殖水质传感器自动测量装置包括设于塑料浮筒（3）上的至少一个传感器安装固定管（1）和自动控制箱（2），其中传感器安装固定管（1）内安装传感器，并通过软性钢缆（8）将传感器连接至自动控制箱（2）的旋转传动轴（16）上；传感器安装固定管（1）包括可拆卸管盖（4）、传感器保护管（6）、下方开口的管体（5），传感器保护管（6）内部上方设有线缆固定器（9），传感器保护管（6）侧壁上方开设线缆孔（10）；传感器保护管（6）内设有柱状海绵（7）；传感器保护管（6）位于管体（5）上部；自动控制箱（2）包括箱盖（11）和箱体（12），箱体（12）内设有至少一个步进电机（13）和智能控制器（14），步进电机（13）和智能控制器（14）电连接；步进电机（13）靠近箱体（12）侧连接有传动轴承（15），并通过传动轴承（15）连接旋转传动轴（16）；旋转传动轴（16）两端均设有线缆固定柱（17）；箱体（12）侧壁上设有穿线孔（18），用于就是穿线及固定线缆；塑料浮筒（3）上方开设至少一个传感器安装固定管安装孔（21）和自动控制箱安装孔位（20），塑料浮筒（3）四周设有浮筒安装固定把手（19）。
2.根据权利要求1所述的水产养殖水质传感器自动测量装置的测量方法，其特征在于，录入智能控制器（14）的工作模式包括：
（1）定期维护模式：智能控制器（14）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，智能控制器（14）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，智能控制器（14）向远程服务器发送维护状态，接收到允许维护指令后，通过控制步进电机（13）反转的方式将传感器回收，在柱状海绵（7）内往复进行传感器擦拭操作；完成传感器擦拭维护后，智能控制器（14）控制步进电机（13）正转，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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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