CN111426513A - 一种基于物联网的水质检测智能取样系统 - Google Patents

一种基于物联网的水质检测智能取样系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的水质检测智能取样系统，包括取样架，取样架的中部开设有圆孔，圆孔内设置有升降装置，升降装置的下端安装有取样装置，取样架上端的前侧安装有控制装置。本发明可以解决现有水质检测取样过程中存在的以下难题，a，针对河流湖泊的水质进行取样时，容易因为水草等水生植物的缠绕导致取样工具无法顺利的作业，需要在取样前事先对指定区域的水生植物进行清理，对不同深度的水质进行取样时容易因为水中的杂物过多导致抽取的样品纯度不高，影响水质检测结果的精确性。

Description

一种基于物联网的水质检测智能取样系统
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体的说是一种基于物联网的水质检测智能取样系统。
背景技术
水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，水质的优劣不但影响人体的健康，同时对局部的生态会造成严重的影响，对于河流湖泊水质的定期检测是保证水质安全的重要手段，对水质进行检测时需要经过严格精密的计算后采取规定深度的水体进行检测，从检测的数据中分析水体的质量，随着科学技术的进步物联网技术的运用更加的广泛，将物联网技术应用到水质取样检测中也是屡见不鲜。
然而现有水质检测取样过程中存在的以下难题，a，针对河流湖泊的水质进行取样时，容易因为水草等水生植物的缠绕导致取样工具无法顺利的作业，需要在取样前事先对指定区域的水生植物进行清理，对不同深度的水质进行取样时容易因为水中的杂物过多导致抽取的样品纯度不高，影响水质检测结果的精确性。
对于目前水质检测取样过程中存在的技术问题，相关技术领域的人员做出了调研后做出了适应的改进，如专利号2017201815935为的中国实用新型专利一种基于物联网的水质监测现场巡视智能鞋，将检测功能融入到鞋子中，思路新颖，对于水产养殖的水质检测具有及时反馈的效果，然而对于上述中提到的水质检测取样中存在的难题并没有提及。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网的水质检测智能取样系统，可以解决上述中提到的难题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种基于物联网的水质检测智能取样系统，包括取样架，取样架的中部开设有圆孔，圆孔内设置有升降装置，升降装置的下端安装有取样装置，取样架上端的前侧安装有控制装置；
所述取样装置包括安装在升降装置下端的上端防护壳，上端防护壳上安装有GPS定位器，上端防护壳的上端内壁中部安装有固定支撑柱，固定支撑柱的下端安装有圆形连接架，圆形连接架的上端设置有驱动机构，圆形连接架内壁上设置有螺纹，圆形连接架通过螺纹连接方式与过滤机构相连，过滤机构的下端外壁上安装有下端防护壳，圆形连接架的中部安装有取样机构，上端防护壳与下端防护壳上均开设有破碎槽，破碎槽内均匀设置有破碎机构；
所述过滤机构包括外层过滤框与内层过滤框，外层过滤框的上端连接在外层圆环架上，外层圆环架的外壁上设置有螺纹，内层过滤框架的上端连接在内层圆环架上，内层圆环架的截面呈U型结构，且内层圆环架的内外均设置有螺纹，内层圆环架内部通过螺纹连接方式与外层圆环架相连，内层圆环架的外部通过螺纹连接方式连接在圆形连接架上；
所述破碎机构包括通过销轴安装在破碎槽内的破碎刀架，破碎刀架呈L型结构，破碎刀架的上端面设置有破碎刀，破碎槽的内壁之间连接有横板，横板与破碎刀架之间连接有弹簧；
所述驱动机构包括滑动设置在固定支撑柱上的驱动板，圆形连接架上安装有驱动气缸，驱动气缸的上端安装在驱动板上，驱动板上均匀设置有驱动杆，驱动杆抵靠在驱动架上，驱动架通过滑动连接方式设置在上端防护壳的内壁上，驱动架的外壁上均匀设置有驱动块，驱动块抵靠在破碎刀架的外壁上，驱动架通过弹簧连接在固定支撑柱的外壁上；
所述取样机构包括固定在圆形连接架下端的放置框架，放置框架的外部对称设置有取样框架，取样框架内从上放下均匀设置有放置腔，放置腔的内部设置有取样针筒，取样针筒的针头穿过取样框架，取样针筒上的活塞杆与取样针筒的外壁之间套设有弹簧，且活塞杆活动穿过放置腔，且活塞杆上安装有三角块，放置框架内安装有取样气缸，取样气缸的下端安装有取样挤压块。
所述升降装置包括对称安装在取样架上端左右两侧的升降立板，升降立板之间通过轴承安装有收卷轮，收卷轮的左端通过联轴器与收卷电机的输出轴相连，收卷电机通过电机座安装在取样架上，收卷轮上连接有收卷钢绳，收卷钢绳的下端穿过圆孔连接在取样装置上。
所述外层过滤框与内层过滤框上均设置有过滤孔，且外层过滤框上的过滤孔的孔径大于内层过滤框上的过滤孔的孔径。
所述下端防护壳由半球壳与连接柱组成，连接柱的上端连接在外层过滤框上，连接柱的下端安装有半球壳。
所述上端防护壳的下端开设有内凹槽，下端防护壳的上端设置有用于插入内凹槽的外凸块。
所述驱动架与驱动杆接触的端面为倾斜结构，驱动杆向上运动时控制驱动架在上端防护壳的内壁上滑动。
所述控制装置包括控制面板，控制面板上设置有显示屏、按键与提示灯，控制面板的内部安装有PLC、与PLC电连接的信息接收发射模块、与PLC电连接的按键控制模块、与PLC电连接的电机控制模块以及与PLC电连接的气缸控制模块，其中按键控制模块与按键电连接，信息接收发射模块的接收端与GPS定位器电连接，信息接收发射模块的发射端分别电连接有显示屏与提示灯，气缸控制模块上电连接有取样气缸与驱动气缸，电机控制模块与收卷电机电连接。
1.本发明可以解决现有水质检测取样过程中存在的以下难题，a，针对河流湖泊的水质进行取样时，容易因为水草等水生植物的缠绕导致取样工具无法顺利的作业，需要在取样前事先对指定区域的水生植物进行清理，对不同深度的水质进行取样时容易因为水中的杂物过多导致抽取的样品纯度不高，影响水质检测结果的精确性。本发明可以解决上述中存在的难题，具有意想不到的效果。
2.将水体样本采集的深度录入到PLC中，观察显示屏中GPS定位器反馈的位置信息精确的监控取样装置在水中的深度，当GPS定位器反馈的信息与事先设置的位置吻合时，PLC通过信息接收发射模块控制提示灯闪烁，取样装置开始进行工作对指定深度的水质进行取样，驱动机构与破碎机构之间相互配合能够确保对取样位置处的水生植物进行切割破碎，避免水生植物影响对水质进行采集，设计的取样机构在过滤机构双层过滤的前提下能够采集杂质较少的样本，而取样机构能够针对不同位置深度的水质进行区别储存，提高了采集样品检测数据的精确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的剖视图；
图3是本发明取样装置的平面结构示意图；
图4是本发明过滤机构的结构示意图；
图5是本发明圆形连接架与取样机构之间的结构示意图
图6是本发明的控制装置(电气)示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1到图6所示，一种基于物联网的水质检测智能取样系统，包括取样架1，取样架1的中部开设有圆孔，圆孔内设置有升降装置2，升降装置2的下端安装有取样装置3，取样架1上端的前侧安装有控制装置。
所述升降装置2包括对称安装在取样架1上端左右两侧的升降立板21，升降立板21之间通过轴承安装有收卷轮22，收卷轮22的左端通过联轴器与收卷电机23的输出轴相连，收卷电机23通过电机座安装在取样架1上，收卷轮22上连接有收卷钢绳24，收卷钢绳24的下端穿过圆孔连接在取样装置3上。
通过电机控制模块控制收卷电机23的启停，收卷电机23在运动中控制收卷轮22对收卷钢绳24进行收放，从而控制取样装置3在水体内的深度。
所述取样装置3包括安装在升降装置2下端的上端防护壳31，上端防护壳31上安装有GPS定位器，上端防护壳31的上端内壁中部安装有固定支撑柱32，固定支撑柱32的下端安装有圆形连接架33，圆形连接架33的上端设置有驱动机构34，圆形连接架33内壁上设置有螺纹，圆形连接架33通过螺纹连接方式与过滤机构35相连，过滤机构35的下端外壁上安装有下端防护壳36，圆形连接架33的中部安装有取样机构38，上端防护壳31与下端防护壳36上均开设有破碎槽，破碎槽内均匀设置有破碎机构37；
驱动机构34与破碎机构37之间相互配合能够确保对取样位置处的水生植物进行切割破碎，避免水生植物影响对水质进行采集，设计的取样机构38在过滤机构35双层过滤的前提下能够采集杂质较少的样本，而取样机构38能够针对不同位置深度的水质进行区别储存，提高了采集样品检测数据的精确性。
将水体样本采集的深度录入到PLC中，观察显示屏中GPS定位器反馈的位置信息精确的监控取样装置3在水中的深度，当GPS定位器反馈的信息与事先设置的位置吻合时，PLC通过信息接收发射模块控制提示灯闪烁，取样装置3开始进行工作对指定深度的水质进行取样。
所述过滤机构35包括外层过滤框351与内层过滤框352，外层过滤框351的上端连接在外层圆环架353上，外层圆环架353的外壁上设置有螺纹，内层过滤框352架的上端连接在内层圆环架354上，内层圆环架354的截面呈U型结构，且内层圆环架354的内外均设置有螺纹，内层圆环架354内部通过螺纹连接方式与外层圆环架353相连，内层圆环架354的外部通过螺纹连接方式连接在圆形连接架33上；
所述外层过滤框351与内层过滤框352上均设置有过滤孔，且外层过滤框351上的过滤孔的孔径大于内层过滤框352上的过滤孔的孔径。
外层过滤框351与内层过滤框352之间通过螺纹连接便于清理掉外层过滤框351与内层过滤框352之间过滤的杂质方便保养维护。
外层过滤框351与内层过滤框352配合能够对水体进行双层的过滤从而降低水体内杂质的成份，提高水质采样的纯度，且内层圆环架354与圆形连接架33采用螺纹连接的方式便于拆卸维护。
所述下端防护壳36由半球壳与连接柱组成，连接柱的上端连接在外层过滤框351上，连接柱的下端安装有半球壳。
所述上端防护壳31的下端开设有内凹槽，下端防护壳36的上端设置有用于插入内凹槽的外凸块。
当过滤机构35连接到圆形连接架33的同时，外凸块插入到内凹槽内，下端防护壳36与上端防护壳31进行对接形成球体的外形，上端防护壳31与下端防护壳36开设的破碎槽连接在一起。
所述驱动机构34包括滑动设置在固定支撑柱32上的驱动板341，圆形连接架33上安装有驱动气缸，驱动气缸的上端安装在驱动板341上，驱动板341上均匀设置有驱动杆342，驱动杆342抵靠在驱动架343上，驱动架343通过滑动连接方式设置在上端防护壳31的内壁上，驱动架343的外壁上均匀设置有驱动块344，驱动块344抵靠在破碎刀架371的外壁上，驱动架343通过弹簧连接在固定支撑柱32的外壁上；
所述破碎机构37包括通过销轴安装在破碎槽内的破碎刀架371，破碎刀架371呈L型结构，破碎刀架371的上端面设置有破碎刀，破碎槽的内壁之间连接有横板372，横板372与破碎刀架371之间连接有弹簧；
所述驱动架343与驱动杆342接触的端面为倾斜结构，驱动杆342向上运动时控制驱动架343在上端防护壳31的内壁上滑动。
当水生植物影响本发明作业时，驱动气缸工作控制驱动板341进行升降作业，驱动板341在运动中通过驱动杆342对驱动架343进行挤压，受到挤压后的驱动架343沿着上端防护壳31进行滑动，驱动气缸与弹簧之间相互配合控制驱动架343进行往复作业，驱动架343在作业中通过驱动块344对破碎刀架371的挤压带动破碎刀对影响本发明作业的水生植物进行破碎处理。
所述取样机构38包括固定在圆形连接架33下端的放置框架381，放置框架381的外部对称设置有取样框架382，取样框架382内从上放下均匀设置有放置腔，放置腔的内部设置有取样针筒383，取样针筒383的针头穿过取样框架382，取样针筒383上的活塞杆384与取样针筒383的外壁之间套设有弹簧，且活塞杆384活动穿过放置腔，且活塞杆384上安装有三角块，放置框架381内安装有取样气缸385，取样气缸385的下端安装有取样挤压块386。
当取样机构38运动至指定位置时，取样气缸385控制取样挤压块386进行升降作业，取样挤压块386在运动中对首先接触的活塞杆384上的三角块进行挤压，受到挤压后的活塞杆384将取样针筒383内的气体排出，当取样挤压块386与活塞杆384分离后，弹簧控制活塞杆384复位从而对水体进行采集，根据工作需要通过取样气缸385的启停能够针对不同深度的水质进行分别储存采集。
所述控制装置包括控制面板，控制面板上设置有显示屏、按键与提示灯，控制面板的内部安装有PLC、与PLC电连接的信息接收发射模块、与PLC电连接的按键控制模块、与PLC电连接的电机控制模块以及与PLC电连接的气缸控制模块，其中按键控制模块与按键电连接，信息接收发射模块的接收端与GPS定位器电连接，信息接收发射模块的发射端分别电连接有显示屏与提示灯，气缸控制模块上电连接有取样气缸385与驱动气缸，电机控制模块与收卷电机23电连接。
事先将数据录入PLC的模式能够提高本发明作业的智能性与精确度，信息接收发射模块用于对信息的接收与反馈，在这里用于接收GPS定位器反馈的信息，同时将接收的信息反馈至显示屏上便于观察，当信息接收发射模块反馈的信息与实现录入到PLC的信息吻合时控制提示灯闪烁，提示灯在这里起到了警示提醒的作用，按键控制模块在这里用于接收按键信息，气缸控制模块用于控制气缸的启停，在这里用于控制取样气缸385与驱动气缸，而电机控制模块用于控制电机的启停，在这里用于控制收卷电机23。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于物联网的水质检测智能取样系统，包括取样架(1)，其特征在于：取样架(1)的中部开设有圆孔，圆孔内设置有升降装置(2)，升降装置(2)的下端安装有取样装置(3)，取样架(1)上端的前侧安装有控制装置；
所述取样装置(3)包括安装在升降装置(2)下端的上端防护壳(31)，上端防护壳(31)上安装有GPS定位器，上端防护壳(31)的上端内壁中部安装有固定支撑柱(32)，固定支撑柱(32)的下端安装有圆形连接架(33)，圆形连接架(33)的上端设置有驱动机构(34)，圆形连接架(33)内壁上设置有螺纹，圆形连接架(33)通过螺纹连接方式与过滤机构(35)相连，过滤机构(35)的下端外壁上安装有下端防护壳(36)，圆形连接架(33)的中部安装有取样机构(38)，上端防护壳(31)与下端防护壳(36)上均开设有破碎槽，破碎槽内均匀设置有破碎机构(37)；
所述过滤机构(35)包括外层过滤框(351)与内层过滤框(352)，外层过滤框(351)的上端连接在外层圆环架(353)上，外层圆环架(353)的外壁上设置有螺纹，内层过滤框(352)架的上端连接在内层圆环架(354)上，内层圆环架(354)的截面呈U型结构，且内层圆环架(354)的内外均设置有螺纹，内层圆环架(354)内部通过螺纹连接方式与外层圆环架(353)相连，内层圆环架(354)的外部通过螺纹连接方式连接在圆形连接架(33)上；
所述破碎机构(37)包括通过销轴安装在破碎槽内的破碎刀架(371)，破碎刀架(371)呈L型结构，破碎刀架(371)的上端面设置有破碎刀，破碎槽的内壁之间连接有横板(372)，横板(372)与破碎刀架(371)之间连接有弹簧；
所述驱动机构(34)包括滑动设置在固定支撑柱(32)上的驱动板(341)，圆形连接架(33)上安装有驱动气缸，驱动气缸的上端安装在驱动板(341)上，驱动板(341)上均匀设置有驱动杆(342)，驱动杆(342)抵靠在驱动架(343)上，驱动架(343)通过滑动连接方式设置在上端防护壳(31)的内壁上，驱动架(343)的外壁上均匀设置有驱动块(344)，驱动块(344)抵靠在破碎刀架(371)的外壁上，驱动架(343)通过弹簧连接在固定支撑柱(32)的外壁上；
所述取样机构(38)包括固定在圆形连接架(33)下端的放置框架(381)，放置框架(381)的外部对称设置有取样框架(382)，取样框架(382)内从上放下均匀设置有放置腔，放置腔的内部设置有取样针筒(383)，取样针筒(383)的针头穿过取样框架(382)，取样针筒(383)上的活塞杆(384)与取样针筒(383)的外壁之间套设有弹簧，且活塞杆(384)活动穿过放置腔，且活塞杆(384)上安装有三角块，放置框架(381)内安装有取样气缸(385)，取样气缸(385)的下端安装有取样挤压块(386)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质检测智能取样系统，其特征在于：所述升降装置(2)包括对称安装在取样架(1)上端左右两侧的升降立板(21)，升降立板(21)之间通过轴承安装有收卷轮(22)，收卷轮(22)的左端通过联轴器与收卷电机(23)的输出轴相连，收卷电机(23)通过电机座安装在取样架(1)上，收卷轮(22)上连接有收卷钢绳(24)，收卷钢绳(24)的下端穿过圆孔连接在取样装置(3)上。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质检测智能取样系统，其特征在于：所述外层过滤框(351)与内层过滤框(352)上均设置有过滤孔，且外层过滤框(351)上的过滤孔的孔径大于内层过滤框(352)上的过滤孔的孔径。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质检测智能取样系统，其特征在于：所述下端防护壳(36)由半球壳与连接柱组成，连接柱的上端连接在外层过滤框(351)上，连接柱的下端安装有半球壳。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质检测智能取样系统，其特征在于：所述上端防护壳(31)的下端开设有内凹槽，下端防护壳(36)的上端设置有用于插入内凹槽的外凸块。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质检测智能取样系统，其特征在于：所述驱动架(343)与驱动杆(342)接触的端面为倾斜结构，驱动杆(342)向上运动时控制驱动架(343)在上端防护壳(31)的内壁上滑动。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质检测智能取样系统，其特征在于：所述控制装置包括控制面板，控制面板上设置有显示屏、按键与提示灯，控制面板的内部安装有PLC、与PLC电连接的信息接收发射模块、与PLC电连接的按键控制模块、与PLC电连接的电机控制模块以及与PLC电连接的气缸控制模块，其中按键控制模块与按键电连接，信息接收发射模块的接收端与GPS定位器电连接，信息接收发射模块的发射端分别电连接有显示屏与提示灯，气缸控制模块上电连接有取样气缸(385)与驱动气缸，电机控制模块与收卷电机(23)电连接。
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