CN111579745A - 移动式多功能水质分析对比一体化示教平台 - Google Patents

Abstract

移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，包括移动箱体，移动箱体内设置有采样装置、采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐、废水储罐、多级物理过滤装置、水质分析装置、动力电源和PLC控制器，采样装置与采样水储罐连接，采样水储罐与多级物理过滤装置连接，多级物理过滤装置与净化水储罐连接，采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐分别与水质分析装置连接，水质分析装置与废水储罐连接，动力电源通过逆变器分别与采样装置、多级物理过滤装置、水质分析装置和PLC控制器电连接，PLC控制器分别与采样装置、多级物理过滤装置和水质分析装置信号连接。本发明能面向普通人员展示水体物理净化过程和水质参数对比，有利于宣传水质保护工作。

Description

移动式多功能水质分析对比一体化示教平台

技术领域

本发明涉及水质分析设备领域，具体的说，涉及一种移动式多功能水质分析对比一体化示教平台。

背景技术

河道、湖泊或渠道中的水质直接影响人们的生活环境和饮水安全，然而，水质是否良好对于大多数人没有一个清晰的观念，传统的水质分析仪仅仅是分析检测水质，不能实现对所检测的水样进行过滤净化的功能，无法对不同水样进行水质分析对比，对于普通人员起不到宣传和展示水质保护工作的教育目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，本发明集采样、多级物理过滤、水质分析、水质参数对比、展示与教学和饮水使用等多重功能于一体，能面向普通人员展示水体物理净化过程和水质参数对比，有利于宣传水质保护工作，提高人们水质保护意识。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，包括移动箱体，移动箱体内设置有采样装置、采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐、废水储罐、多级物理过滤装置、水质分析装置、动力电源、逆变器和PLC控制器，采样装置的进水口伸入到采样地点的水面下，采样装置的出水口与采样水储罐的进水口连接，采样水储罐的出水口与多级物理过滤装置的进水口连接，多级物理过滤装置的出水口与净化水储罐的进水口连接，采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐分别与水质分析装置的进水口连接，水质分析装置的出水口与废水储罐的进水口连接，动力电源与逆变器电连接，逆变器分别与采样装置、多级物理过滤装置、水质分析装置和PLC控制器电连接，PLC控制器分别与采样装置、多级物理过滤装置和水质分析装置信号连接。

移动箱体为金属箱柜，移动箱体内通过前后间隔设置的两块防护绝缘隔板由后到前分隔为控制室、电源室和水质分析室，移动箱体的底部四周均安装有带锁定机构的重型静音轮，移动箱体的前侧、后侧、左侧和右侧均安装有柜门，左侧和右侧的柜门的下侧部均开设有透气防尘窗口，左侧的柜门的下侧部还安装有与电源室左右对应的排风机，动力电源通过逆变器与排风机电连接。

采样装置包括采样泵、采样管和自动收管器，水质分析室内安装有两块上下间隔设置的第一水平支撑板，两块第一水平支撑板将水质分析室分隔为三层空间，采样泵、自动收管器和废水储罐均固定安装在水质分析室的最下层空间的底部，采样管安装在自动收管器上，采样管的出水口与采样泵的抽水口连接，采样管的进水口伸出移动箱体并伸入到采样地点的水面下，采样管的进水口侧沿水流方向依次安装有过滤阀和底阀，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐左右间隔固定安装在下侧的第一水平支撑板上表面且位于中间层空间内，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐内均设置有水位开关，采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐和废水储罐的一侧底部均设置有排水口，排水口处安装有水阀，采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐和废水储罐的顶部均设置有带排气口和进水口的顶盖，采样泵的出水口与采样水储罐的进水口通过第一水管连接，动力电源通过逆变器分别与采样泵、自动收管器和三套水位开关电连接，PLC控制器分别与采样泵、自动收管器和三套水位开关信号连接。

多级物理过滤装置包括动力泵和四级过滤净水器，动力泵固定安装在下侧的第一水平支撑板上表面且位于中间层空间内，四级过滤净水器固定安装在上侧的第一水平支撑板上表面且位于最上层空间内，采样水储罐的出水口和四级过滤净水器的进水口通过第二水管连接，动力泵设置在第二水管上，四级过滤净水器的出水口和净化水储罐的进水口通过第三水管连接；

水质分析装置包括检测管、顶部敞口的水槽和呈圆柱型结构的水质传感器，检测管和水槽均采用亚克力材料制成，水槽固定安装在上侧的第一水平支撑板上表面且位于最上层空间内，水槽的内底部固定设置有左低右高的斜板，斜板的垂直投影与水槽的底板重合，斜板的上表面左右间隔固定设置有若干块支板，检测管左低右高倾斜固定设置各块支板上且位于在水槽内顶部，检测管的左端下部固定连接有一根与检测管连通的第一排水管，第一排水管的左端穿过水槽的左侧板且伸出水槽，第一排水管的左端安装有排水电磁阀，检测管的右端敞口，水槽的右侧板中部开设有上侧、左侧和右侧均敞口的缺口，水质传感器的外径小于检测管的内径，水质传感器的左端穿过检测管的右端口并插入检测管内，水质传感器的右端穿过缺口，水质传感器的右侧部外圆周下侧面与缺口的下侧边压接，第一排水管的左端和废水储罐通过第四水管连接，水槽的左侧板底部安装有第二排水管，第二排水管的右端口与水槽的槽底最低处齐平，第二排水管的左端和废水储罐通过第五水管连接，检测管的上侧管壁沿其长度方向间隔设置有四个进水接口，四个进水接口由左到右依次分别为自备水接口、采样水接口、净化水接口和矿泉水接口，矿泉水储罐中储存有矿泉水，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐内均设置有潜水泵，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐内的潜水泵分别通过注水管与采样水接口、净化水接口和矿泉水接口连接，自备水接口通过注水管连接有自备水漏斗，自备水漏斗固定安装在移动箱体的顶部，各根注水管上均设置有注水电磁阀，动力电源通过逆变器分别与水质传感器、排水电磁阀、各个注水电磁阀和各个潜水泵电连接，PLC控制器分别与水质传感器、排水电磁阀、各个注水电磁阀和各个潜水泵信号连接。

电源室内安装有两块第二水平支撑板，两块第二水平支撑板将电源室分隔为三层空间，动力电源固定安装在电源室的最下层空间的底部，逆变器固定安装在电源室的最下层空间内且位于动力电源的正上方，下侧的第二水平支撑板上设置有支架和集成显示器，集成显示器放置在支架上，上侧的第二水平支撑板上设置有储物箱，储物箱内放置有若干个取样烧杯，下侧的第二水平支撑板上还放置有抽水器。

集成显示器为触摸屏，触摸屏采用无线手持式液晶显示屏，PLC控制器采用中高端模块化控制器，PLC控制器与集成显示器无线信号传输连接，PLC控制器固定安装在控制室内；

水质分析室的顶部设置有自动上水电磁炉，移动箱体的顶板后侧部通过铰链铰接有盖板，盖板扣合在水质分析室的顶部且覆盖自动上水电磁炉，动力电源与自动上水电磁炉电连接，自动上水电磁炉的底部与矿泉水储罐或净化水储罐通过第六水管连接。

采样泵和动力泵均为自吸泵，采样管采用高压钢丝管，后侧的柜门采用钢化玻璃透视门。

采用上述技术方案，移动式多功能水质分析对比一体化示教平台的工作方法，包括以下步骤：

（1）、将移动式多功能水质分析对比一体化示教平台放置在河道、湖泊或渠道的岸边堤坝上，启动采样装置采集河道、湖泊或渠道中的水样；

（2）、启动多级物理过滤装置，将采样水储罐中的采样水经四级过滤净水器过滤后进入净化水储罐；

（3）、通过水质分析装置分别对采样水、净化水、自备水和矿泉水进行检测分析，并将检测分析数据传至集成显示器上，直观分析对比。

步骤（1）具体为：将移动箱体推动至河道、湖泊或渠道的岸边堤坝上，移动到位后，使用锁定机构将移动箱体底部的四个重型静音轮锁死，操作人员将采样管从自动收管器中拉出一定长度，并将采样管的进水口没入河道、湖泊或渠道的水面下,过滤阀和底阀同样均位于水面下，起到过滤作用，避免吸入漂浮物，通过PLC控制器控制启动采样泵工作，则采样泵将河道、湖泊或渠道中的水通过采样管和第一水管抽至采样水储罐中，当采样水储罐内水位低于设定的低水位时，采样水储罐内的水位开关反馈信号给PLC控制器，PLC控制器控制采样泵持续工作，当采样水储罐内水位高于设定的高水位时，采样水储罐内的水位开关反馈信号给PLC控制器，PLC控制器控制采样泵停止工作，如此，始终保证采样水储罐内的采样水的水位在低水位和高水位之间，以便后续工序使用；

步骤（2）具体为：通过PLC控制器控制启动动力泵工作，动力泵将采样水储罐中的采样水通过第二水管抽入四级过滤净水器，采样水经四级过滤净水器的四级过滤后通过第三水管进入净化水储罐，当净化水储罐中水位高于设定的高水位时，净化水储罐内的水位开关反馈信号给PLC控制器，PLC控制器控制动力泵停止工作，停止多级过滤过程，使动力泵进入待机状态；四级过滤净水器采用组合式透明过滤器，方便增减过滤器级数、更换过滤顺序和直观演示过滤过程。

步骤（3）具体为：操作人员通过PLC控制器分别将采样水储罐中的采样水、净化水储罐中的净化水和矿泉水储罐中的矿泉水通过潜水泵分次抽入检测管内，每次仅检测一种水样，当检测采样水的水质时，启动采样水储罐内的潜水泵，采样水储罐内的潜水泵将采样水从采样水储罐内抽出，并通过注水管将采样水从采样水接口注入检测管内，此时，排水电磁阀处于关闭状态，与采样水接口连接的注水管上的注水电磁阀打开，其余三个注水电磁阀关闭，当检测管内的采样水从检测管的右端口溢出时，关闭采样水储罐内的潜水泵和与采样水接口连接的注水管上的注水电磁阀，而溢出的采样水进入水槽中并通过第二排水管排出，经第五水管排出至废水储罐，水质传感器对检测管内的采样水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器，PLC控制器再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器，当采样水检测完毕后，通过PLC控制器控制打开排水电磁阀，采样水从检测管中排出并经第四水管流入废水储罐，然后，通过PLC控制器启动矿泉水储罐内的潜水泵，打开与矿泉水接口连接的注水管上的注水电磁阀，矿泉水储罐内的潜水泵将矿泉水从矿泉水储罐内抽出，并通过注水管将矿泉水从矿泉水接口注入检测管内，矿泉水进入检测管内后自右向左流动并冲洗检测管内壁和水质传感器，再从检测管的左端经由第一排水管排出，通过第四水管流入至废水储罐中，实现清洗检测管和水质传感器的功能；清洗完检测管和水质传感器后，关闭矿泉水储罐内的潜水泵和排水电磁阀，然后对净化水进行水质分析，启动净化水储罐内的潜水泵，与净化水接口连接的注水管上的注水电磁阀打开，其余三个注水电磁阀关闭，则净化水储罐内的潜水泵将净化水从净化水储罐内抽出，并通过注水管将净化水从净化水接口注入检测管内，当检测管内的净化水从检测管的右端口溢出时，关闭净化水储罐内的潜水泵与净化水接口连接的注水管上的注水电磁阀，而溢出的净化水进入水槽中并通过第二排水管排出，经第五水管排出至废水储罐，水质传感器对检测管内的净化水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器，PLC控制器再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器，当净化水检测完毕后，通过PLC控制器控制打开排水电磁阀，净化水从检测管中排出并经第四水管流入废水储罐，然后，通过PLC控制器启动矿泉水储罐内的潜水泵，打开与矿泉水接口连接的注水管上的注水电磁阀，再次对检测管和水质传感器进行清洗；清洗完检测管和水质传感器后，关闭矿泉水储罐内的潜水泵和排水电磁阀，然后，对操作人员的自备水进行水质分析，与自备水接口连接的注水管上的注水电磁阀打开，其余三个注水电磁阀关闭，将自备水倒入自备水漏斗，并通过注水管从自备水接口进入检测管内，当检测管内的自备水从检测管的右端口溢出时，不再通过自备水漏斗向检测管内加自备水，关闭与自备水接口连接的注水管上的注水电磁阀，而溢出的自备水进入水槽中并通过第二排水管排出，经第五水管排出至废水储罐，水质传感器对检测管内的自备水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器，PLC控制器再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器，当自备水检测完毕后，通过PLC控制器控制打开排水电磁阀，自备水从检测管中排出并经第四水管流入废水储罐，然后，通过PLC控制器启动矿泉水储罐内的潜水泵，打开与矿泉水接口连接的注水管上的注水电磁阀，再次对检测管和水质传感器进行清洗；清洗完检测管和水质传感器后，关闭排水电磁阀，然后对矿泉水进行水质分析，矿泉水储罐内的潜水泵将矿泉水从矿泉水储罐内抽出，并通过注水管将矿泉水从矿泉水接口注入检测管内，当检测管内的矿泉水从检测管的右端口溢出时，关闭矿泉水储罐内的潜水泵，而溢出的矿泉水进入水槽中并通过第二排水管排出，经第五水管排出至废水储罐，水质传感器对检测管内的矿泉水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器，PLC控制器再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器，当矿泉水检测完毕后，通过PLC控制器控制打开排水电磁阀，矿泉水从检测管中排出并经第四水管流入废水储罐；如此，操作人员可以打开移动箱体左侧的柜门，将集成显示器从支架上取下，手持集成显示器，对采样水、净化水、自备水和矿泉水的水质参数数据与饮用自来水水质数据进行直观对比分析。

为便于直接观察，还可以从储物箱中取出四个取样烧杯，使用抽水器分别从采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐中抽出一部分水样到各个取样烧杯中，再将自备水倒入一个取样烧杯中，这样将四个取样烧杯摆放在一起，人眼可以直观观察四个取样烧杯中不同水样的洁净度和透明度；

水质分析室的顶部设置有自动上水电磁炉，想要饮水时，打开盖板，将与自动上水电磁炉相匹配的水壶放在自动上水电磁炉上，通过操控自动上水电磁炉上的控制面板，便可通过第六水管将矿泉水储罐中的矿泉水或净化水储罐中达到引用标准的净化水上至水壶内，启动自动上水电磁炉的加热功能，便可将水壶中的水加热、保温，从而实现饮水的目的；

由于后侧的柜门采用钢化玻璃透视门，所以无需打开后侧的柜门，人员便可直接观察水质分析室内的所有情况。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明能够用在河道、湖泊或渠道等室外场合，也能用在实验室场合，集采样、多级物理过滤、水质分析、水质参数对比、展示与教学和饮水使用等多重功能于一体，能面向普通人员展示水体物理净化过程和水质参数对比，有助于普通人员了解常规水质参数（水质参数是用以表示水环境（水体）质量优劣程度和变化趋势的水中各种物质的特征指标）的意义，有利于宣传水质保护工作，提高人们水质保护意识，具有极大的社会和民生意义。

附图说明

图1是本发明的前视图。

图2是本发明的左视图。

图3是图1中A-A向剖视图。

图4是图3中B-B向剖视图。

图5是本发明的俯视图。

图6是图1中C-C向剖视图。

图7是图1中D-D向剖视图。

图8是图1中E-E向剖视图。

图9是图1中F-F向剖视图。

图10是本发明的工作原理示意图。

图11是本发明的水质分析装置的结构示意图。

图12是本发明的水质分析装置的俯视图。

图13是本发明的水质分析装置的左视图。

图14是图12中G-G向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-图14所示，移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，包括移动箱体1，移动箱体1内设置有采样装置、采样水储罐2、净化水储罐3、矿泉水储罐4、废水储罐5、多级物理过滤装置、水质分析装置、动力电源6（蓄电池）、逆变器7和PLC控制器43，采样装置的进水口伸入到采样地点（河道、湖泊或渠道）的水面下，采样装置的出水口与采样水储罐2的进水口连接，采样水储罐2的出水口与多级物理过滤装置的进水口连接，多级物理过滤装置的出水口与净化水储罐3的进水口连接，采样水储罐2、净化水储罐3、矿泉水储罐4分别与水质分析装置的进水口连接，水质分析装置的出水口与废水储罐5的进水口连接，动力电源6与逆变器7电连接，逆变器7分别与采样装置、多级物理过滤装置、水质分析装置和PLC控制器43电连接，PLC控制器43分别与采样装置、多级物理过滤装置和水质分析装置信号连接。

移动箱体1为金属箱柜，移动箱体1内通过前后间隔设置的两块防护绝缘隔板45由后到前分隔为控制室8、电源室9和水质分析室10，移动箱体1的底部四周均安装有带锁定机构的重型静音轮11，移动箱体1的前侧、后侧、左侧和右侧均安装有柜门12，左侧和右侧的柜门12的下侧部均开设有透气防尘窗口13，左侧的柜门12的下侧部还安装有与电源室9左右对应的排风机44，动力电源6通过逆变器7与排风机44电连接。排风机44用于保持电源室9内通风干燥。

采样装置包括采样泵14、采样管15和自动收管器16，水质分析室10内安装有两块上下间隔设置的第一水平支撑板17，两块第一水平支撑板17将水质分析室10分隔为三层空间，采样泵14、自动收管器16和废水储罐5均固定安装在水质分析室10的最下层空间的底部，采样管15安装在自动收管器16上，采样管15的出水口与采样泵14的抽水口连接，采样管15的进水口伸出移动箱体1并伸入到采样地点的水面下，采样管15的进水口侧沿水流方向依次安装有过滤阀18和底阀19，采样水储罐2、净化水储罐3和矿泉水储罐4左右间隔固定安装在下侧的第一水平支撑板17上表面且位于中间层空间内，采样水储罐2、净化水储罐3和矿泉水储罐4内均设置有水位开关，采样水储罐2、净化水储罐3、矿泉水储罐4和废水储罐5的一侧底部均设置有排水口，排水口处安装有水阀，采样水储罐2、净化水储罐3、矿泉水储罐4和废水储罐5的顶部均设置有带排气口和进水口的顶盖，采样泵14的出水口与采样水储罐2的进水口通过第一水管20连接，动力电源6通过逆变器7分别与采样泵14、自动收管器16和三套水位开关电连接，PLC控制器43分别与采样泵14、自动收管器16和三套水位开关信号连接。排水口、水阀和顶盖在图中未示，排水口用于将采样水储罐2、净化水储罐3、矿泉水储罐4和废水储罐5的水样排出，水阀控制排水口的启闭状态，顶盖上的排气口有利于排水顺畅。

多级物理过滤装置包括动力泵21和四级过滤净水器22，动力泵21固定安装在下侧的第一水平支撑板17上表面且位于中间层空间内，四级过滤净水器22固定安装在上侧的第一水平支撑板17上表面且位于最上层空间内，采样水储罐2的出水口和四级过滤净水器22的进水口通过第二水管23连接，动力泵21设置在第二水管23上，四级过滤净水器22的出水口和净化水储罐3的进水口通过第三水管24连接；

水质分析装置包括检测管25、顶部敞口的水槽26和呈圆柱型结构的水质传感器49，检测管25和水槽26均采用亚克力材料制成，水槽26固定安装在上侧的第一水平支撑板17上表面且位于最上层空间内，水槽26的内底部固定设置有左低右高的斜板51，斜板51的垂直投影与水槽26的底板重合，斜板51的上表面左右间隔固定设置有若干块支板52，检测管25左低右高倾斜固定设置各块支板52上且位于在水槽26内顶部，检测管25的左端下部固定连接有一根与检测管25连通的第一排水管53，第一排水管53的左端穿过水槽26的左侧板且伸出水槽26，第一排水管53的左端安装有排水电磁阀27，检测管25的右端敞口，水槽26的右侧板中部开设有上侧、左侧和右侧均敞口的缺口50，水质传感器49的外径小于检测管25的内径，水质传感器49的左端穿过检测管25的右端口并插入检测管25内，水质传感器49的右端穿过缺口50，水质传感器49的右侧部外圆周下侧面与缺口的下侧边压接（可使水质传感器49左端支撑在检测管25的内壁左端，水质传感器49的底部大部分与检测管25的内壁下部不接触，实现对检测管25内的水样进行水质360°检测），第一排水管53的左端和废水储罐5通过第四水管28连接，水槽26的左侧板底部安装有第二排水管29，第二排水管29的右端口与水槽26的槽底最低处齐平，第二排水管29的左端和废水储罐5通过第五水管30连接，检测管25的上侧管壁沿其长度方向间隔设置有四个进水接口，四个进水接口由左到右依次分别为自备水接口33、采样水接口31、净化水接口32和矿泉水接口34，（自备水接口33、采样水接口31和净化水接口32在左右方向上的顺序是任意的顺序，而本发明中的顺序只是一种描述，不够成对技术方案本身的限制，矿泉水接口34则是必须位于最右侧的，如此，每次水质分析后便可以实现清洗的功能），矿泉水储罐4中储存有矿泉水，采样水储罐2、净化水储罐3和矿泉水储罐4内均设置有潜水泵，采样水储罐2、净化水储罐3和矿泉水储罐4内的潜水泵48分别通过注水管35与采样水接口31、净化水接口32和矿泉水接口34连接，自备水接口33通过注水管35连接有自备水漏斗，自备水漏斗固定安装在移动箱体1的顶部，各根注水管35上均设置有注水电磁阀41，动力电源6通过逆变器7分别与水质传感器49、排水电磁阀27、各个注水电磁阀41和各个潜水泵电连接，PLC控制器43分别与水质传感器49、排水电磁阀27、各个注水电磁阀41和各个潜水泵信号连接。

电源室9内安装有两块第二水平支撑板36，两块第二水平支撑板36将电源室9分隔为三层空间，动力电源6固定安装在电源室9的最下层空间的底部，逆变器7固定安装在电源室9的最下层空间内且位于动力电源6的正上方，下侧的第二水平支撑板36上设置有支架37和集成显示器39，集成显示器39放置在支架37上，上侧的第二水平支撑板36上设置有储物箱38，储物箱38内放置有若干个取样烧杯，下侧的第二水平支撑板36上还放置有抽水器42。

集成显示器39为触摸屏，触摸屏采用无线手持式液晶显示屏，PLC控制器43采用中高端模块化控制器，PLC控制器43与集成显示器39无线信号传输连接，PLC控制器43固定安装在控制室8内；

水质分析室10的顶部设置有自动上水电磁炉40，移动箱体1的顶板后侧部通过铰链铰接有盖板47，盖板47扣合在水质分析室10的顶部且覆盖自动上水电磁炉40，动力电源6与自动上水电磁炉40电连接，自动上水电磁炉40的底部与矿泉水储罐4或净化水储罐3通过第六水管46连接。

采样泵14和动力泵21均为自吸泵，采样管15采用高压钢丝管，后侧的柜门12采用钢化玻璃透视门。

自动收管器16、逆变器7、PLC控制器43、重型静音轮11、排风机44、采样泵14、水位开关、动力泵21、四级过滤净水器22、排水电磁阀27、水质传感器49、潜水泵48、注水电磁阀41、取样烧杯、抽水器42、集成显示器39和自动上水电磁炉40均是现有常规设计，具体构造和工作原理不再赘述。

水质传感器49能够检测八种水质参数：COD、TOC、NO3-N、NH4-N、Conductivity、pH、Free Chlorine和Turbidity，水质传感器49是在市场上购置的。

采用上述技术方案，移动式多功能水质分析对比一体化示教平台的工作方法，包括以下步骤：

（1）、将移动式多功能水质分析对比一体化示教平台放置在河道、湖泊或渠道的岸边堤坝上，启动采样装置采集河道、湖泊或渠道中的水样；

（2）、启动多级物理过滤装置，将采样水储罐2中的采样水经四级过滤净水器22过滤后进入净化水储罐3；

（3）、通过水质分析装置分别对采样水、净化水、自备水和矿泉水进行检测分析，并将检测分析数据传至集成显示器39上，直观分析对比。

步骤（1）具体为：将移动箱体1推动至河道、湖泊或渠道的岸边堤坝上，移动到位后，使用锁定机构将移动箱体1底部的四个重型静音轮11锁死，操作人员将采样管15从自动收管器16中拉出一定长度，并将采样管15的进水口没入河道、湖泊或渠道的水面下,过滤阀18和底阀19同样均位于水面下，起到过滤作用，避免吸入漂浮物，通过PLC控制器43控制启动采样泵14工作，则采样泵14将河道、湖泊或渠道中的水通过采样管15和第一水管20抽至采样水储罐2中，当采样水储罐2内水位低于设定的低水位时，采样水储罐2内的水位开关反馈信号给PLC控制器43，PLC控制器43控制采样泵14持续工作，当采样水储罐2内水位高于设定的高水位时，采样水储罐2内的水位开关反馈信号给PLC控制器43，PLC控制器43控制采样泵14停止工作，如此，始终保证采样水储罐2内的采样水的水位在低水位和高水位之间，以便后续工序使用；

步骤（2）具体为：通过PLC控制器43控制启动动力泵21工作，动力泵21将采样水储罐2中的采样水通过第二水管23抽入四级过滤净水器22，采样水经四级过滤净水器22的四级过滤后通过第三水管24进入净化水储罐3，当净化水储罐3中水位高于设定的高水位时，净化水储罐3内的水位开关反馈信号给PLC控制器43，PLC控制器43控制动力泵21停止工作，停止多级过滤过程，使动力泵21进入待机状态；四级过滤净水器22采用组合式透明过滤器，方便增减过滤器级数、更换过滤顺序和直观演示过滤过程。

步骤（3）具体为：操作人员通过PLC控制器43分别将采样水储罐2中的采样水、净化水储罐3中的净化水和矿泉水储罐4中的矿泉水通过潜水泵48分次抽入检测管25内，每次仅检测一种水样，当检测采样水的水质时，启动采样水储罐2内的潜水泵48，采样水储罐2内的潜水泵48将采样水从采样水储罐2内抽出，并通过注水管35将采样水从采样水接口31注入检测管25内，此时，排水电磁阀27处于关闭状态，与采样水接口31连接的注水管35上的注水电磁阀41打开，其余三个注水电磁阀41关闭，当检测管25内充入的采样水从检测管25的右端口溢出时，关闭采样水储罐2内的潜水泵48和与采样水接口31连接的注水管35上的注水电磁阀41，而溢出的采样水进入水槽26中并通过第二排水管29排出，经第五水管30流入废水储罐5，水质传感器49对检测管25内的采样水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器43，PLC控制器43再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器39，当采样水检测完毕后，通过PLC控制器43控制打开排水电磁阀27，采样水从检测管25中排出并经第四水管28流入废水储罐5，然后，通过PLC控制器43启动矿泉水储罐4内的潜水泵48，打开与矿泉水接口34连接的注水管35上的注水电磁阀41，矿泉水储罐4内的潜水泵48将矿泉水从矿泉水储罐4内抽出，并通过注水管35将矿泉水从矿泉水接口34注入检测管25内，矿泉水进入检测管25内后自右向左流动并冲洗检测管25内壁和水质传感器49，再从检测管25的左端经由第一排水管53排出，通过第四水管28流入废水储罐5中，实现清洗检测管25和水质传感器49的功能；清洗完检测管25和水质传感器49后，关闭矿泉水储罐4内的潜水泵48和排水电磁阀27，然后对净化水进行水质分析，启动净化水储罐3内的潜水泵48，与净化水接口32连接的注水管35上的注水电磁阀41打开，其余三个注水电磁阀41关闭，则净化水储罐3内的潜水泵48将净化水从净化水储罐3内抽出，并通过注水管35将净化水从净化水接口32注入检测管25内，当检测管25内的净化水并从检测管25的右端口溢出时，关闭净化水储罐3内的潜水泵48与净化水接口32连接的注水管35上的注水电磁阀41，而溢出的净化水进入水槽26中并通过第二排水管29排出，经第五水管30流入废水储罐5，水质传感器49对检测管25内的净化水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器43，PLC控制器43再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器39，当净化水检测完毕后，通过PLC控制器43控制打开排水电磁阀27，净化水从检测管25中排出并经第四水管28流入废水储罐5，然后，通过PLC控制器43启动矿泉水储罐4内的潜水泵48，打开与矿泉水接口34连接的注水管35上的注水电磁阀41，再次对检测管25和水质传感器49进行清洗；清洗完检测管25和水质传感器49后，关闭矿泉水储罐4内的潜水泵48和排水电磁阀27，然后，对操作人员的自备水进行水质分析，与自备水接口33连接的注水管35上的注水电磁阀41打开，其余三个注水电磁阀41关闭，将自备水倒入自备水漏斗，并通过注水管35从自备水接口33进入检测管25内，当检测管25内的自备水从检测管25的右端口溢出时，不再通过自备水漏斗向检测管25内加自备水，关闭与自备水接口33连接的注水管35上的注水电磁阀41，而溢出的自备水进入水槽26中并通过第二排水管29排出，经第五水管30流入废水储罐5，水质传感器49对检测管25内的自备水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器43，PLC控制器43再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器39，当自备水检测完毕后，通过PLC控制器43控制打开排水电磁阀27，自备水从检测管25中排出并经第四水管28流入废水储罐5，然后，通过PLC控制器43启动矿泉水储罐4内的潜水泵48，打开与矿泉水接口34连接的注水管35上的注水电磁阀41，再次对检测管25和水质传感器49进行清洗；清洗完检测管25和水质传感器49后，关闭排水电磁阀27，然后对矿泉水进行水质分析，矿泉水储罐4内的潜水泵48将矿泉水从矿泉水储罐4内抽出，并通过注水管35将矿泉水从矿泉水接口34注入检测管25内，当检测管25内的矿泉水从检测管25的右端口溢出时，关闭矿泉水储罐4内的潜水泵48，而溢出的矿泉水进入水槽26中并通过第二排水管29排出，经第五水管30流入废水储罐5，水质传感器49对检测管25内的矿泉水进行水质分析，并将分析的水质参数反馈到PLC控制器43，PLC控制器43再将水质参数处理后通过无线传输至集成显示器39，当矿泉水检测完毕后，通过PLC控制器43控制打开排水电磁阀27，矿泉水从检测管25中排出并经第四水管28流入废水储罐5；操作人员可以打开移动箱体1左侧的柜门12，将集成显示器39从支架37上取下，手持集成显示器39，对采样水、净化水、自备水和矿泉水的水质参数数据与饮用自来水水质数据进行直观对比分析；

为便于直接观察，还可以从储物箱38中取出四干个取样烧杯，使用抽水器42分别从采样水储罐2、净化水储罐3和矿泉水储罐4中抽出一部分水样到各个取样烧杯中，再将自备水倒入一个取样烧杯中，这样将四个取样烧杯摆放在一起，人眼可以直观观察四个取样烧杯中不同水样的洁净度和透明度；

水质分析室10的顶部设置有自动上水电磁炉40，想要饮水时，打开盖板47，将与自动上水电磁炉40相匹配的水壶放在自动上水电磁炉40上，通过操控自动上水电磁炉40上的控制面板，便可通过第六水管46将矿泉水储罐4中的矿泉水或净化水储罐3中达到引用标准的净化水上至水壶内，启动自动上水电磁炉40的加热功能，便可将水壶中的水加热、保温，从而实现饮水的目的；

由于后侧的柜门12采用钢化玻璃透视门，所以无需打开后侧的柜门12，人员便可直接观察水质分析室10内的所有情况。

本发明能够用在河道、湖泊或渠道等室外场合，也能用在实验室场合，集采样、多级物理过滤、水质分析、水质参数对比、展示与教学和饮水使用等多重功能于一体，能面向普通人员展示水体物理净化过程和水质参数对比，有助于普通人员了解常规水质参数（水质参数是用以表示水环境（水体）质量优劣程度和变化趋势的水中各种物质的特征指标）的意义，有利于宣传水质保护工作，提高人们水质保护意识，具有极大的社会和民生意义。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，其特征在于：包括移动箱体，移动箱体内设置有采样装置、采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐、废水储罐、多级物理过滤装置、水质分析装置、动力电源、逆变器和PLC控制器，采样装置的进水口伸入到采样地点的水面下，采样装置的出水口与采样水储罐的进水口连接，采样水储罐的出水口与多级物理过滤装置的进水口连接，多级物理过滤装置的出水口与净化水储罐的进水口连接，采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐分别与水质分析装置的进水口连接，水质分析装置的出水口与废水储罐的进水口连接，动力电源与逆变器电连接，逆变器分别与采样装置、多级物理过滤装置、水质分析装置和PLC控制器电连接，PLC控制器分别与采样装置、多级物理过滤装置和水质分析装置信号连接。

2.根据权利要求1所述的移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，其特征在于：移动箱体为金属箱柜，移动箱体内通过前后间隔设置的两块防护绝缘隔板由后到前分隔为控制室、电源室和水质分析室，移动箱体的底部四周均安装有带锁定机构的重型静音轮，移动箱体的前侧、后侧、左侧和右侧均安装有柜门，左侧和右侧的柜门的下侧部均开设有透气防尘窗口，左侧的柜门的下侧部还安装有与电源室左右对应的排风机，动力电源通过逆变器与排风机电连接。

3.根据权利要求2所述的移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，其特征在于：采样装置包括采样泵、采样管和自动收管器，水质分析室内安装有两块上下间隔设置的第一水平支撑板，两块第一水平支撑板将水质分析室分隔为三层空间，采样泵、自动收管器和废水储罐均固定安装在水质分析室的最下层空间的底部，采样管安装在自动收管器上，采样管的出水口与采样泵的抽水口连接，采样管的进水口伸出移动箱体并伸入到采样地点的水面下，采样管的进水口侧沿水流方向依次安装有过滤阀和底阀，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐左右间隔固定安装在下侧的第一水平支撑板上表面且位于中间层空间内，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐内均设置有水位开关，采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐和废水储罐的一侧底部均设置有排水口，排水口处安装有水阀，采样水储罐、净化水储罐、矿泉水储罐和废水储罐的顶部均设置有带排气口和进水口的顶盖，采样泵的出水口与采样水储罐的进水口通过第一水管连接，动力电源通过逆变器分别与采样泵、自动收管器和三套水位开关电连接，PLC控制器分别与采样泵、自动收管器和三套水位开关信号连接。

4.根据权利要求3所述的移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，其特征在于：多级物理过滤装置包括动力泵和四级过滤净水器，动力泵固定安装在下侧的第一水平支撑板上表面且位于中间层空间内，四级过滤净水器固定安装在上侧的第一水平支撑板上表面且位于最上层空间内，采样水储罐的出水口和四级过滤净水器的进水口通过第二水管连接，动力泵设置在第二水管上，四级过滤净水器的出水口和净化水储罐的进水口通过第三水管连接；

水质分析装置包括检测管、顶部敞口的水槽和呈圆柱型结构的水质传感器，检测管和水槽均采用亚克力材料制成，水槽固定安装在上侧的第一水平支撑板上表面且位于最上层空间内，水槽的内底部固定设置有左低右高的斜板，斜板的垂直投影与水槽的底板重合，斜板的上表面左右间隔固定设置有若干块支板，检测管左低右高倾斜固定设置各块支板上且位于在水槽内顶部，检测管的左端下部固定连接有一根与检测管连通的第一排水管，第一排水管的左端穿过水槽的左侧板且伸出水槽，第一排水管的左端安装有排水电磁阀，检测管的右端敞口，水槽的右侧板中部开设有上侧、左侧和右侧均敞口的缺口，水质传感器的外径小于检测管的内径，水质传感器的左端穿过检测管的右端口并插入检测管内，水质传感器的右端穿过缺口，水质传感器的右侧部外圆周下侧面与缺口的下侧边压接，第一排水管的左端和废水储罐通过第四水管连接，水槽的左侧板底部安装有第二排水管，第二排水管的右端口与水槽的槽底最低处齐平，第二排水管的左端和废水储罐通过第五水管连接，检测管的上侧管壁沿其长度方向间隔设置有四个进水接口，四个进水接口由左到右依次分别为自备水接口、采样水接口、净化水接口和矿泉水接口，矿泉水储罐中储存有矿泉水，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐内均设置有潜水泵，采样水储罐、净化水储罐和矿泉水储罐内的潜水泵分别通过注水管与采样水接口、净化水接口和矿泉水接口连接，自备水接口通过注水管连接有自备水漏斗，自备水漏斗固定安装在移动箱体的顶部，各根注水管上均设置有注水电磁阀，动力电源通过逆变器分别与水质传感器、排水电磁阀、各个注水电磁阀和各个潜水泵电连接，PLC控制器分别与水质传感器、排水电磁阀、各个注水电磁阀和各个潜水泵信号连接。

5.根据权利要求4所述的移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，其特征在于：电源室内安装有两块第二水平支撑板，两块第二水平支撑板将电源室分隔为三层空间，动力电源固定安装在电源室的最下层空间的底部，逆变器固定安装在电源室的最下层空间内且位于动力电源的正上方，下侧的第二水平支撑板上设置有支架和集成显示器，集成显示器放置在支架上，上侧的第二水平支撑板上设置有储物箱，储物箱内放置有若干个取样烧杯，下侧的第二水平支撑板上还放置有抽水器。

6.根据权利要求5所述的移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，其特征在于：集成显示器为触摸屏，触摸屏采用无线手持式液晶显示屏，PLC控制器采用中高端模块化控制器，PLC控制器与集成显示器无线信号传输连接，PLC控制器固定安装在控制室内；

水质分析室的顶部设置有自动上水电磁炉，移动箱体的顶板后侧部通过铰链铰接有盖板，盖板扣合在水质分析室的顶部且覆盖自动上水电磁炉，动力电源与自动上水电磁炉电连接，自动上水电磁炉的底部与矿泉水储罐或净化水储罐通过第六水管连接。

7.根据权利要求6所述的移动式多功能水质分析对比一体化示教平台，其特征在于：采样泵和动力泵均为自吸泵，采样管采用高压钢丝管，后侧的柜门采用钢化玻璃透视门。

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