CN112649243A - 一种海洋环境监测水质取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于水质取样监测技术领域，具体涉及一种海洋环境监测水质取样系统，包括漂浮机构，安装座上表面固定安装有至少两个底座，每个底座上竖直固定安装有两块相互平行的支撑板，两块支撑板之间转动安装有绕线筒；其中一个支撑板外侧固定安装有驱动电机，驱动电机的输出端固定连接绕线筒的端部；绕线筒上缠绕有第一拉线，第一拉线端部固定连接取样机构；安装座下表面通过第二拉线安装有定位锚。本发明避免了上层海水渗入水槽中，保证了对较深的海水取样的精确性。本发明避免了植物进入水槽中，提高了对海水取样的精确性；且通过毛刷对过滤片底面进行清扫，避免了植物堵塞在过滤片底部影响海水进入水槽。

Description

一种海洋环境监测水质取样系统

技术领域

本发明属于水质取样监测技术领域，具体涉及一种海洋环境监测水质取样系统。

背景技术

海洋环境指地球上广大连续的海和洋的总水域，包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、海底沉积物和海洋生物。随着人类开发海洋资源的规模日益扩大，海洋环境已受到人类活动的影响和污染。为了保护海洋环境，需要对海洋环境进行监测。在海洋环境监测中，针对水质的监测占据着重要地位。对海洋环境水质进行监测时，通常通过水质取样器对海水进行取样。

现有的海洋环境监测水质取样系统在实际使用过程中存在以下的问题：(1)在对较深的海水进行取样后将取样容器回收过程中，上层海水容易渗入取样容器中，影响取样精确性；(2)对海水取样时，海水中的植物容易混入容器中，对水质造成不利影响，同样影响取样精确性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种海洋环境监测水质取样系统，目的在于解决现有的海洋环境监测水质取样系统在实际使用过程中存在以下的问题：(1)在对较深的海水进行取样后将取样容器回收过程中，上层海水容易渗入取样容器中，影响取样精确性；(2)对海水取样时，海水中的植物容易混入容器中，对水质造成不利影响，同样影响取样精确性。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种海洋环境监测水质取样系统，包括漂浮机构，漂浮机构包括方形的安装座，安装座中部竖直贯穿开设有圆槽，安装座侧壁均匀固定有若干个气泵，气泵外固定安装有气囊。通过气泵向气囊内充气。通过气囊的浮力作用使得漂浮机构整体漂浮在海面上。安装座上表面固定安装有至少两个底座，每个底座上竖直固定安装有两块相互平行的支撑板，两块支撑板之间转动安装有绕线筒。其中一个支撑板外侧固定安装有驱动电机，驱动电机的输出端固定连接绕线筒的端部。绕线筒上缠绕有第一拉线，第一拉线端部固定连接取样机构。安装座下表面通过第二拉线安装有定位锚。通过第二拉线控制定位锚在海水中的深度，通过定位锚对漂浮机构整体进行定位。通过驱动电机带动绕线筒转动，从而通过第一拉线控制取样机构在海水中的深度。

所述取样机构包括安装板、取水箱、水槽、通水口、密封板、螺纹柱、齿轮柱、防水电机、齿轮、通气槽、过滤片和金属块。安装板为水平状态且与圆槽竖直滑动配合。第一拉线端部固定连接在安装板上表面。安装板中部竖直贯穿安装有圆柱形的取水箱。取水箱内部开设有与其轴线重合的水槽。取水箱底面开设有连通水槽底面的通水口。水槽内竖直滑动配合有水平的密封板。取水箱上表面安装有与水槽轴线重合的螺纹柱，螺纹柱底部转动连接在密封板上表面。螺纹柱顶部固定安装有与其轴线重合的齿轮柱。取水箱上表面通过电机座竖直固定安装有防水电机，防水电机的输出轴上固定安装有与齿轮柱相互啮合的齿轮。取水箱上表面开设有连通水槽顶面的通气槽。通水口内安装有过滤片。取水箱外侧壁上均匀固定安装有若干个金属块。通过金属块带动取样机构整体在海水中下沉。当取样机构到达既定的取样深度后，通过防水电机驱动齿轮转动，齿轮驱动齿轮柱和螺纹柱转动。齿轮柱和螺纹柱转动过程中带动密封板沿着水槽向上滑动。密封板沿着水槽向上滑动过程中将取水箱外的海水通过通水口吸入水槽内，水槽内的空气经通气槽排出，通过过滤片对吸入水槽内的海水进行过滤，避免海水中的植物进入水槽内。当密封板移动至水槽内的最高点后，关闭防水电机，通过驱动电机带动绕线筒转动，将取样机构整体提升至圆槽内即可。对海水取样结束后将取样机构向上提升过程中，密封板对水槽起到密封作用，避免海水通过通气槽进入密封板下方的水槽中。将取样机构向上提升过程中，位于水槽底部的通水口不会与海水发生较大的作用力，且海水压力逐渐减低，故海水不会从通水口进入水槽内，无需再对通水口进行密封。需要说明的是，驱动电机和防水电机为现有技术中可以遥控的电机，驱动电机和防水电机可以采用电池供电，可以通过采用太阳能或风能对电池进行充电。

作为本发明的一种优选技术方案，所述金属块外表面喷涂有防腐层，以避免海水对金属块造成腐蚀。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封板的外圆周面上开设有环形的第一密封槽，水槽侧壁上开设有与第一密封槽相互配合的第二密封槽。取水箱内部开设有连通第二密封槽的储油槽。水槽顶面开设有位于取水箱内部且连通储油槽的输油槽。输油槽内竖直滑动配合有升降柱。升降柱底部固定安装有与密封板上表面相互配合的支撑片。支撑片与水槽顶面之间固定连接有套设在升降柱上的第一弹簧。密封板沿着水槽向上移动过程中，当第二密封槽和第一密封槽到达相互平齐的位置时，密封板上表面抵压到支撑片并推动支撑片和升降柱上升，第一弹簧被压缩。升降柱上升时挤压输油槽和储油槽内的密封油，并将密封油挤入第二密封槽和第一密封槽内。对海水取样结束后将取样机构向上提升过程中，密封油始终填充在第二密封槽和第一密封槽内，对水槽起到密封作用，进一步避免了海水通过通气槽进入密封板下方的水槽中。

作为本发明的一种优选技术方案，所述防水电机为双轴电机，防水电机底部输出端固定安装有竖直贯穿取水箱的安装轴。安装轴上位于取水箱下方安装有安装套筒，安装套筒上固定安装有与过滤片下表面相互配合的毛刷。通过防水电机带动安装轴、安装套筒和毛刷转动，毛刷对过滤片下表面进行清理，避免海水中的植物堵塞过滤片。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装套筒竖直滑动配合在安装轴上。安装套筒上表面沿其周向均匀固定安装有若干个第一磁铁块。水箱下表面围绕安装轴均匀固定安装有若干个与第一磁铁块位置对应的第二磁铁块。安装轴底部固定安装有水平板。水平板与安装套筒下表面之间固定连接有套设在安装轴上的第二弹簧。安装轴转动过程中带动安装套筒和第一磁铁块转动，当第一磁铁块到达第二磁铁块正下方的位置时，第一磁铁块和第二磁铁块之间产生互斥力，通过互斥力作用推动安装套筒、毛刷和第一磁铁块向下移动，第二弹簧被压缩。当第一磁铁块离开第二磁铁块正下方的位置时，二者互斥力消失，第二弹簧的弹力作用推动安装套筒、毛刷和第一磁铁块向上移动。随着安装轴的持续转动，取样机构取水过程中，安装套筒、毛刷和第一磁铁块持续上下振动，从而使得附着在毛刷上的植物脱离毛刷。

作为本发明的一种优选技术方案，所述防水电机、安装轴、安装套筒和毛刷的数量至少为两个，确保毛刷能以较高频率对过滤片下表面进行清理，进一步避免了海水中的植物堵塞过滤片。

(三)有益效果

本发明至少具有如下有益效果：

(1)本发明解决了现有海洋环境监测水质取样系统在实际使用过程中存在以下的问题：在对较深的海水进行取样后将取样容器回收过程中，上层海水容易渗入取样容器中，影响取样精确性；对海水取样时，植物容易混入容器中，对水质造成不利影响，同样影响取样精确性。

(2)本发明的海洋环境监测水质取样系统对较深的海水进行取样后，通过密封板对水槽进行密封，避免了上层海水渗入水槽中；本发明通过向第一密封槽和第二密封槽内填充密封油，进一步避免了上层海水渗入水槽中，保证了对较深的海水取样的精确性。

(3)本发明的海洋环境监测水质取样系统对较深的海水进行取样时，通过过滤片对植物进行过滤，避免了植物进入水槽中，提高了对海水取样的精确性；且通过毛刷对过滤片底面进行清扫，避免了植物堵塞在过滤片底部影响海水进入水槽。

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为本发明实施例中海洋环境监测水质取样系统的内部结构示意图；

图2为本发明实施例中漂浮机构的立体结构示意图；

图3为图1中A处的放大示意图；

图4为图1中B处的放大示意图；

图5为图1中C处的放大示意图；

图6为本发明实施例中密封板的立体结构示意图。

图中：1-漂浮机构、101-安装座、102-圆槽、103-气泵、104-气囊、2-底座、3-支撑板、4-绕线筒、5-驱动电机、6-第一拉线、7-取样机构、71-安装板、72-取水箱、73-水槽、74-通水口、75-密封板、76-螺纹柱、77-齿轮柱、78-防水电机、79-齿轮、710-通气槽、711-过滤片、712-金属块、713-第一密封槽、714-第二密封槽、715-储油槽、716-输油槽、717-升降柱、718-支撑片、719-第一弹簧、720-安装轴、721-安装套筒、722-毛刷、723-第一磁铁块、724-第二磁铁块、725-水平板、726-第二弹簧、8-第二拉线、9-定位锚。

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至图6所示，本实施例提供了一种海洋环境监测水质取样系统，包括漂浮机构1，漂浮机构1包括方形的安装座101，安装座101中部竖直贯穿开设有圆槽102，安装座101侧壁均匀固定有若干个气泵103，气泵103外固定安装有气囊104。通过气泵103向气囊104内充气。通过气囊104的浮力作用使得漂浮机构1整体漂浮在海面上。安装座101上表面固定安装有至少两个底座2，每个底座2上竖直固定安装有两块相互平行的支撑板3，两块支撑板3之间转动安装有绕线筒4。其中一个支撑板3外侧固定安装有驱动电机5，驱动电机5的输出端固定连接绕线筒4的端部。绕线筒4上缠绕有第一拉线6，第一拉线6端部固定连接取样机构7。安装座101下表面通过第二拉线8安装有定位锚9。通过第二拉线8控制定位锚9在海水中的深度，通过定位锚9对漂浮机构1整体进行定位。通过驱动电机5带动绕线筒4转动，从而通过第一拉线6控制取样机构7在海水中的深度。

所述取样机构7包括安装板71、取水箱72、水槽73、通水口74、密封板75、螺纹柱76、齿轮柱77、防水电机78、齿轮79、通气槽710、过滤片711和金属块712。安装板71为水平状态且与圆槽102竖直滑动配合。第一拉线6端部固定连接在安装板71上表面。安装板71中部竖直贯穿安装有圆柱形的取水箱72。取水箱72内部开设有与其轴线重合的水槽73。取水箱72底面开设有连通水槽73底面的通水口74。水槽73内竖直滑动配合有水平的密封板75。取水箱72上表面安装有与水槽73轴线重合的螺纹柱76，螺纹柱76底部转动连接在密封板75上表面。螺纹柱76顶部固定安装有与其轴线重合的齿轮柱77。取水箱72上表面通过电机座竖直固定安装有两个防水电机78，防水电机78为双轴电机，防水电机78顶部的输出轴上固定安装有与齿轮柱77相互啮合的齿轮79。取水箱72上表面开设有连通水槽73顶面的通气槽710。通水口74内安装有过滤片711。取水箱72外侧壁上均匀固定安装有若干个金属块712。通过金属块712带动取样机构7整体在海水中下沉。金属块712外表面喷涂有防腐层，以避免海水对金属块712造成腐蚀。当取样机构7到达既定的取样深度后，通过防水电机78驱动齿轮79转动，齿轮79驱动齿轮柱77和螺纹柱76转动。齿轮柱77和螺纹柱76转动过程中带动密封板75沿着水槽73向上滑动。密封板75沿着水槽73向上滑动过程中将取水箱72外的海水通过通水口74吸入水槽73内，水槽73内的空气经通气槽710排出，通过过滤片711对吸入水槽73内的海水进行过滤，避免海水中的植物进入水槽73内。当密封板75移动至水槽73内的最高点后，关闭防水电机78，通过驱动电机5带动绕线筒4转动，将取样机构7整体提升至圆槽102内即可。对海水取样结束后将取样机构7向上提升过程中，密封板75对水槽73起到密封作用，避免海水通过通气槽710进入密封板75下方的水槽73中。将取样机构7向上提升过程中，位于水槽73底部的通水口74不会与海水发生较大的作用力，且海水压力逐渐减低，故海水不会从通水口74进入水槽73内，无需再对通水口74进行密封。需要说明的是，驱动电机5和防水电机78为现有技术中可以遥控的电机，驱动电机5和防水电机78可以采用电池供电，可以通过采用太阳能或风能对电池进行充电。

密封板75的外圆周面上开设有环形的第一密封槽713，水槽73侧壁上开设有与第一密封槽713相互配合的第二密封槽714。取水箱72内部开设有连通第二密封槽714的储油槽715。水槽73顶面开设有位于取水箱72内部且连通储油槽715的输油槽716。输油槽716内竖直滑动配合有升降柱717。升降柱717底部固定安装有与密封板75上表面相互配合的支撑片718。支撑片718与水槽73顶面之间固定连接有套设在升降柱717上的第一弹簧719。密封板75沿着水槽73向上移动过程中，当第二密封槽714和第一密封槽713到达相互平齐的位置时，密封板75上表面抵压到支撑片718并推动支撑片718和升降柱717上升，第一弹簧719被压缩。升降柱717上升时挤压输油槽716和储油槽715内的密封油，并将密封油挤入第二密封槽714和第一密封槽713内。对海水取样结束后将取样机构7向上提升过程中，密封油始终填充在第二密封槽714和第一密封槽713内，对水槽73起到密封作用，进一步避免了海水通过通气槽710进入密封板75下方的水槽73中。

防水电机78底部输出端固定安装有竖直贯穿取水箱72的安装轴720。安装轴720上位于取水箱72下方安装有安装套筒721，安装套筒721上固定安装有与过滤片711下表面相互配合的毛刷722。通过防水电机78带动安装轴720、安装套筒721和毛刷722转动，毛刷722对过滤片711下表面进行清理，避免海水中的植物堵塞过滤片711。安装套筒721竖直滑动配合在安装轴720上。安装套筒721上表面沿其周向均匀固定安装有若干个第一磁铁块723。水箱72下表面围绕安装轴720均匀固定安装有若干个与第一磁铁块723位置对应的第二磁铁块724。安装轴720底部固定安装有水平板725。水平板725与安装套筒721下表面之间固定连接有套设在安装轴720上的第二弹簧726。安装轴720转动过程中带动安装套筒721和第一磁铁块723转动，当第一磁铁块723到达第二磁铁块724正下方的位置时，第一磁铁块723和第二磁铁块724之间产生互斥力，通过互斥力作用推动安装套筒721、毛刷722和第一磁铁块723向下移动，第二弹簧726被压缩。当第一磁铁块723离开第二磁铁块724正下方的位置时，二者互斥力消失，第二弹簧726的弹力作用推动安装套筒721、毛刷722和第一磁铁块723向上移动。随着安装轴720的持续转动，取样机构7取水过程中，安装套筒721、毛刷722和第一磁铁块723持续上下振动，从而使得附着在毛刷722上的植物脱离毛刷722。

本实施例中海洋环境监测水质取样系统的工作过程如下：通过气泵103向气囊104内充气。通过气囊104的浮力作用使得漂浮机构1整体漂浮在海面上。通过第二拉线8控制定位锚9在海水中的深度，通过定位锚9对漂浮机构1整体进行定位。通过驱动电机5带动绕线筒4转动，从而通过第一拉线6控制取样机构7在海水中的深度。通过金属块712带动取样机构7整体在海水中下沉。当取样机构7到达既定的取样深度后，通过防水电机78驱动齿轮79转动，齿轮79驱动齿轮柱77和螺纹柱76转动。齿轮柱77和螺纹柱76转动过程中带动密封板75沿着水槽73向上滑动。密封板75沿着水槽73向上滑动过程中将取水箱72外的海水通过通水口74吸入水槽73内，水槽73内的空气经通气槽710排出，通过过滤片711对吸入水槽73内的海水进行过滤，避免海水中的植物进入水槽73内。防水电机78工作过程中，通过防水电机78带动安装轴720、安装套筒721和毛刷722转动，毛刷722对过滤片711下表面进行清理，避免海水中的植物堵塞过滤片711。当密封板75移动至水槽73内的最高点后，关闭防水电机78，通过驱动电机5带动绕线筒4转动，将取样机构7整体提升至圆槽102内即可。本实施例中，驱动电机5和防水电机78为现有技术中可以遥控的电机，驱动电机5和防水电机78可以采用电池供电，可以通过采用太阳能或风能对电池进行充电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种海洋环境监测水质取样系统，其特征在于：所述海洋环境监测水质取样系统包括漂浮机构(1)，漂浮机构(1)包括方形的安装座(101)，安装座(101)中部竖直贯穿开设有圆槽(102)，安装座(101)侧壁均匀固定有若干个气泵(103)，气泵(103)外固定安装有气囊(104)；安装座(101)上表面固定安装有至少两个底座(2)，每个底座(2)上竖直固定安装有两块相互平行的支撑板(3)，两块支撑板(3)之间转动安装有绕线筒(4)；其中一个支撑板(3)外侧固定安装有驱动电机(5)，驱动电机(5)的输出端固定连接绕线筒(4)的端部；绕线筒(4)上缠绕有第一拉线(6)，第一拉线(6)端部固定连接取样机构(7)；安装座(101)下表面通过第二拉线(8)安装有定位锚(9)；

所述取样机构(7)包括安装板(71)、取水箱(72)、水槽(73)、通水口(74)、密封板(75)、螺纹柱(76)、齿轮柱(77)、防水电机(78)、齿轮(79)、通气槽(710)、过滤片(711)和金属块(712)；安装板(71)为水平状态且与圆槽(102)竖直滑动配合；第一拉线(6)端部固定连接在安装板(71)上表面；安装板(71)中部竖直贯穿安装有圆柱形的取水箱(72)；取水箱(72)内部开设有与其轴线重合的水槽(73)；取水箱(72)底面开设有连通水槽(73)底面的通水口(74)；水槽(73)内竖直滑动配合有水平的密封板(75)；取水箱(72)上表面安装有与水槽(73)轴线重合的螺纹柱(76)，螺纹柱(76)底部转动连接在密封板(75)上表面；螺纹柱(76)顶部固定安装有与其轴线重合的齿轮柱(77)；取水箱(72)上表面通过电机座竖直固定安装有防水电机(78)，防水电机(78)的输出轴上固定安装有与齿轮柱(77)相互啮合的齿轮(79)；取水箱(72)上表面开设有连通水槽(73)顶面的通气槽(710)；通水口(74)内安装有过滤片(711)；取水箱(72)外侧壁上均匀固定安装有若干个金属块(712)。

2.根据权利要求1所述一种海洋环境监测水质取样系统，其特征在于：所述金属块(712)外表面喷涂有防腐层。

3.根据权利要求1所述一种海洋环境监测水质取样系统，其特征在于：所述密封板(75)的外圆周面上开设有环形的第一密封槽(713)，水槽(73)侧壁上开设有与第一密封槽(713)相互配合的第二密封槽(714)；取水箱(72)内部开设有连通第二密封槽(714)的储油槽(715)；水槽(73)顶面开设有位于取水箱(72)内部且连通储油槽(715)的输油槽(716)；输油槽(716)内竖直滑动配合有升降柱(717)；升降柱(717)底部固定安装有与密封板(75)上表面相互配合的支撑片(718)；支撑片(718)与水槽(73)顶面之间固定连接有套设在升降柱(717)上的第一弹簧(719)。

4.根据权利要求1所述一种海洋环境监测水质取样系统，其特征在于：所述防水电机(78)为双轴电机，防水电机(78)底部输出端固定安装有竖直贯穿取水箱(72)的安装轴(720)；安装轴(720)上位于取水箱(72)下方安装有安装套筒(721)，安装套筒(721)上固定安装有与过滤片(711)下表面相互配合的毛刷(722)。

5.根据权利要求4所述一种海洋环境监测水质取样系统，其特征在于：所述安装套筒(721)竖直滑动配合在安装轴(720)上；安装套筒(721)上表面沿其周向均匀固定安装有若干个第一磁铁块(723)；水箱(72)下表面围绕安装轴(720)均匀固定安装有若干个与第一磁铁块(723)位置对应的第二磁铁块(724)；安装轴(720)底部固定安装有水平板(725)；水平板(725)与安装套筒(721)下表面之间固定连接有套设在安装轴(720)上的第二弹簧(726)。

6.根据权利要求5所述一种海洋环境监测水质取样系统，其特征在于：所述防水电机(78)、安装轴(720)、安装套筒(721)和毛刷(722)的数量至少为两个。

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