CN112985905A - 取样设备及水质监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种取样设备及水质监测方法，本发明的取样设备，包括底座、设置在底座四周的漂浮物、设置在底座上部的行走机构、设置在底座下部的采样装置、设置在底座内部的控制器、与控制器连接的电源、电子罗盘仪、与控制器连接的卫星定位模块、通讯模块、手持终端，所述电源、电子罗盘仪。本发明的取样设备能够在冰面下从河流上游向下游漂浮过程中根据定位自动采样，解决了以往冬季采样时劳动强度大、危险性高、劳动效率低的技术问题。另外通过本发明的水质监测方法可以极大地缩短了取样时间，同时降低了劳动强度和冬季冰面取样的危险性。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保技术领域，尤其涉及一种取样设备及水质监测方法。
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，水质的优劣与人类健康密切。在靠近河流的地区，由于生活污水与工厂污水很多都排放到了河流中，因此造成河流的污染，一般地河流的污染状况基本上从河流上游至下游逐渐严重，为了治理河流污染，就需要分别对不同河段的水质进行采样，以往采样员都是沿着河岸走完整个河段，并在不同河段地点处采样，如果河段较长，则需要耗费较长的取样时间，且劳动强度很大。另外，尤其在冬季水面结冰的情况下，取样时需要在冰面上钻孔取水样，这种取样方式不但劳动强度更大，而且十分危险。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种取样设备，该取样设备解决了采用现有技术在冬季进行水质取样时耗费时间长、劳动强度大、不安全的技术问题。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的一种取样设备，包括底座、设置在底座四周的漂浮物、设置在底座上部的行走机构、设置在底座下部的采样装置、设置在底座内部的控制器、与控制器连接的电源、电子罗盘仪、与控制器连接的卫星定位模块、通讯模块、手持终端，所述电源、电子罗盘仪，卫星定位模块和通讯模块皆设置在底座内部，所述手持终端通过通讯模块与控制器信号连接，所述控制器与电子罗盘仪电路连接；所述行走机构包括轮胎表面带有防滑突刺的多个车轮、控制车轮转向的转向机构、驱动车轮转动的驱动机构，所述转向机构和驱动机构与控制器电路连接，所述车轮位于底座的上方；所述采样装置包括多个储液瓶、与储液瓶顶部连通的抽液管、设置在抽液管上面的蠕动泵，所述蠕动泵与控制器电路连接。
进一步，所述储液瓶的储液空间具有收缩功能。
进一步，每个储液瓶上各设置有一根抽液管，所述抽液管具备多种长度。
进一步，还包括位置固定装置，所述位置固定装置包括竖向设置在底座上部的钻头、驱动钻头转动的电机、驱动电机和钻头同步上下运动的电磁伸缩缸。
进一步，所述底座和手持终端内还设置有短程通信模块，通过短程通信模块可快速地查找取样设备在冰面下的位置。
本发明的目的之二是提供一种通过采用取样设备进行水质监测的方法，通过该水质监测方法可以极大地缩短取样时间和降低劳动强度，
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的水质监测方法，包括以下步骤：
1)记录河流沿岸排污口的位置坐标，将上述位置坐标输入到取样设备的手持终端中，并将河流的流道坐标以及上下游位置也输入到手持终端中；
2)在河流上游冰面上钻孔，然后将取样设备从冰孔处放置到冰面下，使取样设备随冰下水流向下游移动，可通过手持终端远程控制转向机构和驱动机构，进而控制取样设备在冰下的位置；
3)通过取样设备自动采取河流上游的水样，然后每当取样设备经过一个排污口位置坐标一段距离S后就自动取样一次，每取样一次自动更换一个储液瓶，直到所有水样取样完毕后，通过位置固定装置控制钻头向上运动并在冰面上钻孔进而固定取样设备，然后通过卫星定位模块查找取样设备的位置，然后回收取样设备。
进一步，步骤3中所述距离S根据以下公式获得：S＝V1L/v2，式中V1为当前水流的流速，L为当前位置处河流的水面宽度，V2为污染物在河流断面上的平均扩散速度。
本发明的有益效果：
1、本发明的取样设备能够在冰面下从河流上游向下游漂浮过程中根据定位自动采样，解决了以往冬季采样时劳动强度大、危险性高、劳动效率低的技术问题。
2、通过本发明的水质监测方法可以极大地缩短了取样时间，同时降低了劳动强度和冬季冰面取样的危险性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的取样设备的立体结构示意图；
图2为本发明的取样设备的侧视图，图中取样设备上的钻头与冰面处于固定连接状态。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明：
实施例1一种取样设备
如图1-2所示，本实施例中的取样设备，包括底座1、设置在底座四周的漂浮物2、设置在底座上部的行走机构、设置在底座下部的采样装置、设置在底座 1内部的控制器、与控制器连接的电源、电子罗盘仪、与控制器连接的卫星定位模块、通讯模块、手持终端，所述电源、电子罗盘仪，卫星定位模块和通讯模块皆设置在底座内部，所述手持终端通过通讯模块与控制器信号连接，所述控制器与电子罗盘仪电路连接；所述行走机构包括轮胎表面带有防滑突刺的多个车轮3、控制车轮转向的转向机构、驱动车轮转动的驱动机构，所述转向机构和驱动机构与控制器电路连接，所述车轮3位于底座1的上方，通过遥控方式远程控制车轮转向的结构与方法属于现有技术，因此对于转向机构和驱动机构的具体结构不再此赘述；
所述采样装置包括多个储液瓶4、与储液瓶顶部连通的抽液管5、设置在抽液管上面的蠕动泵6，所述蠕动泵与控制器电路连接。具体地，所述底座下方设置有瓶架，瓶架上设置有C型卡槽，所述储液瓶4通过C型卡槽可拆卸地固定在瓶架上；所述储液瓶的储液空间具有收缩功能，所述储液瓶可采用具有伸缩功能的由塑料材料制成的波纹管状瓶体，取样之前瓶体处于压缩状态，取样时在蠕动泵的驱动下可使瓶体膨胀伸长，上述结构设置的好处在于在采样前后取样设备的总体浮力能够保持不变，从而保持车轮与冰底面之间的抓持力不变。
工作时，通过手持终端遥控行走机构驱动取样设备在冰面下的位置，使得取样设备能够沿着河道的中部移动进行取样。
做为上述技术方案的进一步改进，每个储液瓶4上各设置有一根抽液管5，所述抽液管具备多种长度。通过设置至少两种规格长度的取样管，可以检测不同水深处的污染状况。
做为上述技术方案的进一步改进，还包括位置固定装置，所述位置固定装置包括竖向设置在底座上部的钻头6、驱动钻头转动的电机7、驱动电机和钻头同步上下运动的电磁伸缩缸8，所述控制分别与电机和电磁伸缩缸电路连接。上述结构的有益效果是当冰下水流流速较大时，可通过钻头向上钻入到冰面内，从而牢固地定位取样设备在冰面下的位置。
做为上述技术方案的进一步改进，所述底座和手持终端内还设置有短程通信模块，通过短程通信模块可快速地查找取样设备在冰面下的位置。
实施例2水质监测方法
本实施例的水质监测方法，包括以下步骤：
1)记录河流沿岸排污口的位置坐标，将上述位置坐标输入到取样设备的手持终端中，并将河流的流道坐标以及上下游位置也输入到手持终端中；
2)在河流上游冰面上钻孔，然后将取样设备从冰孔处放置到冰面下，使取样设备随冰下水流向下游移动，可通过手持终端远程控制转向机构和驱动机构，进而控制取样设备在冰下的位置；
3)通过取样设备自动采取河流上游的水样，然后每当取样设备经过一个排污口位置坐标一段距离S后就自动取样一次，每取样一次自动更换一个储液瓶，直到所有水样取样完毕后，通过位置固定装置控制钻头向上运动并在冰面上钻孔进而固定取样设备，然后通过卫星定位模块查找取样设备的位置，然后回收取样设备。所述距离S根据以下公式获得：S＝V1L/v2，式中V1为当前水流的流速，L 为当前位置处河流的水面宽度，V2为污染物在河流断面上的平均扩散速度。例如：当河流流速V1为0.4m/s，水面宽度L为50米，在河流断面上的平均扩散速度1m/s 时，取样位置距离S则为20米。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种取样设备，其特征在于：包括底座、设置在底座四周的漂浮物、设置在底座上部的行走机构、设置在底座下部的采样装置、设置在底座内部的控制器、与控制器连接的电源、电子罗盘仪、与控制器连接的卫星定位模块、通讯模块、手持终端，所述电源、电子罗盘仪，卫星定位模块和通讯模块皆设置在底座内部，所述手持终端通过通讯模块与控制器信号连接，所述控制器与电子罗盘仪电路连接；所述行走机构包括轮胎表面带有防滑突刺的多个车轮、控制车轮转向的转向机构、驱动车轮转动的驱动机构，所述转向机构和驱动机构与控制器电路连接，所述车轮位于底座的上方；所述采样装置包括多个储液瓶、与储液瓶顶部连通的抽液管、设置在抽液管上面的蠕动泵，所述蠕动泵与控制器电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种取样设备，其特征在于：所述储液瓶的储液空间具有收缩功能。
3.根据权利要求2所述的一种取样设备，其特征在于：每个储液瓶上各设置有一根抽液管，所述抽液管具备多种长度。
4.根据权利要求3所述的一种取样设备，其特征在于：还包括位置固定装置，所述位置固定装置包括竖向设置在底座上部的钻头、驱动钻头转动的电机、驱动电机和钻头同步上下运动的电磁伸缩缸。
5.一种采用如权利要求4所述的取样设备进行水质监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)记录河流沿岸排污口的位置坐标，将上述位置坐标输入到取样设备的手持终端中，并将河流的流道坐标以及上下游位置也输入到手持终端中；
2)在河流上游冰面上钻孔，然后将取样设备从冰孔处放置到冰面下，使取样设备随冰下水流向下游移动，可通过手持终端远程控制转向机构和驱动机构，进而控制取样设备在冰下的位置；
3)通过取样设备自动采取河流上游的水样，然后每当取样设备经过一个排污口位置坐标一段距离S后就自动取样一次，每取样一次更换一个储液瓶，直到所有水样取样完毕后，通过位置固定装置控制钻头向上运动并在冰面上钻孔进而固定取样设备，然后通过卫星定位模块查找取样设备的位置，然后回收取样设备。
6.根据权利要求5所述的水质监测方法，其特征在于：步骤3中所述距离S根据以下公式获得：S＝V1L/v2，式中V1为当前水流的流速，L为当前位置处河流的水面宽度，V2为污染物在河流断面上的平均扩散速度。
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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 |