CN113189056B - 一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于水体监测设备技术领域，公开了一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，包括外壳，外壳开设有两滑槽，外壳的下层放置有水泵、第一直线电机和第二直线电机，水泵包括进水端和出水端，进水端和出水端分别连接有进水管和出水管，进水管和出水管分别与第一直线电机和第二直线电机的滑块连接，进水管和出水管分别滑动穿设于两滑槽，外壳的上层放置有中央控制器，外壳的上侧连接有荧光灯组件，荧光灯组件的上侧连接有监测室，监测室开设有进水口和出水口，监测室的上侧连接有感光板，感光板的上侧连接有光伏发电板，感光板电连接有显示装置；本发明解决了现有技术无法对湖泊水体藻类进行实时在线监测的问题，适用于湖泊水体藻类的在线监测。

Description

一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置

技术领域

本发明涉及水体监测设备技术领域，具体为一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置。

背景技术

随着社会和经济的发展，人类活动造成的污染加速了自然湖泊水体富营养化的进程。在自然湖泊中，藻类的分布较为广泛，其对水质环境的变化较为敏感，当水体被严重污染，水中的氮、磷、钾等含量上升时，藻类大量生长形成“水华”，随着湖泊水中的营养盐被逐渐消耗殆尽，藻类大量死亡；当水质再次转好后，藻类又会重新生长繁衍，如此反复。因此，在水环境污染程度的评价中，藻类已经成为一项重要的生物学评价指标；对于提供健康饮水的水厂来说，实时检测湖泊水体内的藻类含量是十分有必要的，通过检测水体内藻类的含量直接得到水质的好坏，根据水质情况对处理工艺进行准确的调整，既有利于保证用户的用水质量，同时水厂也可以简化工艺，降低经济成本。由于目前市场上还没有一种专门针对湖泊水体藻类的实时在线监测装置，水厂大多还在采用“事后处理”的策略，其无法及时对水体中藻类生长态势进行监测，当藻类急剧增加后，水处理工艺需要进行多次探索性的调整，不仅提高了治理水的成本，还降低了用户饮用水的质量，不利于用户的饮水健康。

发明内容

本发明意在提供一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，以解决现有技术无法对湖泊水体藻类进行实时在线监测的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的基础技术方案是：一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，包括外壳、中央控制器、荧光灯组件、监测室、感光板、水泵和显示装置，所述中央控制器和所述水泵设置在所述外壳的内侧，所述中央控制器用于控制所述水泵和所述荧光灯组件的工作，所述荧光灯组件连接在所述外壳的上侧，所述监测室连接在所述荧光灯组件的上侧，所述监测室由透明材质制成，所述监测室的两对立侧壁分别开设有进水口和出水口，所述感光板连接在所述监测室的上侧，所述中央控制器与所述感光板和所述显示装置电连接，所述显示装置用于显示所述感光板上藻类的基础数据，所述水泵包括进水端和出水端，所述进水端连接有进水管，所述出水端连接有出水管，所述进水管设置在所述进水口的正下方，所述出水管设置在所述出水口的正下方。

基础技术方案的原理：在线监测湖泊水体藻类的情况时，监测室处于水面的下侧，中央控制器控制荧光灯组件的工作，荧光灯对监测室内的水体进行照射，监测室由透明材料制成，感光板连接在监测室的上侧，荧光灯经过水体和监测室后使感光板感光，荧光灯在照射水体时，水体内有藻类细胞的地方光线会变暗，出现暗光斑，由于不同藻类细胞对光线的透射率和吸收率不同，还会导致暗光斑呈现不同亮度和不同颜色，显示装置实时在线显示感光板上的暗光斑的数量、亮度和颜色，即实现对水体内藻类进行实时在线监测的目的；中央控制器在打开荧光灯组件的同时也打开水泵，水从进水管进，出水管出，即处于监测室下侧的水处于持续流动的状态，由于流体的特性，监测室内的水也会持续不断的从进水口流进，出水口流出，即监测室内的水也一直处于流动的状态，上述对水体内藻类的监测还是对流动水体进行的。

基础技术方案的有益效果是：显示装置对不同亮度和不同颜色的暗光斑进行计量，对应得知水体内藻类的数量、种类及分布情况，监测得到的数据齐全，有利于后期对水体处理工艺的调整；在监测的过程中，水体一直处于流动状态，水体内的藻类也处于一直流动混合的状态，使得监测得到的数据平均、准确，避免了偶然监测的偶然性误差，保证了本在线监测装置对水体藻类监测的精准性。

优选地，所述进水端和所述出水端均连接有连接软管，所述进水端与所述进水管、所述出水端与所述出水管均通过所述连接软管连接，所述外壳的内侧连接有第一直线电机和第二直线电机，所述第一直线电机的滑块与所述进水管固定连接，所述第二直线电机的滑块与所述出水管固定连接，所述外壳的两对立侧壁开设有滑槽，所述进水管和所述出水管分别滑动穿设于两所述滑槽，所述中央控制器控制所述第一直线电机和所述第二直线电机的工作。

通过上述设置，中央控制器控制两直线电机的工作，第一直线电机和第二直线电机运行时滑块沿着其滑轨上下运动，进水管和出水管分别与第一直线电机和第二直线电机的滑块固定连接，滑块上下滑动带动进水管和出水管随之一起上下滑动，使得进水管和出水管既可以处于相同高度，进水管与出水管之间也可以存在高度差，在水泵的作用下，处于监测室正下方的水依然从由进水管进，出水管出，由于流体的特性监测室内的水也从进水口进，出水口出，显然进水管和出水管沿着直线电机的滑轨上下运动的过程实则是调节流动水体与监测室内水体的相对高度和角度，然而不同相对高度和不同角度的流动水体对上侧水体的影响大小明显是不同的，即调节直线电机的运行高度实则在调节监测室内水体的流动速度，对于不同的监测湖泊水体和时间段选择不同的流动速度，一般对于藻类种类和数量基数大的水体选用较慢的流动速度以保证监测的准确性，反之则选用较快的流动速度以保证监测数据的均匀性，即上述方式提高装置的适用范围，保证检测的精确性。

优选地，所述连接软管为波纹管，所述监测室由无色透明的有机玻璃制成。

通过上述设置，波纹管经久耐用、性价比高，无色透明有机玻璃光学性能好，保证荧光灯对其的穿透效果，保证监测的准确性。

优选地，所述感光板的上侧连接有光伏发电板，所述光伏发电板为监测装置提供电力。

通过上述设置，利用光伏发电板发电为整个监测装置提供电力，节约能源，便于在野外湖泊内使用。

优选地，所述荧光灯组件包括多件荧光灯，多件所述荧光灯均向上设置。

通过上述设置，不同数量的荧光灯工作，感光板接收到相对应的感光区域，监测的范围也随之对应，即调节荧光灯工作的数量实现对监测范围进行调节，以便于显示装置对水体内藻类的种类及数量进行计数，保证监测的准确性；荧光灯向上设置，荧光灯垂直照射水体内的藻类，感光板上的暗光班明显。

优选地，所述显示装置连接有指示灯，所述指示灯包括绿色指示灯、黄色指示灯和红色指示灯。

通过上述设置，显示装置上设置三种不同颜色的指示灯，当水体内藻类数量处于正常范围时绿色指示灯亮，当处于设定范围临界处黄色指示灯亮，超过设定值时红色指示灯亮，工作人员可以根据指示灯的颜色初步了解湖泊水体藻类的基础情况，使用更加便捷。

附图说明

图1为本发明一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置内部的结构示意图；

附图中的对应标记的名称为：

外壳1、中央控制器2、荧光灯组件3、监测室4、进水口5、出水口6、感光板7、水泵8、进水端9、出水端10、第一直线电机11、第二直线电机12、进水管13、出水管14、连接软管15、滑槽16、显示装置17、指示灯18、光伏发电板19。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示，一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，包括外壳1、中央控制器2、荧光灯组件3、监测室4、感光板7、水泵8、第一直线电机11、第二直线电机12和显示装置17，外壳1的左右两侧均开设有滑槽16，水泵8、第一直线电机11和第二直线电机12密封放置在外壳1的下层，水泵8的左端为进水端9，水泵8的右端为出水端10，进水端9和出水端10均固定管接有连接软管15，连接软管15为波纹管，两连接软管15的自由端分别连接有进水管13和出水管14，进水管13与第一直线电机11的滑块固定粘接，进水管13的自由端穿设于左侧滑槽16，进水管13沿着左侧滑槽16上下滑动，出水管14与第二直线电机12的滑块固定粘接，出水管14的自由端穿设于右侧滑槽16，出水管14沿着右侧滑槽16上下滑动，中央控制器2密封放置在外壳1的上层，中央控制器2与荧光灯组件3、感光板7、水泵8、第一直线电机11、第二直线电机12和显示装置17电连接，中央控制器2控制荧光灯组件3、水泵8、第一直线电机11和第二直线电机12的工作，荧光灯组件3包括有多件向上照射的荧光灯，荧光灯组件3固定粘接在外壳1的上侧，监测室4固定粘接在荧光灯组件3的上侧，监测室4由无色透明的有机玻璃制成，监测室4的左右侧壁分别开设有进水口5和出水口6，进水口5设置在左侧滑槽16的正上方，出水口6设置在右侧滑槽16的正上方，感光板7固定粘接在监测室4的上侧，感光板7的上侧固定粘接有光伏发电板19，光伏发电板19为整个在线监测装置提供电力，显示装置17用于显示感光板7上藻类的数量，显示装置17连接有指示灯18，指示灯18包括绿色指示灯、黄色指示灯和红色指示灯。

具体实施过程如下：

使用本在线监测装置时，将光伏发电板19的采光侧面向阳光发电，光伏发电板19为整个在线监测装置提供电力，进水管13和出水管14分别穿出外壳1左右两侧的滑槽16，接着把整个装置放置在湖泊内，监测室4处于水面的下侧，显示装置17设置在岸边，显示装置17通过电线与感光板7连接，打开中央控制器2使其控制水泵8和荧光灯组件3工作，先将荧光灯组件3所包含的所有荧光灯全部打开，观察显示装置17上暗斑的数量、颜色及其亮度，并根据此初步判断水体内藻类的种类及数量的基数，若暗斑数量多、颜色深，则藻类的基数大，通过中央控制器2减少工作荧光灯的数量，以减小监测的范围，同时控制第一直线电机11和第二直线电机12工作，使得进水管13和出水管14向下滑动远离进水口5和出水口6，降低监测室4内水流动的速度，保证监测的准确性；反之若藻类的基数小，则工作荧光灯的数量不变，保持原监测范围，控制第一直线电机11和第二直线电机12的滑块沿着滑轨向上运动，使得进水管13和出水管14接近进水口5和出水口6，提高监测室4内水流动的速度，保证监测的均匀性，调节好监测范围和水流速度后在显示装置17上设置藻类基数的显示提醒，藻类基数处于正常范围内绿色指示灯亮，藻类基数处于设定临界时黄色指示灯亮，藻类基数超出设定数值后红色指示灯亮，整个装置对湖泊水体内藻类进行实时在线监测，操作人员借助指示灯18的显示情况初步判断水体藻类基础数据。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，其特征在于：包括外壳(1)、中央控制器(2)、荧光灯组件(3)、监测室(4)、感光板(7)、水泵(8)和显示装置(17)，所述中央控制器(2)和所述水泵(8)设置在所述外壳(1)的内侧，所述中央控制器(2)用于控制所述水泵(8)和所述荧光灯组件(3)的工作，所述荧光灯组件(3)连接在所述外壳(1)的上侧，所述监测室(4)连接在所述荧光灯组件(3)的上侧，所述监测室(4)由透明材质制成，所述监测室(4)的两对立侧壁分别开设有进水口(5)和出水口(6)，所述感光板(7)连接在所述监测室(4)的上侧，所述中央控制器(2)与所述感光板(7)和所述显示装置(17)电连接，所述显示装置(17)用于显示所述感光板(7)上藻类的基础数据，所述水泵(8)包括进水端(9)和出水端(10)，所述进水端(9)连接有进水管(13)，所述出水端(10)连接有出水管(14)，所述进水管(13)设置在所述进水口(5)的正下方，所述出水管(14)设置在所述出水口(6)的正下方；其中，所述进水端(9)和所述出水端(10)均连接有连接软管(15)，所述进水端(9)与所述进水管(13)、所述出水端(10)与所述出水管(14)均通过所述连接软管(15)连接，所述外壳(1)的内侧连接有第一直线电机(11)和第二直线电机(12)，所述第一直线电机(11)的滑块与所述进水管(13)固定连接，所述第二直线电机(12)的滑块与所述出水管(14)固定连接，所述外壳(1)的两对立侧壁开设有滑槽(16)，所述进水管(13)和所述出水管(14)分别滑动穿设于两所述滑槽(16)，所述中央控制器(2)控制所述第一直线电机(11)和所述第二直线电机(12)的工作。

2.根据权利要求1所述的一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，其特征在于：所述连接软管(15)为波纹管，所述监测室(4)由无色透明的有机玻璃制成。

3.根据权利要求1所述的一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，其特征在于：所述感光板(7)的上侧连接有光伏发电板(19)，所述光伏发电板(19)为监测装置提供电力。

4.根据权利要求1所述的一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，其特征在于：所述荧光灯组件(3)包括多件荧光灯，多件所述荧光灯均向上设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于湖泊水体藻类的在线监测装置，其特征在于：所述显示装置(17)连接有指示灯(18)，所述指示灯(18)包括绿色指示灯、黄色指示灯和红色指示灯。