CN114018849B - 一种具有远程监测功能的水质检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有远程监测功能的水质检测系统，包括：输水总管路、控制器、无线通信模块、供电模块、变径管段、储水箱及检测模块，所述变径管段的两端通过法兰连接所述输水总管路，所述变径管段通过第一出水管连接所述储水箱，所述储水箱通过第二出水管连接所述检测模块，所述检测模块电性连接所述控制器，所述控制器通过所述无线通信模块通信连接上位机，所述供电模块用于供电。本发明提供的具有远程监测功能的水质检测系统，通过光谱法和离子法相结合进行水质检测，提高了检测精度，能够对输水总管路的水实现远程监测，提高了检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，特别是涉及一种具有远程监测功能的水质检测系统。
背景技术
水质检测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。当前大部分的水质检测需要对待检测的水进行取样后，在水质实验室进行检测，在这个过程中往往需要实验人员的参与，且无法实现远程监测，水质实验室往往采用水质检测仪对水进行检测，现有的大部分的水质检测仪均为单参数检测仪，只能对检测一种参数，且对水中的一些重金属离子没有分类检测，很容易导致检测结果出现偏差。因此，设计一种具有远程监测功能的水质检测系统是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有远程监测功能的水质检测系统，通过光谱法和离子法相结合进行水质检测，提高了检测精度，能够对输水总管路的水实现远程监测，提高了检测效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种具有远程监测功能的水质检测系统，包括：输水总管路，其特征在于，还包括：控制器、无线通信模块、供电模块、变径管段、储水箱及检测模块，所述变径管段的两端通过法兰连接所述输水总管路，所述变径管段通过第一出水管连接所述储水箱，所述储水箱通过第二出水管连接所述检测模块，所述检测模块电性连接所述控制器，所述控制器通过所述无线通信模块通信连接上位机，所述供电模块用于供电；
所述检测模块包括检测桶、光谱检测部件、清洁部件、第一离子检测池及第二离子检测池，所述储水箱通过第二出水管连接所述检测桶的进水斗，所述检测桶的内部设置所述光谱检测部件，所述光谱检测部件用于通过光谱法进行水质检测，所述检测桶的外部两侧设置所述清洁部件，所述清洁部件的输出端伸入所述检测桶的内部，用于清洗所述检测桶的内部，所述检测桶内壁的左右两侧分别设置所述第一离子检测池及第二离子检测池，所述进水斗通过第三出水管连接所述第一离子检测池，所述进水斗通过第四出水管连接所述第二离子检测池，所述进水斗通过第五出水管向所述检测桶内排放水，所述第一离子检测池及所述第二离子检测池的底部分别设置第六出水管及第七出水管，用于排放检测池中的水，所述检测桶的底部设置有排水底座，所述排水底座的内部设置有排水池，所述检测桶的底部设置有排水口，所述排水口通过排水管连接所述排水池，用于将检测桶内部的水排出；
所述第一出水管、第二出水管、第三出水管、第四出水管、第五出水管、第六出水管、第七出水管及排水管上均设置有电磁阀，所述电磁阀电性连接所述控制器；
所述供电模块包括市电供电模块及太阳能供电模块，所述市电供电模块用于接入市电对系统进行供电，所述太阳能供电模块用于在室外通过太阳能对系统进行供电，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、蓄电池及充电控制器，所述太阳能设置在所述储水箱的顶部，并连接所述蓄电池，所述蓄电池连接所述充电控制器，所述充电控制器连接所述控制器。
可选的，所述第一离子检测池的内部设置有第一离子检测单元，所述第二离子检测池的内部设置有第二离子检测单元，所述第一离子检测单元及所述第二离子检测单元电性连接所述控制器，所述第一离子检测单元包括工作电极、第一参比电极及对电极，所述第二离子检测单元包括第二参比电极、氰电极、氟电极及钡电极。
可选的，所述检测桶为透明材质。
可选的，所述光谱检测部件包括检测灯、检测灯罩、检测灯安装件、光电传感器及光电传感器安装件，所述检测灯安装件设置在所述检测桶内部的底部，所述检测灯固定设置在所述检测灯安装件上，所述检测灯罩罩设在所述检测灯及检测灯安装件的外部，所述检测灯罩为透明防水材质，用于防止所述检测灯进水，所述光电传感器安装件及光电传感器均设置有两组，分别设置在所述检测桶的左右两侧，所述光电传感器安装件包括L型支架及第一电动伸缩杆，所述L型支架的短端固定连接所述检测桶的顶部，所述第一电动伸缩杆的固定部固定连接所述L型支架的长端，且所述第一电动伸缩杆的输出端向下连接所述光电传感器，所述光电传感器正对所述检测桶，用于采集检测灯对水照射过后的光电信号，所述检测灯、检测灯安装件、光电传感器及第一电动伸缩杆电性连接所述控制器。
可选的，所述检测灯安装件包括安装底座及第二电动伸缩杆，所述安装底座固定设置在所述检测桶内部的底部，所述第二电动伸缩杆固定设置在所述安装底座上，所述检测灯固定设置在所述第二电动伸缩杆的输出端，所述第二电动伸缩杆电性连接所述控制器。
可选的，所述清洁部件设置有两组，分别设置在所述检测桶左右两侧的排水底座上，所述清洁部件包括清洁水箱、水泵、清洁管及清洁喷嘴，所述清洁水箱设置在所述排水底座上，所述水泵设置在所述清洁水箱内部并连接所述清洁管，所述清洁管伸入所述检测桶内并连接所述检测桶内部的侧部固定设置的清洁喷嘴，用于对检测桶内部进行清洁。
可选的，所述检测桶包括上桶及下桶，所述上桶及下桶通过螺旋方式连接组成检测桶，用于在使用完毕时拆开检测桶对检测桶进行深度清洁，所述上桶及下桶的连接处设置有密封垫，所述密封垫用于防止检测桶漏水。
可选的，所述变径管段上还设置有流量传感器，所述流量传感器电性连接所述控制器，用于检测流过变径管段的流量。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的具有远程监测功能的水质检测系统，该系统设置有第一离子检测池及第二离子检测池，第一离子检测池中设置有第一离子检测单元，第二离子检测池中设置有第二离子检测单元，分别采用阳极溶出伏安法及离子选择电极法进行离子检测，对不同的金属离子均可以均匀检测，大大减小了检测的局限性，提高了检测范围及精度；该系统设置有光谱检测部件，包括检测灯及光电传感器，通过检测灯发射紫外线对水进行照射，通过光电传感器对照射后的水进行光电信号采集，经控制器进行分析完成光谱检测，采用离子检测和光谱检测两种方法，提高了检测精度；该系统设置有清洁部件，当检测完毕后，控制器控制水泵开启，清洁水箱的水通过清洁管流入清洁喷嘴，对检测桶内进行清洗，清洗完毕后若检测桶内部未清洗干净，则可以通过旋转拆分检测桶的上桶及下桶，对其进行机械清洗；该系统设置有太阳能供电模块及市电供电模块，能够通过市电及太阳能进行供电，当在室外时可通过太阳能供电模块进行供电，节约能源，在室内时可用室内电源进行供电，十分方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例具有远程监测功能的水质检测系统结构示意图；
图2为本发明实施例具有远程监测功能的水质检测系统电气连接示意图。
附图标记：1、变径管段；2、法兰；3、输水总管路；4、流量传感器；5、第一出水管；6、电磁阀；7、储水箱；8、液位传感器；9、第二出水管；10、进水斗；11、上桶；12、密封垫；13、下桶；14、第三出水管；15、第四出水管；16、第六出水管；17、第七出水管；18、L型支架；19、第一电动伸缩杆；20、光电传感器；21、清洁管；22、清洁水箱；23、水泵；24、排水底座；25、清洁喷嘴；26、检测灯罩；27、检测灯；28、安装底座；29、排水管；30、排水池；31、第五出水管；32、第一离子检测池；33、第二离子检测池；34、控制器；35、第二离子检测单元；36、第一离子检测单元；37、光谱检测部件；38、无线通信模块；39、清洁部件；40、充电控制器；41、上位机；42、第二电动伸缩杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种具有远程监测功能的水质检测系统，通过光谱法和离子法相结合进行水质检测，提高了检测精度，能够对输水总管路的水实现远程监测，提高了检测效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1及图2所示，本发明实施例提供的具有远程监测功能的水质检测系统，包括：输水总管路3、控制器34、无线通信模块38、供电模块、变径管段1、储水箱7及检测模块，所述变径管段1的两端通过法兰2连接所述输水总管路3，所述变径管段1通过第一出水管5连接所述储水箱7，所述储水箱7通过第二出水管9连接所述检测模块，所述检测模块电性连接所述控制器34，所述控制器34通过所述无线通信模块38通信连接上位机41，所述供电模块用于供电；
所述检测模块包括检测桶、光谱检测部件37、清洁部件39、第一离子检测池32及第二离子检测池33，所述储水箱7通过第二出水管9连接所述检测桶的进水斗10，所述检测桶的内部设置所述光谱检测部件37，所述光谱检测部件37用于通过光谱法进行水质检测，所述检测桶的外部两侧设置所述清洁部件39，所述清洁部件39的输出端伸入所述检测桶的内部，用于清洗所述检测桶的内部，所述检测桶内壁的左右两侧分别设置所述第一离子检测池32及第二离子检测池33，所述进水斗10通过第三出水管14连接所述第一离子检测池32，所述进水斗10通过第四出水管15连接所述第二离子检测池33，所述进水斗10通过第五出水管31向所述检测桶内排放水，所述第一离子检测池32及所述第二离子检测池33的底部分别设置第六出水管16及第七出水管17，用于排放检测池中的水，所述检测桶的底部设置有排水底座24，所述排水底座24的内部设置有排水池30，所述检测桶的底部设置有排水口，所述排水口通过排水管29连接所述排水池30，用于将检测桶内部的水排出；
所述第一出水管5、第二出水管9、第三出水管14、第四出水管15、第五出水管31、第六出水管16、第七出水管17及排水管30上均设置有电磁阀6，所述电磁阀6电性连接所述控制器34；
所述供电模块包括市电供电模块及太阳能供电模块，所述市电供电模块用于接入市电对系统进行供电，所述太阳能供电模块用于在室外通过太阳能对系统进行供电，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、蓄电池及充电控制器40，所述太阳能设置在所述储水箱7的顶部，并连接所述蓄电池，所述蓄电池连接所述充电控制器40，所述充电控制器40连接所述控制器34；
所述检测桶、储水箱7、第一离子检测池32及第二离子检测池33均设置有液位传感器8，用于判断液位是否达到指定液面。
所述第一离子检测池32的内部设置有第一离子检测单元36，所述第二离子检测池33的内部设置有第二离子检测单元35，所述第一离子检测单元36及所述第二离子检测单元35电性连接所述控制器34，所述第一离子检测单元36包括工作电极、第一参比电极及对电极，所述第二离子检测单元35包括第二参比电极、氰电极、氟电极及钡电极，所述第一离子检测单元36及第二离子检测单元35通过控制器34扩展的信号转换单元对信号进行转换，具体为，第一离子检测单元36采集的信号通过信号转换单元的信号放大器进行放大，第二离子检测单元35采集的信号通过信号转换单元的电化学信号采集器进行采集，将得到的两种信号通过信号转换单元的信号转换器进行转换，并将其发送至控制器34，控制器通过无线通信模块将其传输至上位机41。
所述检测桶为透明材质。
所述光谱检测部件37包括检测灯27、检测灯罩26、检测灯安装件、光电传感器20及光电传感器安装件，所述检测灯安装件设置在所述检测桶内部的底部，所述检测灯27固定设置在所述检测灯安装件上，所述检测灯罩罩设26在所述检测灯27及检测灯安装件的外部，所述检测灯罩26为透明防水材质，用于防止所述检测灯27进水，所述光电传感器安装件及光电传感器20均设置有两组，分别设置在所述检测桶的左右两侧，所述光电传感器安装件包括L型支架18及第一电动伸缩杆19，所述L型支架18的短端固定连接所述检测桶的顶部，所述第一电动伸缩杆19的固定部固定连接所述L型支架18的长端，且所述第一电动伸缩杆19的输出端向下连接所述光电传感器20，所述光电传感器20正对所述检测桶，用于采集检测灯27对水照射过后的光电信号，所述检测灯27、检测灯安装件、光电传感器20及第一电动伸缩杆19电性连接所述控制器34。
其中，光谱检测的原理为：光谱检测是将成分复杂的光分解为光谱线来检测含有元素的一种检测方法，它主要是由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。
所述检测灯安装件包括安装底座28及第二电动伸缩杆42，所述安装底座28固定设置在所述检测桶内部的底部，所述第二电动伸缩杆42固定设置在所述安装底座28上，所述检测灯27固定设置在所述第二电动伸缩杆42的输出端，所述第二电动伸缩杆42电性连接所述控制器34。
所述清洁部件39设置有两组，分别设置在所述检测桶左右两侧的排水底座24上，所述清洁部件39包括清洁水箱22、水泵23、清洁管21及清洁喷嘴25，所述清洁水箱22设置在所述排水底座24上，所述水泵23设置在所述清洁水箱22内部并连接所述清洁管21，所述清洁管21伸入所述检测桶内并连接所述检测桶内部的侧部固定设置的清洁喷嘴25，用于对检测桶内部进行清洁。
所述检测桶包括上桶11及下桶13，所述上桶11及下桶13通过螺旋方式连接组成检测桶，用于在使用完毕时拆开检测桶对检测桶进行深度清洁，所述上桶11及下桶13的连接处设置有密封垫12，所述密封垫12用于防止检测桶漏水。
所述变径管段1上还设置有流量传感器4，所述流量传感器4电性连接所述控制器34，用于检测流过变径管段1的流量，防止在死水的时候进行检测出现结果偏差。
所述控制器34采用单片机等，所述无线通信模块38采用WIFI模块等。
所述系统还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏设置在所述储水箱7上，并电性连接所述控制器34。
本发明的使用流程为：工作人员根据实际需求选择是否使用远程监测，若不使用，则通过触摸显示屏对控制器进行控制，若使用，则通过上位机对系统进行控制，控制器监测流量传感器的流量是否正常，防止出现在死水情况下检测，若正常，控制器控制第一出水管的电磁阀开启，将水排至储水箱，储水箱的液位传感器实时采集液位情况，当达到指定标准时控制器控制第一出水管的电磁阀关闭，控制第二出水管、第三出水管、第四出水管及第五出水管的电磁阀打开，同时检测桶、第一离子检测池及第二离子检测池的液位传感器采集水的液面信息，判断其是否达到指定位置，若达到，则控制第二出水管、第三出水管、第四出水管及第五出水管的电磁阀关闭，控制器控制第一离子检测单元及第二离子检测单元分别对第一离子检测池及第二离子检测池内的水进行检测，得到检测结果，并将其发送至控制器，控制器控制第一电动伸缩杆及第二电动伸缩杆，分别将光电传感器及检测灯送至指定位置，并控制光电传感器及检测灯开启，检测灯发射紫外线，光电传感器采集光电信号，并将其发送至控制器，控制器根据检测结果及光电信号进行分析，得到最终结果并将其显示在触摸显示屏及发送至上位机，检测完毕后，控制器控制第六出水管、第七出水管及排水管的电磁阀打开，进行排水，同时控制清洁部件开启对检测桶内部进行清洗。
本发明提供的具有远程监测功能的水质检测系统，该系统设置有第一离子检测池及第二离子检测池，第一离子检测池中设置有第一离子检测单元，第二离子检测池中设置有第二离子检测单元，分别采用阳极溶出伏安法及离子选择电极法进行离子检测，对不同的金属离子均可以均匀检测，大大减小了检测的局限性，提高了检测范围及精度；该系统设置有光谱检测部件，包括检测灯及光电传感器，通过检测灯发射紫外线对水进行照射，通过光电传感器对照射后的水进行光电信号采集，经控制器进行分析完成光谱检测，采用离子检测和光谱检测两种方法，提高了检测精度；该系统设置有清洁部件，当检测完毕后，控制器控制水泵开启，清洁水箱的水通过清洁管流入清洁喷嘴，对检测桶内进行清洗，清洗完毕后若检测桶内部未清洗干净，则可以通过旋转拆分检测桶的上桶及下桶，对其进行机械清洗；该系统设置有太阳能供电模块及市电供电模块，能够通过市电及太阳能进行供电，当在室外时可通过太阳能供电模块进行供电，节约能源，在室内时可用室内电源进行供电，十分方便。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种具有远程监测功能的水质检测系统，包括：输水总管路，其特征在于，还包括：控制器、无线通信模块、供电模块、变径管段、储水箱及检测模块，所述变径管段的两端通过法兰连接所述输水总管路，所述变径管段通过第一出水管连接所述储水箱，所述储水箱通过第二出水管连接所述检测模块，所述检测模块电性连接所述控制器，所述控制器通过所述无线通信模块通信连接上位机，所述供电模块用于供电；
所述检测模块包括检测桶、光谱检测部件、清洁部件、第一离子检测池及第二离子检测池，所述储水箱通过第二出水管连接所述检测桶的进水斗，所述检测桶的内部设置所述光谱检测部件，所述光谱检测部件用于通过光谱法进行水质检测，所述检测桶的外部两侧设置所述清洁部件，所述清洁部件的输出端伸入所述检测桶的内部，用于清洗所述检测桶的内部，所述检测桶内壁的左右两侧分别设置所述第一离子检测池及第二离子检测池，所述进水斗通过第三出水管连接所述第一离子检测池，所述进水斗通过第四出水管连接所述第二离子检测池，所述进水斗通过第五出水管向所述检测桶内排放水，所述第一离子检测池及所述第二离子检测池的底部分别设置第六出水管及第七出水管，用于排放检测池中的水，所述检测桶的底部设置有排水底座，所述排水底座的内部设置有排水池，所述检测桶的底部设置有排水口，所述排水口通过排水管连接所述排水池，用于将检测桶内部的水排出；
所述第一出水管、第二出水管、第三出水管、第四出水管、第五出水管、第六出水管、第七出水管及排水管上均设置有电磁阀，所述电磁阀电性连接所述控制器；
所述供电模块包括市电供电模块及太阳能供电模块，所述市电供电模块用于接入市电对系统进行供电，所述太阳能供电模块用于在室外通过太阳能对系统进行供电，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、蓄电池及充电控制器，所述太阳能设置在所述储水箱的顶部，并连接所述蓄电池，所述蓄电池连接所述充电控制器，所述充电控制器连接所述控制器。
2.根据权利要求1所述的具有远程监测功能的水质检测系统，其特征在于，所述第一离子检测池的内部设置有第一离子检测单元，所述第二离子检测池的内部设置有第二离子检测单元，所述第一离子检测单元及所述第二离子检测单元电性连接所述控制器，所述第一离子检测单元包括工作电极、第一参比电极及对电极，所述第二离子检测单元包括第二参比电极、氰电极、氟电极及钡电极。
3.根据权利要求2所述的具有远程监测功能的水质检测系统，其特征在于，所述检测桶为透明材质。
4.根据权利要求3所述的具有远程监测功能的水质检测系统，其特征在于，所述光谱检测部件包括检测灯、检测灯罩、检测灯安装件、光电传感器及光电传感器安装件，所述检测灯安装件设置在所述检测桶内部的底部，所述检测灯固定设置在所述检测灯安装件上，所述检测灯罩罩设在所述检测灯及检测灯安装件的外部，所述检测灯罩为透明防水材质，用于防止所述检测灯进水，所述光电传感器安装件及光电传感器均设置有两组，分别设置在所述检测桶的左右两侧，所述光电传感器安装件包括L型支架及第一电动伸缩杆，所述L型支架的短端固定连接所述检测桶的顶部，所述第一电动伸缩杆的固定部固定连接所述L型支架的长端，且所述第一电动伸缩杆的输出端向下连接所述光电传感器，所述光电传感器正对所述检测桶，用于采集检测灯对水照射过后的光电信号，所述检测灯、检测灯安装件、光电传感器及第一电动伸缩杆电性连接所述控制器。
5.根据权利要求4所述的具有远程监测功能的水质检测系统，其特征在于，所述检测灯安装件包括安装底座及第二电动伸缩杆，所述安装底座固定设置在所述检测桶内部的底部，所述第二电动伸缩杆固定设置在所述安装底座上，所述检测灯固定设置在所述第二电动伸缩杆的输出端，所述第二电动伸缩杆电性连接所述控制器。
6.根据权利要求5所述的具有远程监测功能的水质检测系统，其特征在于，所述清洁部件设置有两组，分别设置在所述检测桶左右两侧的排水底座上，所述清洁部件包括清洁水箱、水泵、清洁管及清洁喷嘴，所述清洁水箱设置在所述排水底座上，所述水泵设置在所述清洁水箱内部并连接所述清洁管，所述清洁管伸入所述检测桶内并连接所述检测桶内部的侧部固定设置的清洁喷嘴，用于对检测桶内部进行清洁。
7.根据权利要求6所述的具有远程监测功能的水质检测系统，其特征在于，所述检测桶包括上桶及下桶，所述上桶及下桶通过螺旋方式连接组成检测桶，用于在使用完毕时拆开检测桶对检测桶进行深度清洁，所述上桶及下桶的连接处设置有密封垫，所述密封垫用于防止检测桶漏水。
8.根据权利要求7所述的具有远程监测功能的水质检测系统，其特征在于，所述变径管段上还设置有流量传感器，所述流量传感器电性连接所述控制器，用于检测流过变径管段的流量。
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