CN114236082B - 一种自清洁水质检测装置及水质检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自清洁水质检测探头，包括浮体、检测模块、端盖以及清洁模块，浮体内部形成有浮腔，浮腔内设有控制模块；检测模块与所述浮体连接并位于所述浮体下方；所述检测模块包括至少一个与所述控制模块电性连接检测探头；端盖与所述检测模块的下端面对接安装以形成一容纳腔，检测探头延伸至所述容纳腔内，清洁模块，位于所述容纳腔内，所述清洁模块包括超声波模块，所述超声波模块与所述控制模块电性连接；其中，所述超声波模块用于检测所述检测探头表面的清洁度以及清洁所述检测探头和所述容纳腔。本发明能够兼具实时监测检测探头清洁度和超声波清洗功能，能够长时间保持监测探头的清洁，提高检测精度。

Description

一种自清洁水质检测装置及水质检测方法

技术领域

本发明属于水质检测设备技术领域，特别涉及一种自清洁水质检测装置及检测方法。

背景技术

水是我们生活中不可缺少的物质，它是我们生命的保证，一个好的水源对于我们的健康是至关重要的，这需要有水质检测装置为我们把关。但是，在现有的市场上存在的生活用水质量检测装置一般无法实现自我的清洁，现有的水质检测设备的检测探头需长时间浸泡在水体中，极易受到水体中藻类，颗粒物等附着，从而导致检测精度降低。现有技术中已有采用毛刷或冲洗的方式对水质检测传感器进行清洁的技术方案，例如已公开的中国专利申请CN113624932A就公开了一种水产传感器自动清洗装置，采用气泵驱动对传感器进行冲洗来保持传感器的清洁，避免传感器被杂质附着。但是，水冲洗的压力有限，对于一些附着性强的、或者时间比较长的杂质，仍然很难起到预期的清洁效果，也不能根据传感器的清洁程度进行调整。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种自清洁水质检测探头及检测方法，能够实时检测探头的清洁程度并自动进行清洁，保证水质检测结果的准确性。

一方面，本发明提供一种自清洁水质检测装置，包括：浮体，内部形成有浮腔，浮腔内设有控制模块；检测模块，与所述浮体连接并位于所述浮体下方；所述检测模块包括至少一个检测探头；所述检测探头与所述控制模块电性连接；端盖，与所述检测模块的下端面对接安装以形成一容纳腔，所述检测探头延伸至所述容纳腔内，清洁模块，位于所述容纳腔内，所述清洁模块包括超声波模块，所述超声波模块与所述控制模块电性连接；其中，所述超声波模块的工作状态包括第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态中，所述超声波模块用于检测所述检测探头表面的清洁度；在所述第二工作状态中，所述超声波模块用于清洁所述检测探头和所述容纳腔。

优选的，所述浮体内还设有与外部气体连通的气泵单元，所述端盖设有进水口、排水口以及第一通气孔，所述气泵单元通过所述第一通气孔与所述容纳腔气体连通，所述气泵单元与所述控制模块电性连接。

优选的，在所述第一工作状态中，所述气泵单元向所述容纳腔内充气以排空所述容纳腔内的水，所述控制模块控制所述超声波模块发出第一频率的超声波；在所述第二工作状态中，所述气泵单元抽吸所述容纳腔内的空气以使所述容纳腔内注水，所述控制模块控制所述超声波模块发出第二频率的超声波，其中，所述第一频率大于所述第二频率。

优选的，所述容纳腔中部形成有与所述容纳腔隔离的安装腔，所述安装腔包括驱动筒体和与驱动筒体连接的安装筒体，所述超声波模块安装在所述安装筒体的外表面，所述驱动筒体内设有一驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述超声波模块运动，以调整所述超声波模块与所述检测探头之间的位置关系。

优选的，所述驱动单元为活塞，所述驱动筒体的一端设有与所述气泵单元通气连接的第二通气孔，所述活塞通过一传动组件与所述超声波模块的底座活动连接。

优选的，所述驱动筒体和所述安装筒体之间设有伸缩筒体，所述伸缩筒体的一端与所述驱动筒体的内表面滑动密封连接，另一端与所述安装筒体上端固定连接，所述端盖中部设有容纳所述安装筒体的过孔，所述安装筒体的下端面通过一弹性密封圈与所述过孔活动连接，所述伸缩筒体在所述活塞的作用下带动所述安装筒体及所述超声波模块伸出或缩回所述过孔。

优选的，所述检测探头包括PH传感器探头、溶氧量传感器探头和浊度传感器探头中的一种或多种。

另一方面，本发明提供一种采用上述自清洁水质检测装置的水质检测方法，包括以下步骤：

S1、控制所述超声波模块处于第一工作状态，检测所述检测探头表面的清洁度；

S2、判断清洁度是否超出预设阈值范围，若是，控制所述超声波模块调节至第二工作状态，对所述检测探头和所述容纳腔进行清洁，清洁完成后返回上一步；若否，则直接进入下一步；

S3、控制所述检测探头检测容纳腔内的水质。

优选的，检测所述检测探头表面的清洁度之前还包括：通过控制气泵单元排出所述容纳腔内的水；对所述检测探头和所述容纳腔进行清洁之前还包括：通过控制气泵单元使所述容纳腔内充水。

优选的，还包括以下步骤：S4、驱动所述超声波模块伸出所述端盖，并控制所述超声波模块进入第三工作状态，所述第三工作状态包括对水域内的移动目标进行检测。

本发明通过采用超声波对检测探头的表面清洁度进行检查，能够实时监控传感器的附着程度，并以此为依据判断是否需要启动清洁模式，保证检测探头的传感器始终处于清洁状态进而保证水质检测结果的准确性。

本发明的清洗方式是超声波清洗，不仅能够有效去检测探头除附着的杂质，也能够对容纳腔内的端盖内壁进行清洁，保持容纳腔整体的清洁，避免因为前期检测的杂质残留导致二次污染。

本发明的超声波模块能够同时兼用超声波检测和超声波清洗，甚至能够伸出端盖用来检测水中的生物分布，实现多种功能的结合，能够有效分摊成本，极大提高装置的经济性和应用范围，另外，超声波模块能够根据需要发出不同频率的超声波以应对不同的工作状态，超声波模块与检测探头之间的位置关系能够动态调整，这样能够适应不同检测探头的外形特点以及清洗要求，使得本发明的水质检测装置能够同时配置多种不同的检测探头，实现多种水质检测指标的测量，能够保证清洁的同时提高检测的效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的自清洁检测装置的外形示意图；

图2示出了本发明实施例的自清洁检测装置的结构剖视图；

图3示出了图2中A处的局部放大图；

图4示出了本发明部分实施例中的自清洁检测装置的结构示意图；

图5示出了图4中B处的局部放大图；

图6示出了本发明部分实施例的水质检测方法的流程示意图；

图7示出了本发明部分实施例的水质检测方法的流程示意图；

图中：1、浮体，2、检测模块，3、端盖，4、控制模块，5、检测探头，6、容纳腔，7、清洁模块，8、超声波模块，9、空心管，10、壳体，11、气泵单元，12、进水口，13、排水口，14、第一通气孔，15、驱动筒体，16、安装筒体，17、活塞，18、第一腔室，19、第二腔室，20、驱动杆，21、第一限位板，22、第二限位板，23、止推板，24、支撑部，25、第一进气口，26、第一出气口，27、第二进气口，28、第二出气口，29、气流控制阀，30、伸缩筒体，31、齿条，32、传动齿轮，33、啮合齿，34、盖板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本发明实施例提出了一种自清洁水质检测探头，如图1和图2所示，包括：浮体1、检测模块2和端盖3，浮体1内部形成有浮腔，浮腔内设有控制模块4；检测模块2与所述浮体1连接并位于所述浮体1下方；所述检测模块2包括壳体10以及安装在壳体10上的至少一个检测探头5；所述检测探头5与所述控制模块4电性连接；端盖3与所述检测模块2的下端面对接安装以形成一容纳腔6，所述检测探头5延伸至所述容纳腔6内，清洁模块7，位于所述容纳腔6内，所述清洁模块包括超声波模块8，所述超声波模块8与所述控制模块4电性连接。

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能。检测探头的传感器由于需要浸没在水中进行检测，杂质的附着会导致检测探头的传感器表面形成凹凸不平的表面，利用超声波在这种不均匀的表面的反射的声波，来判断检测探头表面的清洁度，这个清洁度指标就可以作为判断是否需要对检测探头进行清洁的依据。而超声波在液体介质中疏密相间的向前辐射传播时，会使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡（空化核）在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，利用这种空化现象能够有效去除附着在检测探头的传感器以及容纳腔内壁的微生物等杂质。

本发明实施例利用超声波模块8发出超声波来实现检测探头表面清洁度检测和超声波清洗，能够实时的监测探头表面的附着情况，并实现深层次的清洁效果。所述超声波模块8的工作状态包括第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态中，所述超声波模块8用于检测所述检测探头5表面的清洁度；在所述第二工作状态中，所述超声波模块8用于清洁所述检测探头5和所述容纳腔6。

在一些实施例中，所述超声波模块8包括超声波发生器、超声波换能器以及超声波接收器。

特别的，由于水中的杂质较多，在水中对检测探头的清洁度进行检测时容易受到水中各种杂质的干扰，影响清洁度检测结果的准确性。

在一些实施例中，如图2所示，所述浮体内还设有气泵单元11，气泵单元11与所述控制模块4电性连接，气泵单元11通过浮体顶部的气孔与外部气体连通，所述端盖3设有进水口12、排水口13以及第一通气孔14，所述气泵单元11通过所述第一通气孔14与所述容纳腔6气体连通，通过气泵单元4向所述容纳腔6内充气或者是抽气，从而调节容纳腔内的压强进而实现容纳腔的充水或排水。

浮体1的下端连接一空心管9，检测模块2的壳体10与空心管9连接，气泵单元11的气体通路可以从空心管9的内孔穿过，与第一通气孔气体连接，也可以将空心管复用为气体管路的一部分，在两个设置连接管路或接头实现气路连接。

通过气泵单元的驱动就可以根据检测探头和超声波模块的需要使容纳腔内的介质在空气和水之间切换。在进行清洁度检测时就可以采用空气介质传播超声波，避免水中杂质的干扰；在进行清洗时就切换为水作为传播介质，提高清洗的效果，而且利用水流可以将冲洗后的杂质一起排出，避免残留在端盖内表面。

在一些实施例中，所述进水口12设有第一电磁阀，所述出水口13设有第二电磁阀，所述第一通气孔14设有第三电磁阀，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述第三电磁阀分别与所述控制模块电性连接。

在一些实施例中，在所述第一工作状态中,控制模块控制第二电磁阀和第三电磁阀打开，第一电磁阀关闭，控制气泵单元向容纳腔充气，以排空所述容纳腔内的水，然后控制模块关闭第二电磁阀和第三电磁阀，所述控制模块控制所述超声波模块的超声波换能器发出第一频率的超声波；超声波模块中的超声波接收器接收检测探头反射的声波信号，并将声波信号转化为电信号输送给控制模块，由控制模块对信号进行处理。

在所述第二工作状态中，控制模块控制第一电磁阀和第三电磁阀打开，第二电磁阀关闭，控制所述气泵单元抽吸所述容纳腔内的空气，外界的水在压力作用下从进水口进入容纳腔，直至所述检测探头的传感器所在一端完全浸没在水中，控制模块控制第一电磁阀和第三电磁阀关闭，控制模块控制所述超声波模块发出第二频率的超声波，对检测探头和容纳腔的内壁进行清洗。

由于超声波在空气中传播时能量损失会远大于在水中传播的能量损失，在一些实施例中选择不同频率的超声波分别用来进行检测和清洗，以分别实现各自目的，优选所述第一频率的取值范围为600K-3M赫兹，所述第二频率的取值范围为20K-2000K赫兹。超声波模块可以分别设置产生不同频率的超声波换能器，也可以设置多个频率相同的超声波换能器串接起来，根据需要由控制模块控制相应电极片的通电以实现输出不同频率的超声波。在本实施例中，所述第一频率大于所述第二频率。

这样利用相对高频声波在空气介质中传播实现更精准的清洁度检测，而相对低频的超声波在水中传播进行清洗，既满足不同的使用需求，又能够降低不必要的能耗，实现高效节能。

由于容纳腔是有限空间，超声波由声源向液面传播时，在液体和气体的交界面会反射回来而形成驻波。驻波的特征是在液体空间的某些地方声压最小，而在另外一些地方声压最大，这样会造成清洗不均匀的现象。

在一些实施例中，所述超声波模块与检测探头之间的位置关系可以调整变化。如图2和图3所示，所述容纳腔3中部形成有与所述容纳腔隔离的安装腔7，所述安装腔7包括驱动筒体15和与驱动筒体连接的安装筒体16，所述超声波模块8安装在所述安装筒体16的外表面，所述驱动筒体15内设有用于驱动所述超声波模块8运动的驱动单元。在所述驱动单元的驱动下，可以实现所述超声波模块与所述检测探头之间的位置关系的调整。这样能够有效避免超声波在容纳腔内传播时导致局部位置因为驻波现象影响清洗效果。

特别是，针对不同类型的检测探头，由于传感器的表面并非是完全相同的，在更换了检测探头类型或者是同时应用不同类型的检测探头时，都很可能需要重新调整超声波模块与检测探头的距离或者是角度，从而保证最优的检测准确性和清洁效果。超声波模块与检测探头之间的位置可调就能够时水质检测装置具有更强的适配性，不会出现因为检测探头类型变化导致清洁度检测不准确或清洗效果不佳。

在一些实施例中，所述驱动单元为活塞，如图3所示，活塞17将驱动筒体15分隔为第一腔室18和第二腔室19，第一腔室18设有第一进气孔25和第一排气孔26，第二腔室19设有第二进气孔27和第二排气孔28，第一进气孔和第二进气孔分别与所述气泵单元气体连通。优选的，第一进气孔25、第一排气孔26、第二进气孔27、第二排气孔28和第一通气孔14与气泵单元4之间设有一与所述控制模块4电连接的气流控制阀29，可以由控制模块4通过控制气流控制阀29实现向不同的腔内充气或排气。

所述活塞17通过一传动组件与所述超声波模块的底座活动连接。优选的，传动组件可以是齿轮齿条结构。活塞17下端设有驱动杆20，驱动杆远离活塞的一端表面形成齿条，超声波模块的底座可转动地安装在安装筒体上，底座上形成有多个啮合齿33，齿条31可直接与啮合齿33传动连接，也可以通过一个传动齿轮32间接与啮合齿33传动，从而在气泵单元4的驱动下，活塞17上下运动，带动齿条31上下运动，并经啮合齿33传动实现超声波模块的转动，其中齿条31的数量设置为多个，与超声波模块8的数量对应，以实现同步调整。

在另一些实施例中，还可以将超声波模块用于水下生物或其他水下目标的探测，利用超声波的多普勒相应，可以探测水域内鱼群或其他水产的分布、大小，可以实现水下生物的实时监测，为科学养殖提供可靠的数据支持，也可以用于监测水下目标的移动。由于容纳腔是相对密闭的空间，超声波模块位于容纳腔内会受到较强的回波干扰，无法实现容纳腔外的水域的探测。在一些实施例中，如图4所示，所述超声波模块被配置为可以被驱动伸出及缩回所述容纳腔。这样在需要进行水域探测时，就控制超声波模块伸出容纳腔，而需要检测探头清洁度和清洗时，就缩回容纳腔，这样能够更加充分的利用的超声波的探测功能，特别是，结合超声波模块可以提供不同频率超声波的特点，配置水域探测相适应的声波频率，满足不同水域或不同目标的探测需求。

优选的，如图3和图5所示，所述驱动筒体15和所述安装筒体16之间设有伸缩筒体30，所述伸缩筒体30与所述驱动筒体15滑动密封连接，并与所述安装筒体16的上端固定连接，安装筒体16的下端设有盖板34，所述端盖3的中部设有容纳所述安装筒体的过孔。所述伸缩筒体30在所述活塞17的作用下带动所述安装筒体16及所述超声波模块8上下运动，从而实现超声波模块8伸出所述容纳腔6的外部以及缩回容纳腔6内。

所述驱动筒体15的下端形成有支撑部24，所述伸缩筒体30外表面与所述支撑部24滑动连接，为维持驱动筒体内的气压稳定，在支撑部与伸缩筒体的接触面设置密封圈，所述伸缩筒体30在驱动筒体15内的一端设有一止推板23，所述驱动杆20靠近活塞17的一端间隔设有第一限位板21和第二限位板22，止推板23位于第一限位板21和第二限位板22之间。

当气泵单元4通过第一进气孔25向第一腔室18内充气，同时通过第二排气孔28出气,使得第一腔室18内气压增大，第二腔室19内气压减小，驱动活塞17向下运动，直至第一限位板与止推板抵接，这一阶段活塞17的最大行程就是第一限位板21和第二限位板22之间的距离，为活塞的第一下行行程，在第一下行行程时，活塞17的运动带动驱动杆20上下运动，并经过齿轮齿条传动带动超声波模块的转动，实现超声波模块的角度调节。

当气泵单元4继续向第一腔室18内充气，在气压驱动下活塞17继续向下运动，此时驱动杆20上的第一限位板21推动止推板23向下运动，进而实现伸缩筒体15及安装筒体16一起向下运动，此时盖板34与端盖3的下端面开始分离，安装筒体16穿过过孔伸到端盖3下方的水中，直至止推板23的下端面与支撑部24的上表面接触，即完成超声波模块伸出容纳腔。此阶段活塞17的行程为第二下行行程，在此阶段，超声波模块8随着安装筒体16一起伸出端盖3，此时超声波模块调整为第三工作状态，用于对水质检测装置外的水域内的生物或移动目标进行检测。

当气泵单元4通过第二进气口27向第二腔室19充气，通过第一排气口26向第一腔室18抽气，驱动活塞17向上运动，自第一限位板21与止推板23分离至第二限位板22与止推板23接触为止，此阶段为活塞的第一上行行程，此阶段活塞17带动驱动杆上齿条使超声波模块绕安装位置转动，可以实现超声波模块在第三工作状态下的角度调节，这样能够适用不同的环境，特别的水深变化较大或者是检测目标变化时，调节超声波模块的角度能够更准确的检测结果，提高装置的适用性。

当气泵单元4继续向第二腔室19内充气，活塞17继续向上运动，驱动杆20上的第二限位板22推动止推板23一起向上运动，进而使得伸缩筒体15、安装筒体16以及超声波模块8一起向上运动，直至盖板34与端盖3密封对接，此阶段为活塞的第二上行行程，此阶段是实现超声波模块和安装筒体缩回端盖的容纳腔内，并由控制模块驱动气泵单元排出容纳强的积水，保持容纳腔内的干燥。

所述盖板的尺寸与所述过孔的尺寸相适配，盖板的外缘一周设有弹性密封圈，这样在超声波模块缩回容纳腔后，盖板的下端面与端盖的下端面平齐，且二者的对接位置能够密封贴合，保证容纳腔的水密性。

根据以上工作过程的描述，可以看出本发明部分实施例中所示出的自清洁水质检测装置能够实现以下功能：第一下行行程内实现检测探头表面的清洁度检测和清洁功能，超声波模块的角度可调能够适应不同类型的检测探头以及不同形状的容纳腔内壁，实现精准的检测和高效的清洗；第二下行行程能够实现超声波模块伸出端盖之外进入第三工作状态，同时结合第一上行行程实现第三工作状态下的超声波模块的角度调整，适应不同水域环境和检测目标的要求；第二上行行程能够实现超声波模块缩回容纳腔内，在排出积水后能够保持容纳腔内部处于干燥的环境状态，避免检测探头以及超声波模块长期处于水浸没的状态滋生微生物的生长附着，有效提高装置的使用寿命，延长维护周期。

优选的，所述检测探头包括PH传感器探头、溶氧量传感器探头、浊度传感器探头以及温度传感器探头中的一种或多种。

另一方面，本发明另一实施例提供一种水质检测方法，如图6所示，该方法使用上述任一实施例所述的自清洁水质检测装置，具体包括以下步骤：

S1、控制所述超声波模块处于第一工作状态，检测所述检测探头表面的清洁度。超声波模块的第一工作状态就是清洁度检测模式。检测探头表面的清洁度可以用传感器表面的平整度来进行衡量。理论上来讲，传感器没有附着污染的情况下其表面是较为光滑的，随着浸没水中的时间越长或水质越差，传感器表面会沉积很多附着物进而影响检测数值。因此，传感器表面的附着物越少，平整度越高，清洁度也就越高。控制超声波模块中的超声波换能器向检测探头的传感器某一特定区域发出特定频率的超声波，根据超声波接收器接收到的该区域反射的声波信号转化为电信号并传输给到控制模块，由控制模块最终解析得到该特定区域的清洁度。

S2、判断清洁度是否超出预设阈值范围，若是，控制所述超声波模块调节至第二工作状态，对所述检测探头和所述容纳腔进行清洁，清洁完成后返回上一步；若否，则直接进入下一步。

所示控制模块根据检测到的清洁度与预设阈值范围进行比较，判断清洁度是否超出预设阈值范围。

对于清洁度的判断，以传感器未被附着前的状态为理想的清洁状态，即清洁度为100%，然后以此人为设定一个预设阈值范围，例如清洁度在90%-100%之间，当清洁度指标落入该预设阈值范围内时，表明传感器处于清洁状态或仅有少量附着物，此时检测探头的检测数值较为准确，无需清洗检测探头；而当清洁度超出预设阈值范围时，例如清洁度低于90%，则表示传感器上已有一定的附着物并影响到水质检测结果的准确性了，需要启动清洗模式对检测探头进行清洗。预设阈值范围可以直接人工输入到所述控制模块的存储单元中，也可以在产品安装完成后入水开始使用之前检测获得，本实施例在此不做限制。

若检测的清洁度超出预设阈值范围，则控制模块控制超声波模块进入第二工作状态，所述第二工作状态是自清洁模式。若检测的清洁度未超出预设阈值范围，即在预设阈值范围内，则表明清洁度满足检测要求，可以进行下一步水质检测的步骤。

特别的，单次清洗完成后可以通过再次检测清洁度来判断是否清洗干净，例如，清洗后的传感器的清洁度是否能够落入到预设阈值范围内，如果没有落入，则表明清洗效果并不理想，那么可以由控制模块重新启动清洗模式，在一些实施例中，进一步结合超声波换能器可发出的多个频率超声波的特点，重新启动清洗模式可以选择调高发出的超声波频率，以提高清洗的效果。当出现多次清洗仍无法满足清洁度要求时，控制模块还可以发出报警信号，提醒人员进行维护或者更换零件。

S3、控制所述检测探头检测容纳腔内的水质。检测探头包括PH传感器探头、溶氧量传感器探头、浊度传感器探头以及温度传感器探头中的一种或多种，可以实现对水质的PH值、溶氧量、浊度、温度等参数进行检测，本发明在此列举的检测参数为示例性举例，不应视为对本发明的限制。

其中“检测所述检测探头表面的清洁度”之前还包括：通过控制气泵单元排出所述容纳腔内的水。具体包括：控制模块控制第二电磁阀和第三电磁阀打开，第一电磁阀关闭，控制气泵单元向容纳腔充气，以排空所述容纳腔内的水，排水完成后，控制模块控制所述超声波模块以第一工作状态工作，发出第一频率的超声波。

在所述第二工作状态中，控制模块控制第一电磁阀和第三电磁阀打开，第二电磁阀关闭，控制所述气泵单元抽吸所述容纳腔内的空气，外界的水在压力作用下从进水口进入容纳腔，直至所述检测探头的传感器所在一端完全浸没在水中，控制模块控制第一电磁阀和第三电磁阀关闭，控制模块控制所述超声波模块发出第二频率的超声波。

由于清洁度检测需要避免水中杂质的干扰，本实施例优选在空气环境下进行超声波检测，在自清洁模式则是在充水环境下进行超声波清洗，优选第一频率大于第二频率，避免空气介质中传播的超声波因波能损耗导致检测精度下降。

在一些实施例中，如图7所示，所述水质检测方法还包括以下步骤：

S4、驱动所述超声波模块伸出所述端盖，并控制所述超声波模块进入第三工作状态。第三工作状态为水域检测模式，包括对水域内的移动目标进行检测，例如检测水域内的鱼群分布、水产密度、生长情况等。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种自清洁水质检测装置，其特征在于，包括：

浮体，内部形成有浮腔，浮腔内设有控制模块；

检测模块，与所述浮体连接并位于所述浮体下方；所述检测模块包括至少一个检测探头；所述检测探头与所述控制模块电性连接；

端盖，与所述检测模块的下端面对接安装以形成一容纳腔，所述检测探头延伸至所述容纳腔内，

清洁模块，位于所述容纳腔内，所述清洁模块包括超声波模块，所述超声波模块与所述控制模块电性连接；

其中，所述超声波模块的工作状态包括第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态中，所述超声波模块用于检测所述检测探头表面的清洁度；在所述第二工作状态中，所述超声波模块用于清洁所述检测探头和所述容纳腔；

所述浮体内还设有与外部气体连通的气泵单元，所述端盖设有进水口、排水口以及第一通气孔，所述气泵单元通过所述第一通气孔与所述容纳腔气体连通，所述气泵单元与所述控制模块电性连接；

在所述第一工作状态中，所述气泵单元向所述容纳腔内充气以排空所述容纳腔内的水，所述控制模块控制所述超声波模块发出第一频率的超声波；在所述第二工作状态中，所述气泵单元抽吸所述容纳腔内的空气以使所述容纳腔内注水，所述控制模块控制所述超声波模块发出第二频率的超声波，其中，所述第一频率大于所述第二频率。

2.根据权利要求1所述的一种自清洁水质检测探头，其特征在于：所述容纳腔中部形成有与所述容纳腔隔离的安装腔，所述安装腔包括驱动筒体和与驱动筒体连接的安装筒体，所述超声波模块安装在所述安装筒体的外表面，所述驱动筒体内设有一驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述超声波模块运动，以调整所述超声波模块与所述检测探头之间的位置关系。

3.根据权利要求2所述的一种自清洁水质检测探头，其特征在于：所述驱动单元为活塞，所述驱动筒体的一端设有与所述气泵单元通气连接的第二通气孔，所述活塞通过一传动组件与所述超声波模块的底座活动连接。

4.根据权利要求3所述的一种自清洁水质检测探头，其特征在于：所述驱动筒体和所述安装筒体之间设有伸缩筒体，所述伸缩筒体与所述驱动筒体滑动密封连接，并与所述安装筒体固定连接，所述端盖中部设有过孔，所述安装筒体的下端面设有一盖板，所述伸缩筒体在所述活塞的作用下带动所述安装筒体及所述超声波模块伸出或缩回所述过孔。

5.根据权利要求4所述的一种自清洁水质检测探头，其特征在于：所述检测探头包括PH传感器探头、溶氧量传感器探头、浊度传感器探头以及温度传感器探头中的一种或多种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的自清洁水质检测装置的水质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制所述超声波模块处于第一工作状态，检测所述检测探头表面的清洁度；

S2、判断清洁度是否超出预设阈值范围，若是，控制所述超声波模块调节至第二工作状态，对所述检测探头和所述容纳腔进行清洁，清洁完成后返回上一步；若否，则直接进入下一步；

S3、控制所述检测探头检测容纳腔内的水质。

7.根据权利要求6所述的水质检测方法，其特征在于，检测所述检测探头表面的清洁度之前还包括：通过控制气泵单元排出所述容纳腔内的水；

对所述检测探头和所述容纳腔进行清洁之前还包括：通过控制气泵单元使所述容纳腔内充水。

8.根据权利要求6或7所述的水质检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S4、驱动所述超声波模块伸出所述端盖，并控制所述超声波模块进入第三工作状态，所述第三工作状态包括对水域内的移动目标进行检测。

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