CN114441724A

CN114441724A - 一种水文水资源监测装置

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Publication number: CN114441724A
Application number: CN202210077579.6A
Authority: CN
Inventors: 张锦霞; 张海霞; 何军; 赵清虎; 韩瑞瑞; 李金亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2022-05-06

Abstract

本发明公开了一种水文水资源监测装置,包括定位柱，滑动连接定位柱的升降滑块，以及设于升降滑块一侧的监测箱，监测箱内设有点水测量装置以及气浮密封装置，点水测量装置包括电磁定位管，设于电磁定位管内的升降管，设于升降管底部的基座板，设于基座板底部的多个传感器，对称设于基座板两侧的跷板部件，以及设于监测箱内的气浮支撑部件；气浮密封装置包括十字板，设于十字板底部的气压支撑部件以及水位监测部件，以及设于气压支撑部件底端的浮力密封部件；升降滑块上设有罩设于监测箱外部的喷气除杂装置。本发明是一种避免传感器浸泡在水中进行工作的，便于测量水体不同深度水质的，避免杂物对水体监测产生影响的监测装置。

Description

一种水文水资源监测装置

技术领域

本发明主要涉及监测装置的技术领域，具体为一种水文水资源监测装置。

背景技术

水是生命之源，科学、合理的保护水资源，需要投入先进的科技和设备，水资源监测便于人们了解水体的状态，以便于对水源进行合理使用，但用于水体监测的传感器并不是都适合长时间浸泡在水中。

根据申请号为CN201920027217.X的专利文献所提供的一种水文水资源监测装置可知，该产品包括底板，所述底板的顶部外壁焊接有立板，且立板的一侧外壁靠近顶部位置开有螺纹孔，所述螺纹孔的内壁螺纹连接有螺纹横杆，且螺纹横杆的一端焊接有圆柄，所述立板的一侧外壁焊接有L形的加强筋，且加强筋的一侧外壁与立板的一侧外壁焊接有同一个连接筋，所述加强筋的顶端焊接有连接块，且连接块的顶部开有弧形槽，所述弧形槽的内壁焊接有牵引管，且螺纹横杆的一端插接在牵引管内，所述螺纹横杆远离圆柄的一端通过轴承连接有安装板，且安装板的底部焊接有横板。该产品便于工作人员调节传感器伸入水中的深度，提高了装置使用的便利性。

上述专利中的产品便于工作人员调节传感器伸入水中的深度，但难以避免传感器浸泡在水中，且难以避免杂物对水体监测产生影响。

发明内容

本发明主要提供了一种水文水资源监测装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种水文水资源监测装置,包括定位柱，滑动连接定位柱的升降滑块，以及设于所述升降滑块一侧的监测箱，所述监测箱底部设有进水口，所述监测箱内自上而下依序设有点水测量装置以及气浮密封装置，所述点水测量装置包括设于所述监测箱内壁的隔板，设于所述监测箱内壁顶部的电磁定位管，顶端滑动连接电磁定位管内壁、底端延伸至电磁定位管下部的升降管，设于所述升降管底部的基座板，设于所述基座板底部且底端贯穿隔板的多个传感器，对称设于所述基座板两侧的跷板部件，以及设于所述监测箱内且位于所述隔板下部的气浮支撑部件，所述气浮支撑部件用于利用水的浮力带动跷板部件远离所述基座板的一端上移，以使基座板下降；

所述气浮密封装置包括设于所述监测箱内壁的十字板，设于所述十字板底部的气压支撑部件以及水位监测部件，以及设于所述气压支撑部件底端且位于所述监测箱底部的浮力密封部件，所述浮力密封部件用于利用水的浮力对进水口进行密封；

所述升降滑块上设有罩设于所述监测箱外部的喷气除杂装置。

优选的，所述定位柱顶部设有用于驱动升降滑块升降的驱动部件，所述驱动部件包括设于地面上的驱动电机，设于所述定位柱上表面且与所述驱动电机执行端相连接的减速机，以及设于所述减速机执行端且丝母连接所述升降滑块的丝杆。在本优选的实施例中，通过驱动部件便于驱动监测箱升降，以便于监测箱移动至水中不同深度进行水质监测。

优选的，所述跷板部件包括底部通过轴杆转动连接监测箱内壁的翻转跷板，对称设于所述翻转跷板两端的两个环形架，一端滑动连接环形架、另一端连接基座板侧壁的第一T形连杆。在本优选的实施例中，通过跷板部件便于将气浮支撑部件的支撑力转变为促使基座板下移的力，以便于基座板带动多个传感器的检测端浸入待监测水样中。

优选的，所述气浮支撑部件包括设于所述监测箱内壁的环形板，设于所述环形板底部的第一环形气囊，设于所述环形板顶部且顶端延伸至所述隔板上方的支撑杆，以及一端连接支撑杆侧壁顶部、另一端滑动连接环形架的第二T形连杆。在本优选的实施例中，通过气浮支撑部件便于利用水的浮力对跷板部件进行支撑。

优选的，所述气压支撑部件包括设于所述十字板底部的气压管，顶部滑动连接气压管内壁、底部延伸至气压管外部的支撑管，以及一端连通气压管顶部、另一端延伸至监测箱外部的传输管，地面上设有三通管，所述三通管各个输气端分别连通气源电控阀、排气电控阀以及传输管另一端。在本优选的实施例中，通过气压支撑部件便于驱动浮力密封部件下移，以便于待监测水样进入监测箱。

优选的，所述水位监测部件包括设于所述十字板底部的水位传感器。在本优选的实施例中，通过水位传感器便于了解监测箱内水位高度。

优选的，所述浮力密封部件包括设于所述支撑管底端且罩设于所述进水口外部的密封盖，以及套设于所述密封盖外壁的第二环形气囊。在本优选的实施例中，通过浮力密封部件便于利用水的浮力对监测箱底部的进水口进行密封。

优选的，所述喷气除杂装置包括设于所述升降滑块上且罩设于所述监测箱外部的喷气架，设于所述升降滑块内且与所述喷气架连通的气流道，以及一端连接升降滑块外壁且与所述气流道连通的气源管。在本优选的实施例中，通过喷气除杂装置便于在取样前对监测箱周围的杂物进行气流推散。

优选的，所述喷气架包括对称设置的两个锥形喷气架，设于两个所述锥形喷气架间且与两个所述锥形喷气架连通的多个喷气直管，以及一端连通所述气流道、另一端连通锥形喷气架的输气固定管，所述锥形喷气架上表面设有多个筛网板。在本优选的实施例中，通过喷气架中的锥形喷气架便于减小监测箱在水中升降时的水流阻力，通过锥形喷气架以及喷气直管实现监测箱周围的无死角喷气，通过筛网板可防止锥形喷气架喷气口被杂物堵塞。

优选的，所述监测箱底部设有过滤部件，所述过滤部件包括设于所述监测箱外壁且罩设于所述浮力密封部件外部的滤网。在本优选的实施例中，过滤部件可防止杂物进入监测箱内。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明中的水资源监测装置避免了传感器浸泡在水中进行工作，便于测量水体不同深度的水质，可避免杂物对水体监测产生影响；

通过驱动部件便于驱动监测箱升降，以便于监测箱移动至水中不同深度进行水质监测；

通过浮力密封部件便于利用水的浮力对监测箱底部的进水口进行密封，通过气压支撑部件便于驱动浮力密封部件下移，以便于待监测水样进入监测箱，通过水位传感器便于了解监测箱内水位高度；

通过气浮支撑部件便于利用水的浮力对跷板部件进行支撑，通过跷板部件便于将气浮支撑部件的支撑力转变为促使基座板下移的力，以便于基座板带动多个传感器的检测端浸入待监测水样中；

通过喷气除杂装置便于在取样前对监测箱周围的杂物进行气流推散，通过喷气架中的锥形喷气架便于减小监测箱在水中升降时的水流阻力，通过锥形喷气架以及喷气直管实现监测箱周围的无死角喷气，通过筛网板可防止锥形喷气架喷气口被杂物堵塞，过滤部件可防止杂物进入监测箱内。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构轴测图；

图2为本发明的整体结构爆炸图；

图3为本发明的监测箱内部结构爆炸图；

图4为本发明的喷气除杂装置结构爆炸图；

图5为本发明的整体结构剖视图；

图6为本发明的监测箱内部结构剖视图；

图7为本发明的A处结构放大图；

图8为本发明的B处结构放大图。

附图说明：10、定位柱；11、升降滑块；12、驱动部件；121、驱动电机；122、减速机；123、丝杆；20、监测箱；21、进水口；22、过滤部件；221、滤网；30、点水测量装置；31、隔板；32、电磁定位管；33、升降管；34、基座板；35、传感器；36、跷板部件；361、轴杆；362、翻转跷板；363、环形架；364、第一T形连杆；37、气浮支撑部件；371、环形板；372、第一环形气囊；373、支撑杆；374、第二T形连杆；40、气浮密封装置；41、十字板；42、气压支撑部件；421、气压管；422、支撑管；423、传输管；424、三通管；425、气源电控阀；426、排气电控阀；43、水位监测部件；431、水位传感器；44、浮力密封部件；441、密封盖；442、第二环形气囊；50、喷气除杂装置；51、喷气架；511、锥形喷气架；512、喷气直管；513、输气固定管；514、筛网板；52、气流道；53、气源管。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请着重参照附图1、2、3、6、8所示，在本发明一优选实施例中，一种水文水资源监测装置,包括定位柱10，滑动连接定位柱10的升降滑块11，以及设于所述升降滑块11一侧的监测箱20，所述气浮密封装置40包括设于所述监测箱20内壁的十字板41，设于所述十字板41底部的气压支撑部件42以及水位监测部件43，以及设于所述气压支撑部件42底端且位于所述监测箱20底部的浮力密封部件44，所述浮力密封部件44用于利用水的浮力对进水口21进行密封；所述定位柱10顶部设有用于驱动升降滑块11升降的驱动部件12，所述驱动部件12包括设于地面上的驱动电机121，设于所述定位柱10上表面且与所述驱动电机121执行端相连接的减速机122，以及设于所述减速机122执行端且丝母连接所述升降滑块11的丝杆123，所述气压支撑部件42包括设于所述十字板41底部的气压管421，顶部滑动连接气压管421内壁、底部延伸至气压管421外部的支撑管422，以及一端连通气压管421顶部、另一端延伸至监测箱20外部的传输管423，地面上设有三通管424，所述三通管424各个输气端分别连通气源电控阀425、排气电控阀426以及传输管423另一端，所述水位监测部件43包括设于所述十字板41底部的水位传感器431，所述浮力密封部件44包括设于所述支撑管422底端且罩设于所述进水口21外部的密封盖441，以及套设于所述密封盖441外壁的第二环形气囊442。

需要说明的是，在本实施例中，可将定位柱10固定在岸边或水域的水底，水体监测时，驱动部件12带动升降滑块11移动，监测箱20随升降滑块11同步运动至待取样点，喷气除杂装置50对监测箱20周围的杂物进行气流推散，推散完成后监测箱20即可通过气浮密封装置40进行水样采集检测；

进一步的，驱动部件12工作时，驱动电机121执行端带动减速机122转动，减速机122带动丝杆123转动，丝杆123带动升降滑块11进行升降；

进一步的，气浮密封装置40工作时，浮力密封部件44可利用水的浮力对监测箱20底部的进水口21进行密封，当到达水体中待监测位置时，气压支撑部件42驱动浮力密封部件44下移，以便于待监测水样进入监测箱20；

进一步的，浮力密封部件44工作时，第二环形气囊442为密封盖441提供充足的浮力，以使密封盖441对进水口21进行密封；

进一步的，气压支撑部件42工作时，气源电控阀425连接气源，且传输管423延伸至水面上连接三通管424，采样时，气源电控阀425开启，气流经三通管424以及传输管423进入气压管421，气压推动支撑管422下移，以使浮力密封部件44下移，取样完成后，气源电控阀425关闭、排气电控阀426开启，压力气体经传输管423、三通管424以及排气电控阀426排出；

进一步的，控制器接收水位传感器431的水位信息，并在水位信息达到设定值时关闭气源电控阀425、开启排气电控阀426，以使浮力密封部件44重新对进水口21进行密封；

进一步的，当浮力密封部件44离开水体后，由于重力作用自然下落，监测箱20内的水样可直接经进水口21排出。

请着重参照附图2、3、5、7所示，在本发明另一优选实施例中，所述监测箱20底部设有进水口21，所述监测箱20内自上而下依序设有点水测量装置30以及气浮密封装置40，所述点水测量装置30包括设于所述监测箱20内壁的隔板31，设于所述监测箱20内壁顶部的电磁定位管32，顶端滑动连接电磁定位管32内壁、底端延伸至电磁定位管32下部的升降管33，设于所述升降管33底部的基座板34，设于所述基座板34底部且底端贯穿隔板31的多个传感器35，对称设于所述基座板34两侧的跷板部件36，以及设于所述监测箱20内且位于所述隔板31下部的气浮支撑部件37，所述气浮支撑部件37用于利用水的浮力带动跷板部件36远离所述基座板34的一端上移，以使基座板34下降；所述跷板部件36包括底部通过轴杆361转动连接监测箱20内壁的翻转跷板362，对称设于所述翻转跷板362两端的两个环形架363，一端滑动连接环形架363、另一端连接基座板34侧壁的第一T形连杆364，所述气浮支撑部件37包括设于所述监测箱20内壁的环形板371，设于所述环形板371底部的第一环形气囊372，设于所述环形板371顶部且顶端延伸至所述隔板31上方的支撑杆373，以及一端连接支撑杆373侧壁顶部、另一端滑动连接环形架363的第二T形连杆374。

需要说明的是，在本实施例中，当监测箱20水样采取完成且未对水样进行检测时，电磁定位管32通电对升降管33进行磁吸，此时传感器35未与待检测水样接触；

当监测箱20水样采取完成且需对水样进行检测时，电磁定位管32断电，此时第一环形气囊372通过水的浮力带动环形板371上移，环形板371通过支撑杆373以及第二T形连杆374带动翻转跷板362远离基座板34的一端上移，翻转跷板362另一端通过第一T形连杆364带动基座板34与多个传感器35下降，以使传感器35的检测端浸入待检测水样中，以获得水体数据；

进一步的，环形板371的质量大于基座板34与多个传感器35的质量和。

请着重参照附图2、4、6所示，在本发明另一优选实施例中，所述升降滑块11上设有罩设于所述监测箱20外部的喷气除杂装置50，所述喷气除杂装置50包括设于所述升降滑块11上且罩设于所述监测箱20外部的喷气架51，设于所述升降滑块11内且与所述喷气架51连通的气流道52，以及一端连接升降滑块11外壁且与所述气流道52连通的气源管53，所述喷气架51包括对称设置的两个锥形喷气架511，设于两个所述锥形喷气架511间且与两个所述锥形喷气架511连通的多个喷气直管512，以及一端连通所述气流道52、另一端连通锥形喷气架511的输气固定管513，所述锥形喷气架511上表面设有多个筛网板514，所述监测箱20底部设有过滤部件22，所述过滤部件22包括设于所述监测箱20外壁且罩设于所述浮力密封部件44外部的滤网221。

需要说明的是，在本实施例中，除杂时，将气源管53连通气源，气流经气源管53以及气流道52后进入喷气架51，并经喷气架51喷出，以对监测箱20周围的杂物进行气流推散，此时即可进行待测水样采取，滤网221可防止杂物进入监测箱20内；

进一步的，通过喷气架51中的锥形喷气架511便于减小监测箱20在水中升降时的水流阻力，通过锥形喷气架511以及喷气直管512实现监测箱20周围的无死角喷气，通过筛网板514可防止锥形喷气架511喷气口被杂物堵塞。

本发明的具体流程如下：

控制器型号为“6ES7214-2AD23-0XB8”，水位传感器431型号为“SIN-P260”。

可将定位柱10固定在岸边或水域的水底，水体监测时，驱动部件12带动升降滑块11移动，监测箱20随升降滑块11同步运动至待取样点，喷气除杂装置50对监测箱20周围的杂物进行气流推散，推散完成后监测箱20即可通过气浮密封装置40进行水样采集检测；

驱动部件12工作时，驱动电机121执行端带动减速机122转动，减速机122带动丝杆123转动，丝杆123带动升降滑块11进行升降；

气浮密封装置40工作时，浮力密封部件44可利用水的浮力对监测箱20底部的进水口21进行密封，当到达水体中待监测位置时，气压支撑部件42驱动浮力密封部件44下移，以便于待监测水样进入监测箱20；

浮力密封部件44工作时，第二环形气囊442为密封盖441提供充足的浮力，以使密封盖441对进水口21进行密封；

气压支撑部件42工作时，气源电控阀425连接气源，且传输管423延伸至水面上连接三通管424，采样时，气源电控阀425开启，气流经三通管424以及传输管423进入气压管421，气压推动支撑管422下移，以使浮力密封部件44下移，取样完成后，气源电控阀425关闭、排气电控阀426开启，压力气体经传输管423、三通管424以及排气电控阀426排出；

控制器接收水位传感器431的水位信息，并在水位信息达到设定值时关闭气源电控阀425、开启排气电控阀426，以使浮力密封部件44重新对进水口21进行密封；

当浮力密封部件44离开水体后，由于重力作用自然下落，监测箱20内的水样可直接经进水口21排出；

当监测箱20水样采取完成且未对水样进行检测时，电磁定位管32通电对升降管33进行磁吸，此时传感器35未与待检测水样接触；

环形板371的质量大于基座板34与多个传感器35的质量和；

除杂时，将气源管53连通气源，气流经气源管53以及气流道52后进入喷气架51，并经喷气架51喷出，以对监测箱20周围的杂物进行气流推散，此时即可进行待测水样采取，滤网221可防止杂物进入监测箱20内；

通过喷气架51中的锥形喷气架511便于减小监测箱20在水中升降时的水流阻力，通过锥形喷气架511以及喷气直管512实现监测箱20周围的无死角喷气，通过筛网板514可防止锥形喷气架511喷气口被杂物堵塞。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水文水资源监测装置,包括定位柱（10），滑动连接定位柱（10）的升降滑块（11），以及设于所述升降滑块（11）一侧的监测箱（20），所述监测箱（20）底部设有进水口（21），其特征在于,所述监测箱（20）内自上而下依序设有点水测量装置（30）以及气浮密封装置（40），所述点水测量装置（30）包括设于所述监测箱（20）内壁的隔板（31），设于所述监测箱（20）内壁顶部的电磁定位管（32），顶端滑动连接电磁定位管（32）内壁、底端延伸至电磁定位管（32）下部的升降管（33），设于所述升降管（33）底部的基座板（34），设于所述基座板（34）底部且底端贯穿隔板（31）的多个传感器（35），对称设于所述基座板（34）两侧的跷板部件（36），以及设于所述监测箱（20）内且位于所述隔板（31）下部的气浮支撑部件（37），所述气浮支撑部件（37）用于利用水的浮力带动跷板部件（36）远离所述基座板（34）的一端上移，以使基座板（34）下降；

所述气浮密封装置（40）包括设于所述监测箱（20）内壁的十字板（41），设于所述十字板（41）底部的气压支撑部件（42）以及水位监测部件（43），以及设于所述气压支撑部件（42）底端且位于所述监测箱（20）底部的浮力密封部件（44），所述浮力密封部件（44）用于利用水的浮力对进水口（21）进行密封；

所述升降滑块（11）上设有罩设于所述监测箱（20）外部的喷气除杂装置（50）。

2.根据权利要求1所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述定位柱（10）顶部设有用于驱动升降滑块（11）升降的驱动部件（12），所述驱动部件（12）包括设于地面上的驱动电机（121），设于所述定位柱（10）上表面且与所述驱动电机（121）执行端相连接的减速机（122），以及设于所述减速机（122）执行端且丝母连接所述升降滑块（11）的丝杆（123）。

3.根据权利要求1所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述跷板部件（36）包括底部通过轴杆（361）转动连接监测箱（20）内壁的翻转跷板（362），对称设于所述翻转跷板（362）两端的两个环形架（363），一端滑动连接环形架（363）、另一端连接基座板（34）侧壁的第一T形连杆（364）。

4.根据权利要求3所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述气浮支撑部件（37）包括设于所述监测箱（20）内壁的环形板（371），设于所述环形板（371）底部的第一环形气囊（372），设于所述环形板（371）顶部且顶端延伸至所述隔板（31）上方的支撑杆（373），以及一端连接支撑杆（373）侧壁顶部、另一端滑动连接环形架（363）的第二T形连杆（374）。

5.根据权利要求1所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述气压支撑部件（42）包括设于所述十字板（41）底部的气压管（421），顶部滑动连接气压管（421）内壁、底部延伸至气压管（421）外部的支撑管（422），以及一端连通气压管（421）顶部、另一端延伸至监测箱（20）外部的传输管（423），地面上设有三通管（424），所述三通管（424）各个输气端分别连通气源电控阀（425）、排气电控阀（426）以及传输管（423）另一端。

6.根据权利要求1所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述水位监测部件（43）包括设于所述十字板（41）底部的水位传感器（431）。

7.根据权利要求5所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述浮力密封部件（44）包括设于所述支撑管（422）底端且罩设于所述进水口（21）外部的密封盖（441），以及套设于所述密封盖（441）外壁的第二环形气囊（442）。

8.根据权利要求1所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述喷气除杂装置（50）包括设于所述升降滑块（11）上且罩设于所述监测箱（20）外部的喷气架（51），设于所述升降滑块（11）内且与所述喷气架（51）连通的气流道（52），以及一端连接升降滑块（11）外壁且与所述气流道（52）连通的气源管（53）。

9.根据权利要求8所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述喷气架（51）包括对称设置的两个锥形喷气架（511），设于两个所述锥形喷气架（511）间且与两个所述锥形喷气架（511）连通的多个喷气直管（512），以及一端连通所述气流道（52）、另一端连通锥形喷气架（511）的输气固定管（513），所述锥形喷气架（511）上表面设有多个筛网板（514）。

10.根据权利要求1所述的一种水文水资源监测装置，其特征在于，所述监测箱（20）底部设有过滤部件（22），所述过滤部件（22）包括设于所述监测箱（20）外壁且罩设于所述浮力密封部件（44）外部的滤网（221）。