CN114509553B - 一种基于互联网环境水质实时在线监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于互联网环境水质实时在线监测设备，包括远程控制中心和检测控制模块，检测控制模块通过信号传输模块与远程控制中心通讯连接，检测控制模块设于无人机上，无人机底部设取样检测组件，无人机与取样检测组件的运作均受检测控制模块操控；取样检测组件包括取样检测顶板和取样检测底板，二者之间连接有能够旋转的支撑柱，支撑柱的中段套设有第一分隔板，取样检测顶板与第一分隔板之间设有水质检测器，第一分隔板与取样检测底板之间设有取样容器，取样容器设有采样口，采样口与电磁阀配合设置。本发明能够实时监测水质情况，并能取样配合更为详细的检测，自动化水平高，监测结果准确可靠。

Description

一种基于互联网环境水质实时在线监测设备

技术领域

本发明属于水质监测技术领域，具体涉及一种基于互联网环境水质实时在线监测设备。

背景技术

人们的生存、生活、生产离不开水，水资源的保护是环境保护的重中之重。水质监测，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，基于互联网环境水质实时在线监测设备主要是对水环境进行实时监测的一种设备，可以将监测到的信息传输给监控中心，可以帮助人们及时了解水质的情况，因此人们对监测设备的要求也越来越高。

申请号为201811042532.6的发明专利申请提供了一种基于互联网技术的在线水质监测系统，包括网络侧监控中心，现场监控中心和现场水质监测系统。该系统不仅能够对目标水质进行实时监测，而且使水质监测数据更加具有可靠性。

申请号为201911383558.1的发明专利申请公开了一种水质监测深层水体取样装置，有效的解决了水体分层取样需多次操作，水样容易混杂的问题；解决的技术方案包括套装的外壳体和内壳体，内壳体底部安装有压簧，外壳体上部侧壁开有通孔，内壳体内部分隔成圆周分布的几个储水室，每个储水室顶部均开有一个进水孔，外壳体的内壁顶端固定有多个与进水孔一一对应的竖向的柱塞，每个柱塞上均设有一个环形槽，多个柱塞上的环形槽高度均不相同且多个环形槽的高度成等差数列分布，外壳体的右侧壁上安装有可向左弹出的弹块，内壳体的右侧外壁开设有多个竖向均布的卡槽，弹块右端可弹入卡槽内；该申请大大减少了取样操作次数，不需电磁阀控制，取样后能及时密封，解决了不同层深的水样混合的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化水平高、能够实时监测的、可靠性强、安全性高的基于互联网环境水质实时在线监测设备。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

基于互联网环境水质实时在线监测设备，包括远程控制中心、信号传输模块和检测控制模块，检测控制模块通过信号传输模块实现与远程控制中心的通讯连接；

检测控制模块设于无人机的本体上，无人机的底部设有取样检测组件，无人机与取样检测组件的运作均受检测控制模块的操控；

取样检测组件包括上下相对设置的取样检测顶板和取样检测底板，取样检测顶板与取样检测底板之间连接有支撑柱，支撑柱能够相对取样检测顶板旋转；

支撑柱的中段套设有水平设置的第一分隔板，取样检测顶板与第一分隔板之间设有水质检测器，水质检测器设于支撑柱的外围；

第一分隔板与取样检测底板之间设有取样容器，取样容器设有采样口，采样口与电磁阀配合设置，第一分隔板的上方设有电池控制组件，电池控制组件与电磁阀电连接。

采用上述技术方案，远程控制中心接收操作人员输入的指令，并通过信号传输模块向检测控制模块下达开始检测命令。其中，信号传输模块与检测控制模块之间通过CDMA/WiFi实现通讯连接。检测控制模块根据接收到的命令操控取样检测组件运作，一方面控制无人机飞行至目标水域上空，通过控制水质检测器实施对该目标位置的水质检测，通过取样容器采集水样。水质检测器的检测结果可直接反馈至检测控制模块，并通过信号传输模块反馈至远程控制中心。对于采集的水样可直接送至定点检测位置，进行更为详细的水质检测。从而，通过实时监测与取样详细检测可保证检测结果的准确性、可靠性。

在取样检测组件放到水中后，能够旋转的支撑柱带动取样容等随其进行旋转，这样能够应对水中的水流冲击，减小水流对取样检测组件在水中工作位置影响，避免取样检测组件在水中因水流冲击偏移出检测位置，保证实时监测的准确性，保证取样容器内所采集的水样与采集地点的对应性。

根据本发明的一种实施方式，支撑柱的外壁环绕设有多个竖直设置的第二分隔板，多个第二分隔板将支撑柱的外围分隔为多个取样空间，取样容器设于取样空间内；第一分隔板的边缘环绕开设有多个凹槽；且取样容器与凹槽一一对应设置。

采用上述技术方案，支撑柱带动第二分隔板旋转，通过竖直设置的第二分隔板可阻挡水流对水质监测器以及取样容器的直接冲击，进一步保证取样检测组件在水下的稳定性，减小水流对取样检测组件在水中工作位置影响，此外，支撑柱带动第二分隔板随水流冲击旋转能够降低装置被水草缠绕的几率，稳定性进一步提高。

根据本发明的一种实施方式，第二分隔板上均匀阵列布设多个第一通孔，第一通孔内设有能够翻转的板体。

在第二分隔板上开设通孔且设置能够翻转的板体，可对第二分隔板附近流体实现消耗能量，从而冲击到第二分隔板上的较为快速的流体，在通过第二分隔板上的通孔的过程中可驱动板体旋转，进而消耗水流能量。此外，水流的冲击可驱动第二分隔板带动支撑柱旋转，从而进一步消耗水流冲击。另一方面，旋转状态下的装置不易被生物靠近或破坏，从而提高取样检测组件的安全性。

根据本发明的一种实施方式，取样检测顶板的上方设有调节组件，调节组件包括设于取样检测顶板上方的调节顶板，调节顶板与取样检测顶板之间环绕间隔布设多个第三分隔板；第三分隔板竖直设置，第三分隔板上插接有多个水平设置的滑移板，滑移板均匀布设有插接孔，第三分隔板插接在插接孔内。滑移板采用具有浮力的材料制备；滑移板的表面均匀布设有凸起部。

由此，进入水中之后，在顶部调节组件的浮力作用以及底部取样检测组件的重力作用的配合之下，可防止取样检测组件在水中侧翻或者倾斜。通过调节组件在取样检测组件的顶部设置具有浮力的滑移板，可保证调节组件底部的取样检测组件在水中上下移动过程中保持一个相对竖直的状态，有利于取样以及检测操作。此外，由于凸起部的设置可使得相邻两个滑移板之间具有一定的间隔空间，有助于引导局部水流的流动，进一步消耗水能，保证取样检测组件的稳定性。

根据本发明的一种实施方式，调节顶板与滑移板的中部均设有第二通孔，第二通孔内套设有透水管体，透水管体的侧壁环绕开设有透水孔。

由此，在取样检测组件上移动的过程中，上方水流能够沿调节顶板的表面流动，部分水流进入透水管体内，并经由透水孔向滑移板的方向流动，从而改变水流的流向，使水流向调节组件四周流动，这样一则能够降低装置在向上提拉过程中的遇到的水流阻力，二则能够使水流向调节组件四周流动，减弱四周水流对装置的冲击，从而减弱装置的偏移或晃动，提高装置整体的稳定性。

此外，滑移板上的凸起部对水流具有一定的拦截作用，也可消耗部分水体能量，降低水流的冲击，从而减弱装置的偏移或晃动，提高装置整体的稳定性。

进一步的，调节顶板与取样检测顶板上均可设滤水孔，引导水流流向。

根据本发明的一种实施方式，无人机的底部设有提升组件，用于收放取样检测组件；提升组件包括滚轴和绳体，绳体的一端与滚轴相连，绳体的另一端与取样检测组件相连。

如此，通过提升组件实现对取样检测组件进行提升或下放操作，从而实现对不同深度水体的检测及取样，实用性增强。

进一步的，滚轴的下方设有固定板，固定板上设有通槽，绳体从通槽内穿过。从而限制绳体的晃动范围，保证取样检测组件的稳定性。

进一步的，绳体的外部套设有网套，网套的顶部设有第一连接圈，网套的底端设有第二连接圈，第一连接圈与固定板相连，第二连接圈设于固定板的下方。

如此，可降低绳体在上下收放的过程中与底板之间的摩擦几率，同时通过网套的限位作用有助于促使底板下方的绳体处于相对垂直的状态，进而保证底部吊接的取样检测组件位置较为精准。

根据本发明的一种实施方式，检测控制模块通过信号传输模块实现与远程控制中心的通讯连接；远程控制中心通过信号传输模块向检测控制模块下达开始检测命令；检测控制模块能够根据接收到的指令驱动无人机飞行至指定位置，并操控取样检测组件开始工作，获得水质监测结果，并将水质监测结果和其对应的水源位置通过信号传输模块发送给远程控制中心。

如此，实现对取样检测组件的远程操控，自动化水平进一步提升。水质检测器的检测结果通过检测控制模块实时反馈至远程控制中心，由远程控制中心根据水质监测数据进行水质分析，减少了人力物力资源的浪费，水质监测数据具有实时性、稳定性、可靠性。

本发明由于采用了调节组件与取样检测组件配合，装置的稳定性增强；水质监测器与取样容器的配合，使得实时监测与取样详细检测双重检测方式均可行，检测结果的准确性、稳定性均得到保障。因此，本发明是一种自动化水平高、能够实时监测的、可靠性强的基于互联网环境水质实时在线监测设备。

附图说明

图1为根据本发明实施例1的基于互联网环境水质实时在线监测设备的运作方式示意图；

图2为图1中取样检测组件的结构示意图；

图3为图2中C部的局部放大示意图；

图4为图2所示取样检测组件的剖面结构示意图；

图5为图1中提升组件的结构示意图；

图6为根据本发明实施例1的基于互联网环境水质实时在线监测设备的取样检测组件与调节组件的配合结构示意图；

图7为图6中调节组件的结构示意图；

图8为图7中D部的局部放大示意图；

图9为图6中调节组件的滑移板的俯视图。

附图标号：目标水域a1；取样点a2；远程控制中心b1；信号传输模块b2；无人机10；提升组件20；滚轴21；绳体22；固定板23；通槽24；网套25；第一连接圈26；第二连接圈27；取样检测组件30；取样检测顶板31；取样检测底板32；轴承33；支撑柱34；第一分隔板41；凹槽42；第二分隔板43；第一通孔44；板体45；水质检测器46；取样容器47；采样口48；电池控制组件49；调节组件50；调节顶板51；第二通孔52；第三分隔板53；滑移板54；插接孔55；凸起部56；透水管体61；透水孔62；滤水孔63。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

实施例1

图1~图5示意性的显示了根据本发明的一种实施方式的基于互联网环境水质实时在线监测设备。如图所示，本装置包括远程控制中心b1、信号传输模块b2和检测控制模块，检测控制模块通过信号传输模块b2实现与远程控制中心b1的通讯连接。检测控制模块设于无人机10的本体上，无人机10的底部设有取样检测组件30，无人机10与取样检测组件30的运作均受检测控制模块的操控。

远程控制中心b1通过信号传输模块b2向检测控制模块下达开始检测命令；信号传输模块b2与检测控制模块之间通过CDMA/WiFi实现通讯连接。检测控制模块能够根据接收到的指令驱动无人机10飞行至目标水域a1的指定位置，并操控取样检测组件30开始工作，从多个取样点a2获得水质监测结果，并将水质监测结果和其对应的水源位置通过信号传输模块b2发送给远程控制中心b1。

无人机10的底部设有提升组件20，用于收放取样检测组件30。提升组件20包括滚轴21和绳体22，绳体22的一端与滚轴21相连，绳体22的另一端与取样检测组件30相连。滚轴21的下方设有固定板23，固定板23上设有通槽24，绳体22从通槽24内穿过。从而限制绳体22的晃动范围，保证取样检测组件30的稳定性。

绳体22的外部套设有网套25，网套25的顶部设有第一连接圈26，网套25的底端设有第二连接圈27，第一连接圈26与固定板23相连，第二连接圈27设于固定板23的下方。通过网套25可降低绳体22在上下收放的过程中与底板之间的摩擦几率，同时通过网套25的限位作用有助于促使底板下方的绳体22处于相对垂直的状态，进而保证底部吊接的取样检测组件30位置较为精准。

取样检测组件30包括上下相对设置的取样检测顶板31和取样检测底板32，取样检测顶板31与取样检测底板32之间通过轴承33连接有支撑柱34，支撑柱34的中段套设有水平设置的第一分隔板41，取样检测顶板31与第一分隔板41之间设有水质检测器46，用于实时检测附近水体的水质。水质检测器46设于支撑柱34的外围，能够较为简单快速的检测水质的基本参数并反馈到检测控制模块，从而满足水质检测要求。

第一分隔板41与取样检测底板32之间设有取样容器47，取样容器47设有采样口48，采样口48与电磁阀配合设置，第一分隔板41的上方设有电池控制组件49，电池控制组件49与电磁阀电连接，用于调节采样口48的开合。支撑柱34的外壁环绕设有多个竖直设置的第二分隔板43，第二分隔板43的一侧与支撑柱34的侧壁相连，另一侧向外侧延伸。多个第二分隔板43将支撑柱34的外围分隔为多个扇形的取样空间，取样容器47设于取样空间内。第一分隔板41的边缘环绕开设有多个凹槽42，取样容器47与凹槽42、取样空间一一对应设置。电磁阀上的线路通过凹槽42与上方的电池控制组件49相连。这样通过设置多个取样容器47能够对不同水深、不同位置的水样进行取样，取样通过电池控制组件49控制电磁阀的开启或关闭即可完成。

支撑柱34能够相对取样检测顶板31旋转，第二分隔板43上均匀阵列布设多个第一通孔44，第一通孔44内设有能够翻转的板体45。如此，取样检测组件30浸入水体中后，在水流的冲击作用下，第二分隔板43与支撑柱34旋转。通过竖直设置的第二分隔板43可阻挡水流对水质监测器以及取样容器47的直接冲击，保证取样检测组件30在水下的稳定性，减小水流对取样检测组件30在水中工作位置影响。此外，支撑柱34带动第二分隔板43随水流冲击旋转能够降低装置被水草缠绕的几率，稳定性进一步提高。支撑柱34与第二分隔板43转动，在附近水体中形成扰动，并产生一定的噪声，从而可驱赶水下生物，防止装置被生物靠近或破坏，从而提高取样检测组件30的安全性。

第二分隔板43上均匀阵列布设多个第一通孔44，第一通孔44内设有能够翻转的板体45。冲击到第二分隔板43上的较为快速的流体，在通过第二分隔板43上的通孔的过程中可驱动板体45旋转，进而消耗水流能量。

采用本实施例的基于互联网环境水质实时在线监测设备，可通过水质检测器46实现对目标水域a1的水质进行实时监测，还可以通过取样容器47对目标水域a1的不同位置、不同深度的水体进行采样，以便进行更为详细的检测。通过检测控制模块与远程控制中心b1的配合实现远程操控、自动化检测，检测结果稳定、可靠。

实施例2

图6~图9示意性的显示了根据本发明另一实施方式的基于互联网环境水质实时在线监测设备，与实施例1的不同之处在于：

取样检测顶板31的上方设有调节组件50，调节组件50包括设于取样检测顶板31上方的调节顶板51，调节顶板51与取样检测顶板31之间环绕间隔布设多个第三分隔板53；第三分隔板53竖直设置，第三分隔板53上插接有多个水平设置的滑移板54，滑移板54均匀布设有插接孔55，第三分隔板53插接在插接孔55内。滑移板54采用具有浮力的材料制备。进入水中之后，在顶部调节组件50的浮力作用以及底部取样检测组件30的重力作用的配合之下，可防止取样检测组件30在水中侧翻或者倾斜。通过调节组件50在取样检测组件30的顶部设置具有浮力的滑移板54，可保证调节组件50底部的取样检测组件30在水中上下移动过程中保持一个相对竖直的状态，有利于取样以及检测操作。

滑移板54的表面均匀布设有凸起部56。可使得相邻两个滑移板54之间具有一定的间隔空间，有助于引导局部水流的流动，进一步消耗水能，保证取样检测组件30的稳定性。

调节顶板51与滑移板54的中部均设有第二通孔52，第二通孔52内套设有透水管体61，透水管体61的侧壁环绕开设有透水孔62。调节顶板51与取样检测顶板31上均可设滤水孔63，引导水流流向。在取样检测组件30上移动的过程中，上方水流能够沿调节顶板51的表面流动，部分水流进入透水管体61内，并经由透水孔62向滑移板54的方向流动，从而改变水流的流向，使水流向调节组件50四周流动，这样一则能够降低装置在向上提拉过程中的遇到的水流阻力，二则能够使水流向调节组件50四周流动，减弱四周水流对装置的冲击，从而减弱装置的偏移或晃动，提高装置整体的稳定性。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于互联网环境水质实时在线监测设备，包括远程控制中心（b1）和检测控制模块，所述检测控制模块通过信号传输模块（b2）实现与所述远程控制中心（b1）的通讯连接，其特征在于，

所述检测控制模块设于无人机（10）的本体上，所述无人机（10）的底部设有取样检测组件（30），所述无人机（10）与所述取样检测组件（30）的运作均受所述检测控制模块的操控；

所述取样检测组件（30）包括上下相对设置的取样检测顶板（31）和取样检测底板（32），所述取样检测顶板（31）与所述取样检测底板（32）之间连接有支撑柱（34），所述支撑柱（34）能够相对所述取样检测顶板（31）旋转；

所述支撑柱（34）的中段套设有水平设置的第一分隔板（41），所述取样检测顶板（31）与所述第一分隔板（41）之间设有水质检测器（46），所述水质检测器（46）设于所述支撑柱（34）的外围；

所述第一分隔板（41）与所述取样检测底板（32）之间设有取样容器（47），所述取样容器（47）设有采样口（48），所述采样口（48）与电磁阀配合设置，所述第一分隔板（41）的上方设有电池控制组件（49），所述电池控制组件（49）与所述电磁阀电连接；

所述支撑柱（34）的外壁环绕设有多个竖直设置的第二分隔板（43），多个所述第二分隔板（43）将所述支撑柱（34）的外围分隔为多个取样空间，所述取样容器（47）设于所述取样空间内；所述第一分隔板（41）的边缘环绕开设有多个凹槽（42）；且所述取样容器（47）与所述凹槽（42）一一对应设置；

所述第二分隔板（43）上均匀阵列布设多个第一通孔（44），所述第一通孔（44）内设有能够翻转的板体（45）。

2.根据权利要求1所述的基于互联网环境水质实时在线监测设备，其特征在于，所述取样检测顶板（31）的上方设有调节组件（50），所述调节组件（50）包括设于所述取样检测顶板（31）上方的调节顶板（51），所述调节顶板（51）与所述取样检测顶板（31）之间环绕间隔布设多个第三分隔板（53）；

所述第三分隔板（53）竖直设置，所述第三分隔板（53）上插接有多个水平设置的滑移板（54），所述滑移板（54）采用具有浮力的材料制备；所述滑移板（54）的表面均匀布设有凸起部（56）。

3.根据权利要求2所述的基于互联网环境水质实时在线监测设备，其特征在于，所述调节顶板（51）与所述滑移板（54）的中部均设有第二通孔（52），所述第二通孔（52）内套设有透水管体（61），所述透水管体（61）的侧壁环绕开设有透水孔（62）。

4.根据权利要求1所述的基于互联网环境水质实时在线监测设备，其特征在于，所述无人机（10）的底部设有提升组件（20），用于收放所述取样检测组件（30）；所述提升组件（20）包括滚轴（21）和绳体（22），所述绳体（22）的一端与所述滚轴（21）相连，所述绳体（22）的另一端与所述取样检测组件（30）相连；

所述滚轴（21）的下方设有固定板（23），所述固定板（23）上设有通槽（24），所述绳体（22）从所述通槽（24）内穿过；

所述绳体（22）的外部套设有网套（25），所述网套（25）的顶部设有第一连接圈（26），所述网套（25）的底端设有第二连接圈（27），所述第一连接圈（26）与所述固定板（23）相连，所述第二连接圈（27）设于所述固定板（23）的下方。

5.根据权利要求1所述的基于互联网环境水质实时在线监测设备，其特征在于，所述远程控制中心（b1）通过所述信号传输模块（b2）向所述检测控制模块下达开始检测命令；

所述检测控制模块能够根据接收到的指令驱动所述无人机（10）飞行至指定位置，并操控所述取样检测组件（30）开始工作，获得水质监测结果，并将水质监测结果和其对应的水源位置通过所述信号传输模块（b2）发送给所述远程控制中心（b1）。

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