CN114877946B - 一种融合多种传感高光谱水质监测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了融合多种参数高光谱水质监测仪,包括外壳、检测传感器和监测控制模块,所述外壳的内腔中通过隔板分为传感器安装部、检测腔部和浮力空腔部,所述浮力空腔部的外周上粘接有浮力调节外筒,所述检测腔部包括两个活动对接的检测腔上半部和检测腔下半部,所述传感器安装部的顶部连接有接线壳,且接线壳的顶部连接有接线,所述传感器安装部的内腔中安装有多个检测传感器,且检测传感器安装在对应的隔板顶部,所述检测传感器的数据采集端贯穿隔板并与检测腔上半部的内腔连通。该融合多种传感高光谱水质监测仪,可在实现对水质的正常检测的基础上,提高对检测腔部的水流控制,从而便于提高对检测传感器的维护效果。
Description
技术领域
本发明属于水质检测仪技术领域,具体涉及一种融合多种传感高光谱水质监测仪。
背景技术
水质检测仪可以现地测量ph值、电导率、溶解氧、盐度、溶解质、海水比重、温度、浊度、深度、氧化还原电位。能满足各种地表水、地下水、工业和生活污水、养殖及再生水的测量需要。可广泛地应用于环境保护、科研监测、生产控制等领域,是工业自动化时代环境监测与管理理想的专用仪器之一。现有申请号为CN201210096630.4的一种自维护的多参数水质监测仪,可在对水质检测的同时,通过喷水结构对传感器进行冲洗,从而实现自维护效果,而水质检测仪的传感器部分大部分都是在水底下,直接通过喷水进行吸水和喷洒冲洗,但是中腔中的水需要和外部连通,即通孔和入水孔的位置,从而实现换水和水质检测,也就是实际过程中,中腔中一直是充满水的,那么此时的喷水结构只能带动中腔中水流进行循环,直接对传感器的冲洗效果较差,洗刷效果较低,所以需要一种可提高维护效果的水质检测仪。
因此针对这一现状,迫切需要设计和生产一种融合多种传感高光谱水质监测仪,以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种融合多种传感高光谱水质监测仪,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种融合多种传感高光谱水质监测仪,包括外壳、检测传感器和监测控制模块,所述外壳的内腔中通过隔板分为传感器安装部、检测腔部和浮力空腔部,所述浮力空腔部的外周上粘接有浮力调节外筒,所述检测腔部包括两个活动对接的检测腔上半部和检测腔下半部,所述浮力空腔部和浮力调节外筒的体积所受的浮力大于检测腔下半部、浮力空腔部和浮力调节外筒的重力,且浮力空腔部和浮力调节外筒的体积所受的浮力小于整体外壳的重力大小,所述传感器安装部的顶部连接有接线壳,且接线壳的顶部连接有接线,所述传感器安装部的内腔中安装有多个检测传感器,且检测传感器安装在对应的隔板顶部,所述检测传感器的数据采集端贯穿隔板并与检测腔上半部的内腔连通,且数据采集端与隔板的底部水平收纳设置,所述传感器安装部的内腔底部安装有两个呈对称分布的控制水泵,且两个控制水泵分别用于抽气和排气,所述控制水泵的换气端通过三通连接有供气管,且供气管的底部贯穿隔板并连接有调节棒,所述调节棒的外周上开设有换气孔,且调节棒的外周上缝制有排水用气袋,所述排水用气袋的体积大于检测腔部的空间大小,在排水用气袋形变最大时,使得检测腔上半部和检测腔下半部分离,从而和外部的水流发生交换,并且内部全部填充,将水流全部排出,在回复的过程中,因为外部的水流大于检测腔下半部、浮力空腔部和浮力调节外筒的重力,使得下半部分整体上浮,挤压排水用气袋,所述检测腔上半部和检测腔下半部的外壁之间连接有多个呈环形阵列发布的导向连杆,所述检测传感器为根据需要配置的各种水质物理参数传感器,各传感器的信号输入/输出端分别与监测控制模块的相应检测端口相连,所述监测控制模块还具有与外部上位机通信的通信接口。
优选的,两个所述控制水泵与三通的连接处之间均安装有单向控制阀,且控制水泵的进气或出气端与外部的空气或者水源连接。
优选的,所述检测传感器包括PH值传感器、水温水位传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和高光谱成像传感器,各传感器的信号输入/输出端通过同一总线与监测控制模块的相应检测端口相连。
优选的,所述排水用气袋的外周上缝制有橡胶皮层,且橡胶皮层的外周镀有不粘层。
优选的,所述检测腔上半部与检测腔下半部之间设有换水空腔,且检测腔上半部中设有与导向连杆相适配的连接导向槽,且导向连杆插接在连接导向槽中。
本发明的技术效果和优点:该融合多种传感高光谱水质监测仪,通过设有检测传感器,实现对水质的正常数据的采集检测;通过设有水泵控制的排水用气袋,从而通过灌水改变排水用气袋的大小,将检测腔部的水流全部排出,从而减少检测腔内部的水流,并且配合排水用气袋表面的摩擦,实现对内腔的清洗效果;可配合喷水结构进行使用,提高整体的清洗效果,该融合多种传感高光谱水质监测仪,可在实现对水质的正常检测的基础上,提高对检测腔部的水流控制,从而便于提高对检测传感器的维护效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的排水时的结构示意图;
图3为本发明的进水时的结构示意图;
图4为本发明图2的主视剖视图;
图5为本发明图3的主视剖视图;
图6为本发明的控制水泵的俯视图;
图7为本发明的监测控制模块的连接示意图。
图中:1传感器安装部、2检测腔上半部、3检测腔下半部、4浮力空腔部、5浮力调节外筒、6接线壳、7接线、8检测传感器、9控制水泵、10调节棒、11排水用气袋、12导向连杆。
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。
除非单独定义指出的方向外,本文涉及的上、下、左、右、前、后、内和外等方向均是以本发明所示的图中的上、下、左、右、前、后、内和外等方向为准,在此一并说明。
本发明提供了如图1-7所示的一种融合多种传感高光谱水质监测仪,包括外壳、检测传感器8和监测控制模块,所述外壳的内腔中通过隔板分为传感器安装部1、检测腔部和浮力空腔部4,所述浮力空腔部4的外周上粘接有浮力调节外筒5,所述检测腔部包括两个活动对接的检测腔上半部2和检测腔下半部3,所述浮力空腔部4和浮力调节外筒5的体积所受的浮力大于检测腔下半部3、浮力空腔部4和浮力调节外筒5的重力,且浮力空腔部4和浮力调节外筒5的体积所受的浮力小于整体外壳的重力大小。
所述传感器安装部1的顶部连接有接线壳6,且接线壳6的顶部连接有接线7,所述传感器安装部1的内腔中安装有多个检测传感器8,且检测传感器8安装在对应的隔板顶部,所述检测传感器8的数据采集端贯穿隔板并与检测腔上半部2的内腔连通,且数据采集端与隔板的底部水平收纳设置,所述传感器安装部1的内腔底部安装有两个呈对称分布的控制水泵9,且两个控制水泵9分别用于抽气和排气,一个用于向排水用气袋11中泵水或空气,从而使得排水用气袋11发生形变,另一个用于将排水用气袋11水或者空气吸出,从而使得排水用气袋11回复,所述控制水泵9的换气端通过三通连接有供气管,且供气管的底部贯穿隔板并连接有调节棒10,所述调节棒10的外周上开设有换气孔,且调节棒10的外周上缝制有排水用气袋11,排水用气袋11的体积大于检测腔部的空间大小,排水用气袋11可在控制水泵9的抽吸控制,完成整体的形变,在形变最大时,使得检测腔上半部2和检测腔下半部3分离,从而和外部的水流发生交换,并且内部全部填充,将水流全部排出,并且在挤压过程中,实现对检测传感器8的摩擦清理,而在回复的过程中,因为外部的水流大于检测腔下半部3、浮力空腔部4和浮力调节外筒5的重力,使得下半部分整体上浮,挤压排水用气袋11,在控制水泵9闭合时,提高与排水用气袋11之间的紧密程度,减少内部的水流残留量,然后配合现有的喷水装置(图中未画出,不影响喷水装置的安装),可提高冲洗力度和维护效果,保证了冲刷的效果。
所述检测腔上半部2和检测腔下半部3的外壁之间连接有多个呈环形阵列发布的导向连杆12,保证上下两部分之间的连接导向。
所述检测传感器8为根据需要配置的各种水质物理参数传感器,各传感器的信号输入/输出端分别与监测控制模块的相应检测端口相连,所述监测控制模块还具有与外部上位机通信的通信接口(此处的电路操作原理在公开的申请专利中有详细的描述,默认为本技术领域人员熟知的技术手段,所以此处不再赘述)。
具体的,两个所述控制水泵9与三通的连接处之间均安装有单向控制阀,且控制水泵9的进气或出气端与外部的空气或者水源连接,减少两个控制水泵9之间的互相影响。
具体的,所述检测传感器8包括PH值传感器、水温水位传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和高光谱成像传感器,各传感器的信号输入/输出端通过同一总线与监测控制模块的相应检测端口相连,实现对水质的数据监测和数据传递。
具体的,所述排水用气袋11的外周上缝制有橡胶皮层,且橡胶皮层的外周镀有不粘层,提高耐磨效果,并且减少水中杂质粘附的可能。
具体的,所述检测腔上半部2与检测腔下半部3之间设有换水空腔,且检测腔上半部2中设有与导向连杆12相适配的连接导向槽,且导向连杆12插接在连接导向槽中。
工作原理,该融合多种传感高光谱水质监测仪,本发明中的数据采集和传感器控制为现有公开的技术手段,此处不再加以赘述。
制造清洗空间时,控制水泵9向排水用气袋11中泵入水流或者气体,如果传感器安装部1内部空间足够,且在抽气后不影响整体的密封效果,采用气体进行泵入,相对于水流具有速度快且重力小,更方便在外部水流的浮力作用下带动检测腔上半部2和检测腔下半部3之间闭合,本案中的控制水泵9可为空气泵,在泵气后,排水用气袋11完全展开,并且使得检测腔上半部2和检测腔下半部3完全分离,水流被排出,内部水流存在量较少,而且在扩展时,与内壁充分接触,实现摩擦清理的效果;
冲洗时,关闭控制水泵9,通过浮力的挤压,带动检测腔上半部2和检测腔下半部3之间缓慢闭合,并将排水用气袋11中的气体挤压回传感器安装部1中,而且因为先前是从传感器安装部1中抽出的气体,所以在负压和浮力作用下,可实现检测腔上半部2和检测腔下半部3之间的闭合,并且完全后,排水用气袋11中需要保持一定的膨胀体积,此时因为闭合速度缓慢,外部进入的水流有限,然后在检测腔上半部2和检测腔下半部3完全闭合后,为了保证闭合的效果,可在结合处设有磁石等结构,保证闭合后的密封性,将另一个用于抽气的控制水泵9将残留的气体完全抽出,排水用气袋11回复贴合在调节棒10上,然后喷水装置在留有空间的检测腔中对检测传感器8进行冲洗,提高冲洗力度和维护效果。
检测时,在检测腔上半部2和检测腔下半部3完全闭合前,通过控制水泵9将排水用气袋11中的气体快速泵出,使得外部的水流直接填满检测腔部,可通过检测传感器8进行水质检测。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种融合多种传感高光谱水质监测仪,包括外壳、检测传感器(8)和监测控制模块,其特征在于:所述外壳的内腔中通过隔板分为传感器安装部(1)、检测腔部和浮力空腔部(4),所述浮力空腔部(4)的外周上粘接有浮力调节外筒(5),所述检测腔部包括两个活动对接的检测腔上半部(2)和检测腔下半部(3),所述浮力空腔部(4)和浮力调节外筒(5)的体积所受的浮力大于检测腔下半部(3)、浮力空腔部(4)和浮力调节外筒(5)的重力,且浮力空腔部(4)和浮力调节外筒(5)的体积所受的浮力小于整体外壳的重力大小,所述传感器安装部(1)的顶部连接有接线壳(6),且接线壳(6)的顶部连接有接线(7),所述传感器安装部(1)的内腔中安装有多个检测传感器(8),且检测传感器(8)安装在对应的隔板顶部,所述检测传感器(8)的数据采集端贯穿隔板并与检测腔上半部(2)的内腔连通,且数据采集端与隔板的底部水平收纳设置,所述传感器安装部(1)的内腔底部安装有两个呈对称分布的控制水泵(9),且两个控制水泵(9)分别用于抽气和排气,所述控制水泵(9)的换气端通过三通连接有供气管,且供气管的底部贯穿隔板并连接有调节棒(10),所述调节棒(10)的外周上开设有换气孔,且调节棒(10)的外周上缝制有排水用气袋(11),所述排水用气袋(11)的体积大于检测腔部的空间大小,在排水用气袋(11)形变最大时,使得检测腔上半部(2)和检测腔下半部(3)分离,从而和外部的水流发生交换,并且内部全部填充,将水流全部排出,在回复的过程中,因为外部的水流大于检测腔下半部(3)、浮力空腔部(4)和浮力调节外筒(5)的重力,使得下半部分整体上浮,挤压排水用气袋(11),所述检测腔上半部(2)和检测腔下半部(3)的外壁之间连接有多个呈环形阵列发布的导向连杆(12),所述检测传感器(8)为根据需要配置的各种水质物理参数传感器,各传感器的信号输入/输出端分别与监测控制模块的相应检测端口相连,所述监测控制模块还具有与外部上位机通信的通信接口。
2.根据权利要求1所述的一种融合多种传感高光谱水质监测仪,其特征在于:两个所述控制水泵(9)与三通的连接处之间均安装有单向控制阀,且控制水泵(9)的进气或出气端与外部的空气或者水源连接。
3.根据权利要求1所述的一种融合多种传感高光谱水质监测仪,其特征在于:所述检测传感器(8)包括PH值传感器、水温水位传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和高光谱成像传感器,各传感器的信号输入/输出端通过同一总线与监测控制模块的相应检测端口相连。
4.根据权利要求1所述的一种融合多种传感高光谱水质监测仪,其特征在于:所述排水用气袋(11)的外周上缝制有橡胶皮层,且橡胶皮层的外周镀有不粘层。
5.根据权利要求1所述的一种融合多种传感高光谱水质监测仪,其特征在于:所述检测腔上半部(2)与检测腔下半部(3)之间设有换水空腔,且检测腔上半部(2)中设有与导向连杆(12)相适配的连接导向槽,且导向连杆(12)插接在连接导向槽中。
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