CN114965923A - 一种便于清理的在线式水质环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便于清理的在线式水质环境监测装置，加入了浮力装置，除了探针接触水，其他装置大都在水面以上，能有效防止水域内船只、游泳者误触误撞，在太阳能供电系统下加装了储能装置，可以储存未用掉的能源，防止能源浪费，防触底支架的设计即可以保证水质传感器正常接触到水，又可以保证在水位低的时候装置不会触底或者倾倒，水下摄像机密封在摄像机桶内，可以随时观察水下状况，水下驱动装置可以更加便捷的调整装置在水中的位置，根据扩散作用原理，集水孔可以防止淤泥沉沙污染探针而不会对监测的精准度产生影响，信号采集传输控制装置并入物联网，使用者可以随时随地监控水质和装置的状态。

Description

一种便于清理的在线式水质环境监测装置

技术领域

本发明属于环境监控领域，具体涉及到一种便于清理的在线式水质环境监测装置。

背景技术

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。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。

当下水质监测体系已经趋于完善，水质监测的装置一般为水质传感器，即在探针内加入各种试剂，然后封装放置进水域，或者将探针装入一个浮标放置在水域内，这样看似简单方便，却产生了难以清理的缺陷，装置在水域中位置并不明显，会导致船只、游泳者误触误撞损坏装置，若是在内陆水域，遇到旱灾或水位下降，探针接触不到水，还会导致探针损坏。

发明内容

为克服背景技术中的不足，本发明提供了一种便于清理的在线式水质环境监测装置，用于水质的监测，能够更加方便的监测不同水域水质，能够直观的观察水下状况，并且便于清洁。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种便于清理的在线式水质环境监测装置，包括水质监测桶和设于水质监测桶内部的水质传感器，还包括设置在水质监测桶外侧周圈的浮力装置、焊接在浮力装置上表面的集成储备箱，所述的浮力装置为圆环中空结构，浮力装置内表面与水质监测桶外表面焊接在一起，所述的集成储备箱顶部的上盖板能够单独开合，所述的上盖板远离浮力装置一侧表面固定安装有太阳能供电系统，浮力装置底部焊接有用于防触底防倾倒的防触底支架，所述的水质监测桶侧表面开有用于集水的集水孔，水质监测桶顶部与浮力装置顶面平齐。

优选的，所述的水质监测桶为圆柱状中空结构，桶内部与浮力装置内圈相通，水质监测桶内部设有传感器安装支架，所述的水质传感器固定安装在传感器安装支架远离浮力装置的一端，所述的传感器安装支架与水质监测桶内表面紧密配合。

优选的，所述的水质监测桶底部开有一个用于安装水下摄像机观测装置的圆孔，所述的水下摄像机观测装置从圆孔内伸出，并通过密封圈将圆孔密封住，水下摄像机固定安装在水下摄像机观测装置内，水下摄像机观测装置顶部设置有用于固定水下摄像机观测装置的摄像机锁紧环。

优选的，所述的水下摄像机观测装置是一个防腐材质的中空圆柱桶，水下摄像机观测装置内设置有透明观测管，所述的透明观测管从水下摄像机观测装置内穿过，透明观测管底部长度小于防触底支架，顶部高度高于浮力装置并不超过上盖板，透明观测管通过摄像机锁紧环固定安装在水下摄像机观测装置内。

优选的，所述的浮力装置为中空密封扁圆环，圆环下表面位置不超过集水孔。

优选的，所述的集成储备箱为中空结构，集成储备箱内设有信号采集传输控制装置，所述的信号采集传输控制装置固定安装在集成储备箱内底面，信号采集传输控制装置与水质传感器建立电气连接，所述的信号采集传输控制装置并入物联网。

优选的，所述的浮力装置底面焊接有水下驱动装置，所述的水下驱动装置数量大于一组。

优选的，所述的集成储备箱内部固定安装有储能装置，所述的储能装置通过导线连接至太阳能供电系统，并与水下摄像机、水下驱动装置、水质传感器、信号采集传输控制装置建立电气连接。

优选的，所述的集成储备箱和上盖板通过销轴安装在一起，集成储备箱固定安装有用于支撑上盖板的太阳能支撑杆。

优选的，所述的传感器安装支架上开有若干用于安装水质传感器的传感器安装孔，所述的防触底支架底部固定安装有防触底传感器。

本发明的有益效果是：本装置加入了浮力装置，除了探针接触水，其他装置大都在水面以上，能有效防止水域内船只、游泳者误触误撞，太阳能供电系统可以使装置自身产能，不需要并入电网，在太阳能供电系统下加装了储能装置，可以储存未用掉的能源，防止能源浪费，防触底支架的设计即可以保证水质传感器正常接触到水，又可以保证在水位低的时候装置不会触底或者倾倒，水下摄像机密封在摄像机桶内，可以随时观察水下状况，水下驱动装置可以更加便捷的调整装置在水中的位置，根据扩散作用原理，集水孔可以防止淤泥沉沙污染探针而不会对监测的精准度产生影响，信号采集传输控制装置并入物联网，使用者可以随时随地监控水质和装置的状态。

附图说明

图1为本水质监测装置外部结构示意图；

图2为本水质监测装置侧面结构示意图；

图3为去除盖板后本水质监测装置内部结构示意图；

图4为水下摄像机观测装置结构示意图；

图5为传感器安装支架结构示意图；

图中：1.浮力装置 2.水质监测桶 3.防触底支架 4.水下摄像机观测装置 5.太阳能供电系统 6.集成储备箱 7.水下驱动装置 8.集水孔 9.太阳能支撑杆 10.传感器安装支架 11.储能装置 12.水质传感器 13.信号采集传输控制装置 14.摄像机锁紧环 15.透明管测管 16.传感器安装孔。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。

实施例1：如图1、图2、图3所示，一种便于清理的在线式水质环境监测装置，外壳由不锈钢铸造而成，现将使用至内陆淡水湖水域，由于水质较为清澈，所以不需要装备水下摄像设备，所以底部无需开摄像机孔，移动电机选用德州仪器DMC3992小型螺旋电机，螺旋桨为自制不锈钢螺旋桨，经研究调查，本水域水的密度较小，故将浮力装置1设计的大一些，在浮力装置1上放焊接集成储备箱9，集成储备箱9内依次安装信号采集传输控制装置13、储能装置15，将水质传感器12固定安装在传感器安装支架11上，然后将传感器安装支架11塞进水质监测桶2，用导线将各电气部件连接好，将上盖板4盖住密封，使太阳能供电系统5朝上，将装置放入水中，使用遥控器控制水下驱动装置7推动装置进入将要监测的水域，通过物联网即可实时监控。

一段时间后，探针被污染，工作人员遥控水下驱动装置7至岸边，打开上盖板4，将传感器安装支架11取出，擦拭干净探针，将支架重新装回，密封好上盖板，遥控水下驱动装置7将装置移动至要监测的水域。

偶遇旱灾，水域干涸，由于集水孔8开在水质监测桶2上侧，所以桶内的水不会漏完，水质传感器12仍在水中，并不会损坏，此时防触底支架3接触水域底部，装置并不会倾倒，工作人员拆卸设备，清洗完毕即可运送至下一需要监测的水域。

实施例2：如图1、图2、图3所示，一种便于清理的在线式水质环境监测装置，外壳由高密度聚乙烯(HDEP)材料制造，现将使用至威海附近非淡水水域，HDEP材料高度抗腐蚀，理论上本装置在该水域可以持续使用50年，经研究，本水域水密度较大，所以本装置将浮力装置1设计的较小，移动电机选用德州仪器DZ7520轻材质高转速电机，螺旋桨由五轴联动公司设计，水域清洁程度并不高，可见度低，所以设置水下摄像机，摄像机选用佳能cos09B水下机组，水下摄像机观测装置6长度小于防触底支架3，其他操作同实施例1。

实施例3：如图1、图2、图3所示，一种便于清理的在线式水质环境监测装置，外壳由高强度不锈钢材料制造，先将使用至黄河中下游区域，由于该区域水状况较为复杂，所以在外壳外镀上一层高强度耐腐蚀层，在浮力装置1外圈喷上反光漆用于防止船只误碰，移动电机选用施耐德GPZ90089小型水下螺旋电机，水下驱动装置7共包含6个移动电机，电机间隔60°，太阳能供电系统5选用中能硅业所产的ZR8单晶太阳宁电池板，储能装置11由三星电池提供，在浮力装置1上放焊接集成储备箱9，集成储备箱9内依次安装信号采集传输控制装置13、储能装置15，将水质传感器12固定安装在传感器安装支架11上，然后将传感器安装支架11塞进水质监测桶2，用导线将各电气部件连接好，将上盖板4盖住密封，使太阳能供电系统5朝上，将装置放入水中，使用遥控器控制水下驱动装置7推动装置进入将要监测的水域，通过物联网即可实时监控，将水下摄像机观测装置4安装好，密封好交界点，测试完毕不漏水，将透明观测管15插入水下摄像机观测装置4，扣上摄像机锁紧环14，将摄像机放进水下摄像机观测装置4，后端连接到储能装置11上。由于该区域水位变化较大，所以在防触底支架3底部安装四个触底传感器，触底传感器选用德州仪器出产的D68型防水压力传感器，传感器信号输出端接入信号采集传输控制装置13，以便于通过物联网实时监控是否触底，由于传感器监测的单一性，需要四个传感器来测定相对应参数，所以在支架上开四个传感器安装孔16，四个孔以支架中心呈旋转对称，四个传感器分别安装在四个孔内，盖上盖板即可放入水域。

需要保养维护时，操控水下驱动装置7将设备移动至特定位置，打开盖板用太阳能支撑杆9撑住，直接拿出传感器安装支架10，将传感器擦拭清理，打开摄像机锁紧环14，取出透明观测管15，清理干净，拿出相机保养好，再将它们装回去，遥控设备进入待监测水域即可再度使用。

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 (10)

1.一种便于清理的在线式水质环境监测装置，包括水质监测桶(2)和设于水质监测桶(2)内部的水质传感器(12)，其特征在于：还包括设置在水质监测桶(2)外侧周圈的浮力装置(1)、焊接在浮力装置(1)上表面的集成储备箱(6)，所述的浮力装置(1)为圆环中空结构，浮力装置(1)内表面与水质监测桶(2)外表面焊接在一起，所述的集成储备箱(6)顶部的上盖板能够单独开合，所述的上盖板远离浮力装置(1)一侧表面固定安装有太阳能供电系统(5)，浮力装置(1)底部焊接有用于防触底防倾倒的防触底支架(3)，所述的水质监测桶(2)侧表面开有用于集水的集水孔(8)，水质监测桶(2)顶部与浮力装置(1)顶面平齐。

2.根据权利要求1所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的水质监测桶(2)为圆柱状中空结构，桶内部与浮力装置(1)内圈相通，水质监测桶(2)内部设有传感器安装支架(10)，所述的水质传感器(12)固定安装在传感器安装支架(10)远离浮力装置(1)的一端，所述的传感器安装支架(10)与水质监测桶(2)内表面紧密配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的水质监测桶(2)底部开有一个用于安装水下摄像机观测装置(4)的圆孔，所述的水下摄像机观测装置(4)从圆孔内伸出，并通过密封圈将圆孔密封住，水下摄像机固定安装在水下摄像机观测装置(4)内，水下摄像机观测装置(4)顶部设置有用于固定水下摄像机观测装置的摄像机锁紧环(14)。

4.根据权利要求3所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的水下摄像机观测装置(4)是一个防腐材质的中空圆柱桶，水下摄像机观测装置(4)内设置有透明观测管(15)，所述的透明观测管(15)从水下摄像机观测装置(4)内穿过，透明观测管(15)底部长度小于防触底支架(3)，顶部高度高于浮力装置(1)并不超过上盖板，透明观测管(15)通过摄像机锁紧环(14)固定安装在水下摄像机观测装置(4)内。

5.根据权利要求1所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的浮力装置(1)为中空密封扁圆环，圆环下表面位置不超过集水孔(8)。

6.根据权利要求1所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的集成储备箱(6)为中空结构，集成储备箱(6)内设有信号采集传输控制装置(13)，所述的信号采集传输控制装置(13)固定安装在集成储备箱(6)内底面，信号采集传输控制装置(13)与水质传感器(12)建立电气连接，所述的信号采集传输控制装置(13)并入物联网。

7.根据权利要求1至6任意一项权利要求所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的浮力装置(1)底面焊接有水下驱动装置(7)，所述的水下驱动装置(7)数量大于一组。

8.根据权利要求1至7任意一项权利要求所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的集成储备箱(6)内部固定安装有储能装置(11)，所述的储能装置(11)通过导线连接至太阳能供电系统(5)，并与水下摄像机、水下驱动装置(7)、水质传感器(12)、信号采集传输控制装置(13)建立电气连接。

9.根据权利要求1至8任意一项权利要求所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的集成储备箱(6)和上盖板通过销轴安装在一起，集成储备箱(6)固定安装有用于支撑上盖板的太阳能支撑杆(9)。

10.根据权利要求1至9任意一项权利要求所述的一种便于清理的在线式水质环境监测装置，其特征在于：所述的传感器安装支架(10)上开有若干用于安装水质传感器(12)的传感器安装孔(16)，所述的防触底支架(3)底部固定安装有防触底传感器。

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