CN115980288A - 一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置 - Google Patents
一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，包括漂浮台，所述漂浮台顶面边缘处分别固接三个收放组件。本发明提供分层溶解氧高密度的数据，在监测时各个监测单元直接在所处位置进行取样监测，无需对样本转移，不会对沉积物造成扰动，保证其处于现场环境的情况下进行监测，使科研人员能掌握长时间分层溶解氧昼夜变化过程，以及一个乃至多个水文年中溶解氧分层连续变化的过程，为感潮河网区溶解氧变化机理研究和水环境精准治理提供基础数据，并且在进行监测时各个监测单元处于分离状态，可单独调节位置，改变以往传统的集成系统技术，改用分布式、可移动式监测单元，可以使得不同职能的监测单元处于更加合适的位置。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，具体为一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置。
背景技术
溶解氧是天然河流水体污染与否非常重要的一个条件，是天然河流水体是否具有自净能力的一个重要指标，也是河流中水生物生存不可缺少的条件。当水中溶解氧过低时，厌氧细菌繁殖，形成厌氧分解，发生黑臭，分解出甲烷、硫化氢等有毒气体，既影响水体感官，严重威胁水生生物生存。水中溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度、盐度、水流形态等有密切关系。此外，河流潮汐作用所引起水体层化的变化也会影响溶解氧在水体中的分布。近年来，随着我国对水环境治理力度不断加大，全国地表水环境质量稳步改善，水质优良断面比例稳步上升。然而，我国感潮河网区部分考核断面溶解氧偏低，在其他考核指标达标情况下溶解氧不达标，在一定程度上影响优良水体比例。虽然国内外对于感潮河网区低溶解氧研究虽取得一定成果，但其形成机理仍有待进一步深入研究。
目前，水体溶解氧主要采用各种手持小型溶氧仪进行测量，而在线监控的设备一般只对表层水质溶解氧进行监测，若想观测河网区溶解氧分层变化，则需要采用自记式溶氧仪进行观测，若想观测沉积物耗氧情况则需对其采集上岸后转移测试，但该方法对沉积物造成了扰动且忽略了现场环境的变化，其具有一定的局限性，并且目前的在线监测设备采用集成式，即多种监测传感器集中在一起，然后置于水内，但是不同职能的监测传感器对水内位置的要求不一样，例如监测沉积物的溶解氧单元和监测水质的监测单元对对于水内位置的要求就不一样，这样就难以保证各个职能的监测单元位于其合适的位置。
为此我们提出一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，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：一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，包括漂浮台，所述漂浮台顶面边缘处分别固接三个收放组件，所述收放组件包括槽轮、第一缆绳、底板、两个斜杆及第一减速电机，三个所述收放组件上的三个第一缆绳底端分别固接水质监测组件、沉积物监测组件及第一配重块，所述漂浮台顶面固接中控部件；
所述水质监测组件包括壳体，所述壳体一侧固接压力传感器及溶解氧测量仪，所述壳体两侧分别固接两个水质采样器，所述水质采样器顶端为开口结构，所述壳体两侧位于两个水质采样器上方位置分别转动连接两个遮盖板，所述壳体顶端中心位置固接在第一缆绳底端；
所述沉积物监测组件包括配重环形壳，所述配重环形壳内侧垂直开设垂直口，所述垂直口内侧壁固接两个横支杆，两个所述横支杆之间固接主板体，所述主板体一侧固接摄像头及照明灯，所述主板体远离摄像头一侧开设滑槽，所述滑槽内垂直滑动连接滑块，所述滑块位于滑槽外一侧固接移动板，所述移动板底端固接溶解氧探针。
优选的，所述壳体内开设内腔，所述内腔内位于两个遮盖板同一垂直位置固接双轴减速电机，所述双轴减速电机两转轴端分别固接两个传动轴，两个所述传动轴端部分别固接两个遮盖板转轴端部。
优选的，所述壳体底面固接配重架，所述内腔内固接锂电池。
优选的，所述滑槽内垂直转动连接丝杆，所述滑块内垂直固接螺纹套筒，所述丝杆螺纹连接螺纹套筒。
优选的，所述主板体内部顶面固接第二减速电机，所述第二减速电机转轴端固接丝杆端部，所述配重环形壳顶面固接支架，所述支架固接第一缆绳底端。
优选的，固接所述第一配重块的第一缆绳上固接三个溶解氧传感器，所述漂浮台底面固接第二缆绳，所述第二缆绳底端固接第二配重块。
优选的，所述漂浮台顶面固接配电箱，所述漂浮台顶面位于配电箱周测固接三个斜架，所述斜架上固接光伏板，所述漂浮台顶面固接自动气象站，所述漂浮台顶面边缘处固接多个围栏。
优选的，所述漂浮台顶面边缘位于多个围栏之间位置固接底板，所述底板顶面固接两个斜杆，两个所述斜杆顶端之间转动连接槽轮，所述槽轮上缠绕第一缆绳，所述第一缆绳端部固接槽轮，其中一个所述斜杆顶端一侧固接第一减速电机，所述第一减速电机转轴端固接槽轮端部。
优选的，所述中控部件包括固接在漂浮台顶面的外壳，所述外壳顶面侧壁固接触摸显示屏，所述外壳内部固接主机及传输模块，所述外壳侧壁固接接头板及控制面板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供分层溶解氧高密度的数据，在监测时各个监测单元直接在所处位置进行取样监测，无需对样本转移，不会对沉积物造成扰动，保证其处于现场环境的情况下进行监测，使科研人员能掌握长时间分层溶解氧昼夜变化过程，以及一个乃至多个水文年中溶解氧分层连续变化的过程，为感潮河网区溶解氧变化机理研究和水环境精准治理提供基础数据，并且在进行监测时各个监测单元处于分离状态，可单独调节位置，改变以往传统的集成系统技术，改用分布式、可移动式监测单元，可以使得不同职能的监测单元处于更加合适的位置，提高监测数据的可参考性。
附图说明
图1为本发明第一、三个实施例中主体结构示意图；
图2为本发明第一、二个实施例中水质监测组件处结构示意图；
图3为本发明第一、二个实施例中水质监测组件处剖切结构示意图；
图4为本发明第一、二个实施例中沉积物监测组件处剖切结构示意图；
图5为本发明第一、二个实施例中主板体处结构示意图；
图6为本发明第二个实施例中主板体处剖切结构示意图；
图7为本发明第三个实施例中中控部件处部分剖切结构示意图；
图8为本发明第一、三个实施例中收放组件处结构示意图。
图中：1、漂浮台；2、收放组件；3、水质监测组件；4、沉积物监测组件；5、第一配重块；6、溶解氧传感器；7、第二配重块；8、中控部件；11、第二缆绳；12、配电箱；13、斜架；14、光伏板；15、自动气象站；16、围栏；21、槽轮；22、第一缆绳；23、底板；24、斜杆；25、第一减速电机；31、壳体；32、溶解氧测量仪；33、压力传感器；34、水质采样器；35、遮盖板；36、内腔；37、双轴减速电机；38、传动轴；39、锂电池；310、配重架；41、配重环形壳；42、垂直口；43、横支杆；44、主板体；45、摄像头；46、照明灯；47、滑槽；48、滑块；49、移动板；410、溶解氧探针；411、支架；412、第二减速电机；413、丝杆；414、螺纹套筒；81、外壳；82、触摸显示屏；83、主机；84、传输模块；85、接头板；86、控制面板。
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。
实施例1：
请参阅图1-5及图8，本发明提供一种技术方案：一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，包括漂浮台1，漂浮台1顶面边缘处分别固接三个收放组件2，收放组件2包括槽轮21、第一缆绳22、底板23、两个斜杆24及第一减速电机25，三个收放组件2上的三个第一缆绳22底端分别固接水质监测组件3、沉积物监测组件4及第一配重块5，漂浮台1顶面固接中控部件8；
水质监测组件3包括壳体31，壳体31一侧固接压力传感器33及溶解氧测量仪32，壳体31两侧分别固接两个水质采样器34，水质采样器34顶端为开口结构，壳体31两侧位于两个水质采样器34上方位置分别转动连接两个遮盖板35，壳体31顶端中心位置固接在第一缆绳22底端，通过水质采样器34对水进行采样；
沉积物监测组件4包括配重环形壳41，配重环形壳41内侧垂直开设垂直口42，垂直口42内侧壁固接两个横支杆43，两个横支杆43之间固接主板体44，主板体44一侧固接摄像头45及照明灯46，主板体44远离摄像头45一侧开设滑槽47，滑槽47内垂直滑动连接滑块48，滑块48位于滑槽47外一侧固接移动板49，移动板49底端固接溶解氧探针410，溶解氧探针410监测到的数据实时传输到中控部件8上，摄像头45及照明灯46用于观察水底的情况。
实施例2：
请参阅图2-6，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，壳体31内开设内腔36，内腔36内位于两个遮盖板35同一垂直位置固接双轴减速电机37，双轴减速电机37两转轴端分别固接两个传动轴38，两个传动轴38端部分别固接两个遮盖板35转轴端部，通过双轴减速电机37带动遮盖板35转动，方便密封或打开水质采样器34，水质监测组件3分为在线模式和离线模式，在线模式中通过手动操作中控部件8上的控制面板86来启动，启动双轴减速电机37对水质采样器34先打开并再次密封完成取样，启动溶解氧测量仪32工作，对样本进行监测，离线模式时，压力传感器33接收到压力信号，与预设压力对比，达到预设的压力后即说明水质监测组件3已经进入所需深度，此时则会启动双轴减速电机37来打开并再次密封水质采样器34，完成取样，并且同时启动溶解氧测量仪32对样本进行监测。
壳体31底面固接配重架310，内腔36内固接锂电池39。
滑槽47内垂直转动连接丝杆413，滑块48内垂直固接螺纹套筒414，丝杆413螺纹连接螺纹套筒414。
主板体44内部顶面固接第二减速电机412，第二减速电机412转轴端固接丝杆413端部，配重环形壳41顶面固接支架411，支架411固接第一缆绳22底端，通过第二减速电机412来带动丝杆413转动，使得螺纹套筒414带动滑块48移动，使得溶解氧探针410下移进行监测，监测数据送回中控部件8。
固接第一配重块5的第一缆绳22上固接三个溶解氧传感器6，溶解氧传感器6内设有数据存储卡及电池，漂浮台1底面固接第二缆绳11，第二缆绳11底端固接第二配重块7。
实施例3：
请参阅图1及图7-8，为本发明第三个实施例，该实施例基于上述两个实施例，漂浮台1顶面固接配电箱12，漂浮台1顶面位于配电箱12周测固接三个斜架13，斜架13上固接光伏板14，漂浮台1顶面固接自动气象站15，自动气象站15用于记录风速、风向、气温、气湿、气压、雨量等气象数据，漂浮台1顶面边缘处固接多个围栏16。
漂浮台1顶面边缘位于多个围栏16之间位置固接底板23，底板23顶面固接两个斜杆24，两个斜杆24顶端之间转动连接槽轮21，槽轮21上缠绕第一缆绳22，第一缆绳22端部固接槽轮21，其中一个斜杆24顶端一侧固接第一减速电机25，第一减速电机25转轴端固接槽轮21端部，第一减速电机25收到中控部件8控制，便于调节各个监测部件的高度。
中控部件8包括固接在漂浮台1顶面的外壳81，外壳81顶面侧壁固接触摸显示屏82，外壳81内部固接主机83及传输模块84，外壳81侧壁固接接头板85及控制面板86。
实施例4：
请参阅图1-8，为本发明第三个实施例，该实施例基于上述三个实施例，本发明使用时，通过自动气象站15用于记录风速、风向、气温、气湿、气压、雨量等气象数据，通过多个溶解氧传感器6对不同高度水域进行实时监测，通过水质监测组件3实时对水质取样监测，通过沉积物监测组件4对沉积物数据进行监测，各个监测设备相互独立可以自动调节位置，本发明提供分层溶解氧高密度的数据，在监测时各个监测单元直接在所处位置进行取样监测，无需对样本转移，不会对沉积物造成扰动，保证其处于现场环境的情况下进行监测，使科研人员能掌握长时间分层溶解氧昼夜变化过程，以及一个乃至多个水文年中溶解氧分层连续变化的过程，为感潮河网区溶解氧变化机理研究和水环境精准治理提供基础数据，并且在进行监测时各个监测单元处于分离状态，可单独调节位置，改变以往传统的集成系统技术，改用分布式、可移动式监测单元，可以使得不同职能的监测单元处于更加合适的位置，提高监测数据的可参考性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，包括漂浮台(1)，其特征在于：
所述漂浮台(1)顶面边缘处分别固接三个收放组件(2)，所述收放组件(2)包括槽轮(21)、第一缆绳(22)、底板(23)、两个斜杆(24)及第一减速电机(25)，三个所述收放组件(2)上的三个第一缆绳(22)底端分别固接水质监测组件(3)、沉积物监测组件(4)及第一配重块(5)，所述漂浮台(1)顶面固接中控部件(8)；
所述水质监测组件(3)包括壳体(31)，所述壳体(31)一侧固接压力传感器(33)及溶解氧测量仪(32)，所述壳体(31)两侧分别固接两个水质采样器(34)，所述水质采样器(34)顶端为开口结构，所述壳体(31)两侧位于两个水质采样器(34)上方位置分别转动连接两个遮盖板(35)，所述壳体(31)顶端中心位置固接在第一缆绳(22)底端；
所述沉积物监测组件(4)包括配重环形壳(41)，所述配重环形壳(41)内侧垂直开设垂直口(42)，所述垂直口(42)内侧壁固接两个横支杆(43)，两个所述横支杆(43)之间固接主板体(44)，所述主板体(44)一侧固接摄像头(45)及照明灯(46)，所述主板体(44)远离摄像头(45)一侧开设滑槽(47)，所述滑槽(47)内垂直滑动连接滑块(48)，所述滑块(48)位于滑槽(47)外一侧固接移动板(49)，所述移动板(49)底端固接溶解氧探针(410)。
2.根据权利要求1所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：所述壳体(31)内开设内腔(36)，所述内腔(36)内位于两个遮盖板(35)同一垂直位置固接双轴减速电机(37)，所述双轴减速电机(37)两转轴端分别固接两个传动轴(38)，两个所述传动轴(38)端部分别固接两个遮盖板(35)转轴端部。
3.根据权利要求2所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：所述壳体(31)底面固接配重架(310)，所述内腔(36)内固接锂电池(39)。
4.根据权利要求1所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：所述滑槽(47)内垂直转动连接丝杆(413)，所述滑块(48)内垂直固接螺纹套筒(414)，所述丝杆(413)螺纹连接螺纹套筒(414)。
5.根据权利要求4所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：所述主板体(44)内部顶面固接第二减速电机(412)，所述第二减速电机(412)转轴端固接丝杆(413)端部，所述配重环形壳(41)顶面固接支架(411)，所述支架(411)固接第一缆绳(22)底端。
6.根据权利要求1所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：固接所述第一配重块(5)的第一缆绳(22)上固接三个溶解氧传感器(6)，所述漂浮台(1)底面固接第二缆绳(11)，所述第二缆绳(11)底端固接第二配重块(7)。
7.根据权利要求1所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：所述漂浮台(1)顶面固接配电箱(12)，所述漂浮台(1)顶面位于配电箱(12)周测固接三个斜架(13)，所述斜架(13)上固接光伏板(14)，所述漂浮台(1)顶面固接自动气象站(15)，所述漂浮台(1)顶面边缘处固接多个围栏(16)。
8.根据权利要求4所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：所述漂浮台(1)顶面边缘位于多个围栏(16)之间位置固接底板(23)，所述底板(23)顶面固接两个斜杆(24)，两个所述斜杆(24)顶端之间转动连接槽轮(21)，所述槽轮(21)上缠绕第一缆绳(22)，所述第一缆绳(22)端部固接槽轮(21)，其中一个所述斜杆(24)顶端一侧固接第一减速电机(25)，所述第一减速电机(25)转轴端固接槽轮(21)端部。
9.根据权利要求1所述的一种感潮河网区水质与沉积物溶解氧分层原位监测装置，其特征在于：所述中控部件(8)包括固接在漂浮台(1)顶面的外壳(81)，所述外壳(81)顶面侧壁固接触摸显示屏(82)，所述外壳(81)内部固接主机(83)及传输模块(84)，所述外壳(81)侧壁固接接头板(85)及控制面板(86)。
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