CN116125024A - 一种间歇式河湖水质检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间歇式河湖水质检测装置，涉及河湖水质检测技术领域，包括悬浮支架，悬浮支架的侧部设有多个连接端口，端口上活动连接有摆臂，摆臂的另一端活动连接有浮体；悬浮支架的中轴线上设有可旋转的蜗杆，每个摆臂对应蜗杆的一端固定设有半圆结构的涡轮，涡轮与蜗杆相啮合；悬浮支架的顶部固定设有用于驱动蜗杆往复运动的驱动装置；悬浮支架的底部固定设有检测杆，检测杆的端部一侧至少设有一个水质检测传感器。本发明可进行间断性的水质检测，降低水体对水质检测传感器的污染，可有效提高水体检测精度，另外对水体进行移动检测和不通深度的检测，使水质检测数据更加全面可靠。

Description

一种间歇式河湖水质检测装置

技术领域

本发明属于河湖水质检测技术领域，具体涉及一种间歇式河湖水质检测装置。

背景技术

随着经济不断发展，城市不断扩大，经济繁荣的同时，也带来越来越严重的水质污染，城市河、湖的水质检测是预防水污染的重要手段，通过对水质的检测来确定城市河、湖水质被污染的情况，并根据污染检测结果做出治理。

传统对河、湖的水质检测都是人工取样，然后在实验室进行水质检测，由于这种检测方式效率低，人们在不断的探索下，提出了利用传感器技术设计出可以停留在水中，对水质进行实时检测的装置，例如中国专利CN202010510258.1，公开水质检测装置，可以检测不同深度的水质参数，非常便于对不同深度的水进行水质检测，并实时检测水质变化，这种监测装置很好的解决不同深度水质的检测，并提供了检测效率低问题，但由于水质检测装置长时间停留在水体内，水质检测装置上容易积累水体中的污染物，例如浮萍、蓝藻或一些微生物寄存造成的污垢，这些污染物滞留在监测的传感器上，势必会对水质的检测带来干扰，导致检测精度降低，为解决这类问题，我们提出了一种“蜻蜓点水式”的间歇式河湖水质检测装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在河湖水质检测点固定，检测的传感器长时间停留在水中，易被污染，导致水质检测精度降低的缺点，而提出的一种间歇式河湖水质检测装置。该间歇式河湖水质检测装置可进行间断性的水质检测，减少水质检测传感器在水体中的停留时间，降低水体对水质检测传感器的污染，可有效提高水体检测精度，另外对水体进行移动检测和不通深度的检测，使水质检测数据更加全面可靠。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种间歇式河湖水质检测装置，包括悬浮支架，所述悬浮支架的侧部设有多个连接端口，端口上通过第一销轴活动连接有摆臂，所述摆臂均布在悬浮支架的周向上，所述摆臂的另一端通过第二销轴活动连接有浮体；所述悬浮支架的中轴线上设有可旋转的蜗杆，每个所述摆臂对应蜗杆的一端固定设有半圆结构的涡轮，所述涡轮与蜗杆相啮合；所述悬浮支架的顶部固定设有用于驱动蜗杆往复运动的驱动装置；所述悬浮支架的底部固定设有检测杆，所述检测杆的端部一侧至少设有一个用于水质检测的水质检测传感器。

进一步的，所述浮体的数量不少于三个，浮体的一侧开设有连接摆臂的避让槽。

进一步的，所述浮体的中部周向固定设有扇状结构的太阳能电池板，所述太阳能电池板的外侧包裹有透明的防水层，所述太阳能电池板连接驱动装置，所述驱动装置内设有用于太阳能电池板存储能量的电池。

进一步的，所述驱动装置内固定设有驱动电机，与驱动电机电连接的控制电路板，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与蜗杆连接，所述驱动电机与所述控制电路板相连。

进一步的，所述水质检测传感器通过数据线与控制电路板相连，所述控制电路板内设有具有一定算力的处理器，并连接有用于数据传输的无线发送模块。

进一步的，所述检测杆的下端设有套管，所述套管内设有与检测杆外壁相接处的柔性清洁层，所述套管与摆臂之间设有连杆，所述连杆的两端通过旋转轴座分别固定在套管和摆臂上，所述检测杆上还套设有复位弹簧，所述复位弹簧的两端通过弹簧座分别固定在套管与悬浮支架上。

进一步的，所述柔性清洁层的外侧固定设置有硬质的内套，所述内套通过螺纹连接的方式连接在套管内，所述内套位于外部的一端上设有环状的手柄。

进一步的，还包括曝气装置，所述曝气装置包括气筒管和曝气管，所述气筒管固定设置在浮体内，所述曝气管固定设置在浮体的底部，所述气筒管的底部活动连接有踏板，所述踏板固定连接在摆臂上，所述气筒管的两端分别设有带单向阀的进气管和出气管，两端单向阀的开合相反，所述出气管连接曝气管，所述曝气管上密布有曝气孔。

进一步的，还包括外挂点，所述外挂点固定设置在浮体的底部，所述外挂点上挂设有用于水质净化的微生物菌种蜡块。

进一步的，还包括搅拌电机，所述搅拌电机固定设置在检测杆的末端内，所述搅拌电机的输出轴上固定设置柔性的搅拌杆，所述搅拌杆贴个在检测杆的外壁上，所述搅拌杆活动半径覆盖全部的水质检测传感器。

本发明提出的一种间歇式河湖水质检测装置，有益效果在于：

(1)、本发明采用“蜻蜓点水”的设计结构，可对河湖水体进行间断性的检测，在不检测时，检测的水质检测传感器脱离水体，需要检测的时，进行短暂性的潜水检测，可有效避免水质检测传感器长时间停留在水体中，减少水体污染物对水质检测传感器的污染程度，从而确保水体传感器的检测精度，另外，整个装置浮于水面上，可进行移动，能够实现水体不同位置的检测，使水质检测的数据更加全面，同时，通过检测杆下潜深度的不同，可实现同一地点，不同深度水质的检测，进一步提高水质检测数据的全面性。

(2)、本发明可将检测的数据通过无线的方式发送至后台，后台经过对数据的分析处理，可生长一个以时间为X轴，以检测参数为Y轴的点式结构的水质变化图，更加有利于观察河湖水质的变化情况。

(3)、本发明可实现水质检测传感器的自清洁，检测杆在上下摆动过程中，可驱动套管内的柔性清洁层对水质检测传感器进行擦拭，去除水质检测传感器探测端上残留的杂物，以确保水质检测传感器探测端部保持洁净，从而进一步确保水质检测传感器检测的检测精度。具体地：检测杆位于水面上时，套管套设在水质检测传感器的外侧，这样可避免水质检测传感器暴露在空气中，检测杆在下潜时，套管上移，使水质检测传感器外露对水体进行水质检测，检测杆在上浮时，套管再次套在水质检测传感器外侧，在套入的过程中，完成柔性清洁层对水质检测传感器探测端的擦拭，确保水质检测传感器检测端部的洁净。

(4)、本发明通过在水质检测传感器外侧设置可转动的搅拌杆，一方面在检测杆下潜后，搅拌杆在水体内对水质检测传感器清扫，避免水体内的杂物沉积在水质检测传感器的检测端上，另一方面可搅动水质检测传感器周围的水体，避免水质检测传感器在下潜时候，检测端上残留上层水体，通过搅拌去除残留的水体，使水质检测传感器检测水质时的检测参数更加精准。

(5)、本发明可实现对河湖水进行曝气，提高河湖水体的溶氧量，通过摆臂的往复摆动，可驱动曝气装置工作，使曝气装置不断的向水体内输送空气，增大河湖水的含氧量。

(6)、本发明通过在间歇式河湖水质检测装置的底部挂设微生物菌种蜡块，间歇式河湖水质检测装置在水面上移动时，可为河湖水提供水质净化的有益菌。有利提高河湖水的自净化能力。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1中本发明的结构示意图；

图2是实施例1中本发明的侧视结构示意图；

图3是实施例1中本发明的内部结构示意图；

图4是实施例1中检测杆上浮位于水面上的结构示意图；

图5是实施例1中检测杆下潜位于水面下的结构示意图；

图6是实施例2中套管的内部结构示意图；

图7是实施例3中检测杆端部的内部结构示意图；

图8是实施例3中套管套设在检测杆端部后搅拌杆的结构示意图；

图9是实施例4中本发明的内部结构示意图；

图10是实施例5中本发明的内部结构示意图；

图中标记为：1、悬浮支架；2、摆臂；21、第一销轴；22、第二销轴；23、涡轮；24、踏板；3、浮体；31、避让槽；32、气筒管；321、进气管；322、出气管；323、单向阀；33、曝气管；34、外挂点；35、微生物菌种蜡块；4、太阳能电池板；5、驱动装置；51、驱动电机；52、电池；53、控制电路板；6、蜗杆；7、检测杆；71、水质检测传感器；72、搅拌电机；73、搅拌杆；8、套管；81、连杆；82、旋转轴座；83、柔性清洁层；84、内套；85、手柄；9、复位弹簧；91、弹簧座。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

实施例1

参见图1-5，一种间歇式河湖水质检测装置，包括悬浮支架1，悬浮支架1的侧部设有多个连接端口，连接端口至少设置有三个，并均匀部分在悬浮支架1的周围，端口上通过第一销轴21活动连接有摆臂2，摆臂2均布在悬浮支架1的周向上，摆臂2的另一端通过第二销轴22活动连接有浮体3，在浮体3的支撑下，悬浮支架1可悬浮在水面上，为了提高悬浮支架1的稳定性，浮体3能够在水面上形成等边的多边形，其边数不能低于三边，只有这样才能使整个装置稳定的漂浮在水面上，为此浮体3的数量不少于三个，浮体3的一侧开设有连接摆臂2的避让槽31，摆臂2在上下摆动时，不会受浮体3的干涉。

悬浮支架1的中轴线上设有可旋转的蜗杆6，每个摆臂2对应蜗杆6的一端固定设有半圆结构的涡轮23，涡轮23与蜗杆6相啮合，悬浮支架1的顶部固定设有用于驱动蜗杆6往复运动的驱动装置5，驱动装置5内固定设有驱动电机51，与驱动电机51电连接的控制电路板53，驱动电机51的输出轴通过联轴器与蜗杆6连接，驱动电机51与控制电路板53相连，驱动电机51在控制电路板53控制下驱动蜗杆6往复转动，从而实现摆臂2围绕第一销轴21上下往复摆动，在摆臂2向上摆动时，摆臂2向外扩张，使悬浮支架1靠近水面，在摆臂2向下摆动时，摆臂2向内收缩，使悬浮支架1远离水面。

悬浮支架1的底部固定设有检测杆7，检测杆7的端部一侧至少设有一个用于水质检测的水质检测传感器71，在悬浮支架1靠近水面时，检测杆7底部水质检测传感器71潜入水中，实现水质的检测，在悬浮支架1远离水面时，检测杆7底部水质检测传感器71上升到水面以上，水质检测传感器71通过数据线与控制电路板53相连，控制电路板53内设有具有一定算力的处理器，并连接有用于数据传输的无线发送模块，无线发送模块可将检测的数据通过无线的方式发送至后台，后台经过对数据的分析处理，可生长一个以时间为X轴，以检测参数为Y轴的点式结构的水质变化图，更加有利于观察河湖水质的变化情况。

为了能够使装置长时间漂流在水面上，浮体3的中部周向固定设有扇状结构的太阳能电池板4，太阳能电池板4的外侧包裹有透明的防水层，太阳能电池板4连接驱动装置5，驱动装置5内设有用于太阳能电池板4存储能量的电池52，太阳能电池板4可为装置源源不断的提供工作所需的电能，使装置具有很好的续航能力。

检测杆7的下端设有套管8，套管8内设有与检测杆7外壁相接处的柔性清洁层83，套管8与摆臂2之间设有连杆81，连杆81的两端通过旋转轴座82分别固定在套管8和摆臂2上，检测杆7上还套设有复位弹簧9，复位弹簧9的两端通过弹簧座91分别固定在套管8与悬浮支架1上，摆臂2在上下往复摆动时，可带动套管8在检测杆7上进行上下移动，可实现水质检测传感器71的自清洁，检测杆7在上下摆动过程中，可驱动套管8内的柔性清洁层83对水质检测传感器71进行擦拭，去除水质检测传感器71探测端上残留的杂物，以确保水质检测传感器71探测端部保持洁净，从而确保水质检测传感器检测71的检测精度。具体地：检测杆7位于水面上时，套管8套设在水质检测传感器71的外侧，这样可避免水质检测传感器71暴露在空气中，起到对水质检测传感器71的保护作用，检测杆7在下潜时，套管8上移，使水质检测传感器71外露，并与水体接触，对水体进行水质检测，检测杆7在上浮时，套管8再次套在水质检测传感器71外侧，在套入的过程中，完成柔性清洁层83对水质检测传感器71探测端的擦拭，确保水质检测传感器71检测端部的洁净。

本发明的间歇式河湖水质检测装置，采用“蜻蜓点水”的设计结构，可对河湖水体进行间断性的检测，一方面在不检测时，检测的水质检测传感器71脱离水体，需要检测的时，进行短暂性的潜水检测，可有效避免水质检测传感器71长时间停留在水体中，减少水体污染物对水质检测传感器71的污染程度，从而确保水体传感器71的检测精度，另一方面，在使用过程中整个装置浮于水面上，可进行移动，能够实现水体不同位置的检测，使水质检测的数据更加全面，同时，通过检测杆7下潜深度的不同，可实现同一地点，不同深度水质的检测，进一步提高水质检测数据的全面性。

实施例2

参照图6，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于：柔性清洁层83的外侧固定设置有硬质的内套84，内套84通过螺纹连接的方式连接在套管8内，内套84位于外部的一端上设有环状的手柄85，由于柔性清洁层83属于易损件，需要经常的更换，通过内套84可拆卸的连接方式，方便柔性清洁层83的拆卸更换。

实施例3

参照图7-8，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于：还包括搅拌电机72，搅拌电机72固定设置在检测杆7的末端内，搅拌电机72的输出轴上固定设置柔性的搅拌杆73，搅拌杆73贴个在检测杆7的外壁上，搅拌杆73活动半径覆盖全部的水质检测传感器71，通过在水质检测传感器71外侧设置可转动的搅拌杆72，在检测杆7下潜后，搅拌杆72在水体内对水质检测传感器71进行清扫，一方面避免水体内的杂物沉积在水质检测传感器71的检测端上，另一方面可搅动水质检测传感器71周围的水体，避免水质检测传感器71在下潜时候，检测端上残留上层水体，通过搅拌去除残留的水体，使水质检测传感器71进行检测水质时，所检测的水体属于检测深度位置的水体，可进一步提高水质检测参数的精度。

实施例4

参照图9，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于：还包括曝气装置，曝气装置包括气筒管32和曝气管33，气筒管32固定设置在浮体3内，曝气管33固定设置在浮体3的底部，气筒管32的底部活动连接有踏板24，踏板24固定连接在摆臂2上，气筒管32的两端分别设有带单向阀323的进气管321和出气管322，两端单向阀323的开合相反，出气管322连接曝气管33，曝气管33上密布有曝气孔。曝气装置的设置可对河湖水进行曝气，提高河湖水体的溶氧量。具体地，在不需要对水质进行检测时，此时，驱动电机51往复驱动摆臂2进行小幅度摆动，从而往复挤压气筒管32，使气筒管32的空气不断的向水体内输送，从而增大河湖水的含氧量。

实施例5

参照图10，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于还包括外挂点34，外挂点34固定设置在浮体3的底部，外挂点34上挂设有用于水质净化的微生物菌种蜡块35。通过在间歇式河湖水质检测装置的底部挂设微生物菌种蜡块35，间歇式河湖水质检测装置在水面上移动时，可为河湖水提供水质净化的有益菌。有利提高河湖水的自净化能力。

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)

1.一种间歇式河湖水质检测装置，包括悬浮支架(1)，其特征在于，所述悬浮支架(1)的侧部设有多个连接端口，端口上通过第一销轴(21)活动连接有摆臂(2)，所述摆臂(2)均布在悬浮支架(1)的周向上，所述摆臂(2)的另一端通过第二销轴(22)活动连接有浮体(3)；

所述悬浮支架(1)的中轴线上设有可旋转的蜗杆(6)，每个所述摆臂(2)对应蜗杆(6)的一端固定设有半圆结构的涡轮(23)，所述涡轮(23)与蜗杆(6)相啮合；

所述悬浮支架(1)的顶部固定设有用于驱动蜗杆(6)往复运动的驱动装置(5)；

所述悬浮支架(1)的底部固定设有检测杆(7)，所述检测杆(7)的端部一侧至少设有一个用于水质检测的水质检测传感器(71)。

2.根据权利要求1所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，所述浮体(3)的数量不少于三个，浮体(3)的一侧开设有连接摆臂(2)的避让槽(31)。

3.根据权利要求1所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，所述浮体(3)的中部周向固定设有扇状结构的太阳能电池板(4)，所述太阳能电池板(4)的外侧包裹有透明的防水层，所述太阳能电池板(4)连接驱动装置(5)，所述驱动装置(5)内设有用于太阳能电池板(4)存储能量的电池(52)。

4.根据权利要求3所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，所述驱动装置(5)内固定设有驱动电机(51)，与驱动电机(51)电连接的控制电路板(53)，所述驱动电机(51)的输出轴通过联轴器与蜗杆(6)连接，所述驱动电机(51)与所述控制电路板(53)相连。

5.根据权利要求4所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，所述水质检测传感器(71)通过数据线与控制电路板(53)相连，所述控制电路板(53)内设有具有一定算力的处理器，并连接有用于数据传输的无线发送模块。

6.根据权利要求3所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，所述检测杆(7)的下端设有套管(8)，所述套管(8)内设有与检测杆(7)外壁相接处的柔性清洁层(83)，所述套管(8)与摆臂(2)之间设有连杆(81)，所述连杆(81)的两端通过旋转轴座(82)分别固定在套管(8)和摆臂(2)上，所述检测杆(7)上还套设有复位弹簧(9)，所述复位弹簧(9)的两端通过弹簧座(91)分别固定在套管(8)与悬浮支架(1)上。

7.根据权利要求6所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，所述柔性清洁层(83)的外侧固定设置有硬质的内套(84)，所述内套(84)通过螺纹连接的方式连接在套管(8)内，所述内套(84)位于外部的一端上设有环状的手柄(85)。

8.根据权利要求1所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，还包括搅拌电机(72)，所述搅拌电机(72)固定设置在检测杆(7)的末端内，所述搅拌电机(72)的输出轴上固定设置柔性的搅拌杆(73)，所述搅拌杆(73)贴个在检测杆(7)的外壁上，所述搅拌杆(73)活动半径覆盖全部的水质检测传感器(71)。

9.根据权利要求1所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，还包括曝气装置，所述曝气装置包括气筒管(32)和曝气管(33)，所述气筒管(32)固定设置在浮体(3)内，所述曝气管(33)固定设置在浮体(3)的底部，所述气筒管(32)的底部活动连接有踏板(24)，所述踏板(24)固定连接在摆臂(2)上，所述气筒管(32)的两端分别设有带单向阀(323)的进气管(321)和出气管(322)，两端单向阀(323)的开合相反，所述出气管(322)连接曝气管(33)，所述曝气管(33)上密布有曝气孔。

10.根据权利要求1所述的一种间歇式河湖水质检测装置，其特征在于，还包括外挂点(34)，所述外挂点(34)固定设置在浮体(3)的底部，所述外挂点(34)上挂设有用于水质净化的微生物菌种蜡块(35)。

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