CN116499809A - 一种水质监测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水质监测装置及其使用方法，属于水质监测技术领域。包括浮船；检测箱安装在浮船上；驱动机构安装在检测箱的侧壁顶部；齿轮泵安装在浮船上；固定架安装在浮船上；升降机构安装在浮船和固定架间；吸水管贯穿浮船，吸水管的两端分别连接升降机构和齿轮泵；放水机构安装在检测箱内；传动机构安装在驱动机构上，且传动机构连接升降机构和放水机构，齿轮泵抽取水样时，升降机构和放水机构同步停止，从而抽取水样在检测箱内检测，齿轮泵反转将吸水管内剩余水样排空时，升降机构自动切换取样深度，同时，放水机构将检测箱内残余水样排空，实现不同深度的水质逐一取样检测，实现精确的在线监测。

Description

一种水质监测装置及其使用方法

技术领域

本申请涉及水质监测技术领域，更具体地说，涉及一种水质监测装置及其使用方法。

背景技术

在水利河道的岸边常常设有自然排污口，有的排污口还连接到周边厂区的处理后的污水排放口，为了避免非法排放污水到河道内，常常会在河道内设置远程在线监测点，用于对河道水质进行监测，从而便于及时掌握河道水质情况。

现有技术公开号为CN114019121A的文献提供水质监测预警系统，该装置可以通过主机控制装置控制一号电机对装置的转动方向进行改变，并通过电子罗盘以及GPS实现对装置的导航功能，通过电子摄像检测水质的颜色，通过超声波测障装置实现装置运行时对障碍物的有效规避。

上述中的现有技术方案虽然通过现有技术的结构可以实现与有关的有益效果，但是仍存在以下缺陷：

1、每个装置只能抽取到固定深度的水样，而不同的污染物常常会因为密度和温度等因素分布在河道不同深度，固定深度取样无法全面监测河道水质；

2、每次抽取水样后管道内会残留部分之前的水样，残留水样不排空导致下次检测时数据会受影响，导致监测不准确。

针对上述中的相关技术中，发明人认为每个装置只能抽取到固定深度的水样，而不同的污染物常常会因为密度和温度等因素分布在河道不同深度，固定深度取样无法全面监测河道水质，每次抽取水样后管道内会残留部分之前的水样，残留水样不排空导致下次检测时数据会受影响，导致监测不准确。

鉴于此，我们提出一种水质监测装置及其使用方法。

发明内容

1.要解决的技术问题

本申请的目的在于提供一种水质监测装置及其使用方法，来解决上述背景技术中的每个装置只能抽取到固定深度的水样，而不同的污染物常常会因为密度和温度等因素分布在河道不同深度，固定深度取样无法全面监测河道水质，每次抽取水样后管道内会残留部分之前的水样，残留水样不排空导致下次检测时数据会受影响，导致监测不准确的技术问题，以实现了相应的技术效果。

2.技术方案

本申请技术方案提供了水质监测装置，包含：

浮船；

检测箱，所述检测箱固定安装在浮船上；

驱动机构，所述驱动机构固定安装在检测箱的侧壁顶部；

齿轮泵，所述齿轮泵固定安装在浮船上，且齿轮泵的驱动轴连接驱动机构，所述齿轮泵的一端通过管道连接检测箱；

固定架，所述固定架固定安装在浮船上；

升降机构，所述升降机构安装在浮船和固定架间；

吸水管，所述吸水管滑动贯穿浮船，且吸水管的两端分别连接升降机构和齿轮泵；

放水机构，所述放水机构安装在检测箱内；

传动机构，所述传动机构安装在驱动机构上，且传动机构连接升降机构和放水机构，所述检测箱的侧壁底部固定套接有多个监测探头，所述监测探头包括pH传感器探头、余氯传感器探头、氨氮检测探头、亚硝酸盐检测探头，所述浮船上安装有检测设备、太阳能电池和远程通讯模块。

通过上述技术方案，齿轮泵抽取水样时，升降机构和放水机构同步停止，从而抽取水样在检测箱内检测，齿轮泵反转将吸水管内剩余水样排空时，升降机构自动切换取样深度，同时，放水机构将检测箱内残余水样排空，实现不同深度的水质逐一取样检测，实现精确的在线监测。

可选的，所述浮船上固定连接有弹力绳的一端，所述弹力绳的另一端固定连接有滑动环，所述滑动环滑动套接在吸水管上。

可选的，所述驱动机构包括固定框，所述固定框固定安装在检测箱的侧壁顶部，所述固定框内滑动卡接有滑动框，所述滑动框的两侧内壁均固定安装有第一齿条，所述固定框的底部固定安装有电机，所述电机的输出轴上固定套接有半齿轮，所述半齿轮位于滑动框的内腔并啮合第一齿条，所述滑动框的一侧外壁固定安装有第二齿条，所述固定框上转动套接有从动轴，所述从动轴的中部固定套接有往复齿轮，所述往复齿轮啮合第二齿条，所述从动轴的底部固定连接齿轮泵的驱动轴，所述从动轴的顶部贯穿固定框并通过传动带和传动轮连接传动机构。

通过上述技术方案，电机定时进行连续转动，转动时带动半齿轮连续转动，半齿轮交替啮合滑动框两侧的第一齿条，从而带动滑动框往复滑动，滑动框带动往复齿轮往复转动，往复齿轮带动从动轴往复转动，从而提供正反转的驱动力。

可选的，所述传动机构包括固定座，所述固定座固定安装在固定框的顶部，所述固定座上转动套接有传动轴，所述固定座的底部内转动套接有转环，所述转环与从动轴间套接有传动带，所述固定座的中部开有转槽，所述转环和转槽处的传动轴上分别固定套接有第一棘轮和第二棘轮，所述转环和转槽的内壁均开有收纳槽，所述收纳槽内均通过销轴转动安装有棘爪，所述棘爪啮合第一棘轮和第二棘轮，所述棘爪与收纳槽间安装有扭簧，所述传动轴的顶部贯穿固定座并通过传动带和传动轮连接升降机构和放水机构。

通过上述技术方案，从动轴驱动齿轮泵正转时，此时转环内的棘爪内第一棘轮的倾斜棘齿压入收纳槽内，同时，第二棘轮被转槽内的棘爪限位，使得传动轴无法转动，转环空转，实现齿轮泵抽水时升降机构和放水机构静止，水样的抽取高度稳定，且检测箱内水样保持存储状态，便于监测探头进行检测，当齿轮泵翻转排空时，此时从动轴带动转环转动，转环内的棘爪推动第一棘轮转动，第二棘轮将转槽内的棘爪压入收纳槽内，实现传动轴的转动，从而在齿轮泵排空的时间段，升降机构带动吸水管调节取样高度，同时，放水机构将检测箱内检测过的水样放空。

可选的，所述升降机构包括升降轴，所述固定架上转动套接有升降轴，所述升降轴的顶部通过传动带和传动轮连接传动轴，所述升降轴的底部转动贯穿浮船，所述浮船的底部固定安装有导向杆，所述导向杆上滑动套接有滑块，所述滑块的侧壁固定安装有喇叭口，所述喇叭口固定连接吸水管，所述升降轴的底部外壁开有两个首尾相连的螺旋槽，所述滑块的内壁固定安装有推杆，所述推杆滑动卡接螺旋槽，两个所述螺旋槽的螺旋方向相反，且螺旋圈数均为半圈，所述推杆的直径等于螺旋槽的宽度，所述喇叭口内固定安装有过滤网。

通过上述技术方案，当传动轴转动时，通过传动带和传动轮带动升降轴转动，升降轴通过螺旋槽推动推杆上下往复移动，则升降轴在传动轴每次转动时转动固定角度，实现滑块逐渐下降并且下降到螺旋槽底部后又逐渐上升，从而实现取样高度的自动切换，改变抽取水样的高度。

可选的，所述放水机构包括出水口，所述检测箱的侧壁底部开有出水口，所述出水口顶部的检测箱内壁固定安装有固定板，所述固定板上滑动套接有压杆，所述压杆的一端固定安装有封板，所述封板正对出水口，所述压杆的另一端贯穿固定板并固定安装有压板，所述压板与固定板间的压杆上套接有弹簧，所述检测箱的顶板上转动套接有转轴，所述转轴的顶部通过传动带和传动轮连接传动轴，所述转轴的底部固定套接有凸轮，所述凸轮紧密压在压板上，所述弹簧始终处于压缩状态，所述凸轮为四分之一圆形的扇形结构，所述凸轮的边缘均倒有圆角。

通过上述技术方案，当传动轴转动时，同步通过传动带和传动轮带动转轴转动，且每次传动轴转动均驱动转轴转动一圈，则转轴带动凸轮转动一圈，当凸轮的圆周外壁远离压板后，弹簧的弹力推动压杆，使得封板远离出水口，则检测箱内的水样排空，当凸轮的圆周外壁转动一圈后又挤压压板，使得封板将出水口封堵，实现齿轮泵排空时检测箱内同步排空的目的，齿轮泵抽取水样时检测箱能够存储水样进行检测，从而逐一监测不同深度的水质。

本申请还公开了前述水质监测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、浮船设在河道等排污口附近，并通过船锚或缆绳牵引停留，远程通讯模块与监控平台通讯连接，电机定时进行连续转动，转动时带动半齿轮连续转动，半齿轮交替啮合滑动框两侧的第一齿条，从而带动滑动框往复滑动，滑动框带动往复齿轮往复转动，往复齿轮带动从动轴往复转动；

步骤b、从动轴往复转动时带动齿轮泵的驱动轴往复转动，则齿轮泵在从动轴驱动正转时通过吸水管吸取水样，并送入检测箱内进行检测，反之，当齿轮泵被驱动反转时，齿轮泵反向抽取靠近检测箱一侧的空气，从而将齿轮泵和吸水管内的残余水样排回河道内；

步骤c、从动轴往复转动时通过传动带带动转环往复转动，第一棘轮和第二棘轮的棘齿方向相同，则从动轴驱动齿轮泵正转时，此时转环内的棘爪内第一棘轮的倾斜棘齿压入收纳槽内，同时，第二棘轮被转槽内的棘爪限位，使得传动轴无法转动，转环空转，实现齿轮泵抽水时升降机构和放水机构静止，水样的抽取高度稳定，且检测箱内水样保持存储状态，便于监测探头进行检测，当齿轮泵翻转排空时，此时从动轴带动转环转动，转环内的棘爪推动第一棘轮转动，第二棘轮将转槽内的棘爪压入收纳槽内，实现传动轴的转动，从而在齿轮泵排空的时间段，升降机构带动吸水管调节取样高度，同时，放水机构将检测箱内检测过的水样放空；

步骤d、当传动轴转动时，通过传动带和传动轮带动升降轴转动，升降轴通过螺旋槽推动推杆上下往复移动，则升降轴在传动轴每次转动时转动固定角度，实现滑块逐渐下降并且下降到螺旋槽底部后又逐渐上升，从而实现取样高度的自动切换，改变抽取水样的高度；

步骤e、当传动轴转动时，同步通过传动带和传动轮带动转轴转动，且每次传动轴转动均驱动转轴转动一圈，则转轴带动凸轮转动一圈，当凸轮的圆周外壁远离压板后，弹簧的弹力推动压杆，使得封板远离出水口，则检测箱内的水样排空，当凸轮的圆周外壁转动一圈后又挤压压板，使得封板将出水口封堵，实现齿轮泵排空时检测箱内同步排空的目的，齿轮泵抽取水样时检测箱能够存储水样进行检测，从而逐一监测不同深度的水质。

3.有益效果

本申请技术方案中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.本申请通过齿轮泵在从动轴驱动正转时通过吸水管吸取水样，并送入检测箱内进行检测，反之，当齿轮泵被驱动反转时，齿轮泵反向抽取靠近检测箱一侧的空气，从而将齿轮泵和吸水管内的残余水样排回河道内，避免残余水样影响后续监测数据；

2.在齿轮泵排空的时间段，升降机构带动吸水管调节取样高度，同时，放水机构将检测箱内检测过的水样放空，实现不同深度的水质逐一取样检测，实现精确的在线监测。

附图说明

图1为本申请一较佳实施例公开的水质监测装置的整体结构示意图；

图2为本申请一较佳实施例公开的水质监测装置的剖面结构示意图；

图3为本申请一较佳实施例公开的图2中A处放大结构示意图；

图4为本申请一较佳实施例公开的图2中B处放大结构示意图；

图5为本申请一较佳实施例公开的图2中C处放大结构示意图；

图6为本申请一较佳实施例公开的图2中D处放大结构示意图；

图7为本申请一较佳实施例公开的图6中E处放大结构示意图；

图中标号说明：1、浮船；2、检测箱；3、驱动机构；31、固定框；32、滑动框；33、电机；34、半齿轮；35、第一齿条；36、第二齿条；37、从动轴；38、往复齿轮；4、齿轮泵；5、固定架；6、升降机构；61、升降轴；62、导向杆；63、滑块；64、螺旋槽；65、推杆；7、吸水管；71、喇叭口；8、传动机构；81、固定座；82、传动轴；83、第一棘轮；84、第二棘轮；85、转环；86、转槽；87、收纳槽；88、棘爪；9、放水机构；91、出水口；92、固定板；93、压杆；94、封板；95、压板；96、弹簧；97、转轴；98、凸轮；10、监测探头；11、滑动环；12、弹力绳

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本申请实施例提供了水质监测装置，包含：浮船1；检测箱2，检测箱2固定安装在浮船1上；驱动机构3，驱动机构3固定安装在检测箱2的侧壁顶部；齿轮泵4，齿轮泵4固定安装在浮船1上，且齿轮泵4的驱动轴连接驱动机构3，齿轮泵4的一端通过管道连接检测箱2；固定架5，固定架5固定安装在浮船1上；升降机构6，升降机构6安装在浮船1和固定架5间；吸水管7，吸水管7滑动贯穿浮船1，且吸水管7的两端分别连接升降机构6和齿轮泵4；放水机构9，放水机构9安装在检测箱2内；传动机构8，传动机构8安装在驱动机构3上，且传动机构8连接升降机构6和放水机构9，齿轮泵4抽取水样时，升降机构6和放水机构9同步停止，从而抽取水样在检测箱2内检测，齿轮泵4反转将吸水管7内剩余水样排空时，升降机构6自动切换取样深度，同时，放水机构9将检测箱2内残余水样排空，实现不同深度的水质逐一取样检测，实现精确的在线监测。

参照图1和图2，检测箱2的侧壁底部固定套接有多个监测探头10，监测探头10包括pH传感器探头、余氯传感器探头、氨氮检测探头、亚硝酸盐检测探头，浮船1上安装有检测设备、太阳能电池和远程通讯模块，通过多种监测探头10对水样进行监测。

参照图2和图4，浮船1上固定连接有弹力绳12的一端，弹力绳12的另一端固定连接有滑动环11，滑动环11滑动套接在吸水管7上，在升降机构6带动吸水管7升降时，弹力绳12的弹力自动收放多余的吸水管7。

参照图2和图3，驱动机构3包括固定框31，固定框31固定安装在检测箱2的侧壁顶部，固定框31内滑动卡接有滑动框32，滑动框32的两侧内壁均固定安装有第一齿条35，固定框31的底部固定安装有电机33，电机33的输出轴上固定套接有半齿轮34，半齿轮34位于滑动框32的内腔并啮合第一齿条35，滑动框32的一侧外壁固定安装有第二齿条36，固定框31上转动套接有从动轴37，从动轴37的中部固定套接有往复齿轮38，往复齿轮38啮合第二齿条36，从动轴37的底部固定连接齿轮泵4的驱动轴，从动轴37的顶部贯穿固定框31并通过传动带和传动轮连接传动机构8，电机33定时进行连续转动，转动时带动半齿轮34连续转动，半齿轮34交替啮合滑动框32两侧的第一齿条35，从而带动滑动框32往复滑动，滑动框32带动往复齿轮38往复转动，往复齿轮38带动从动轴37往复转动，从而提供正反转的驱动力。

参照图2和图4，传动机构8包括固定座81，固定座81固定安装在固定框31的顶部，固定座81上转动套接有传动轴82，固定座81的底部内转动套接有转环85，转环85与从动轴37间套接有传动带，固定座81的中部开有转槽86，转环85和转槽86处的传动轴82上分别固定套接有第一棘轮83和第二棘轮84，转环85和转槽86的内壁均开有收纳槽87，收纳槽87内均通过销轴转动安装有棘爪88，棘爪88啮合第一棘轮83和第二棘轮84，棘爪88与收纳槽87间安装有扭簧，传动轴82的顶部贯穿固定座81并通过传动带和传动轮连接升降机构6和放水机构9，从动轴37往复转动时通过传动带带动转环85往复转动，第一棘轮83和第二棘轮84的棘齿方向相同，则从动轴37驱动齿轮泵4正转时，此时转环85内的棘爪88内第一棘轮83的倾斜棘齿压入收纳槽87内，同时，第二棘轮84被转槽86内的棘爪88限位，使得传动轴82无法转动，转环85空转，实现齿轮泵4抽水时升降机构6和放水机构9静止，水样的抽取高度稳定，且检测箱2内水样保持存储状态，便于监测探头10进行检测，当齿轮泵4翻转排空时，此时从动轴37带动转环85转动，转环85内的棘爪88推动第一棘轮83转动，第二棘轮84将转槽86内的棘爪88压入收纳槽87内，实现传动轴82的转动，从而在齿轮泵4排空的时间段，升降机构6带动吸水管7调节取样高度，同时，放水机构9将检测箱2内检测过的水样放空。

参照图2、图6和图7，升降机构6包括升降轴61，固定架5上转动套接有升降轴61，升降轴61的顶部通过传动带和传动轮连接传动轴82，升降轴61的底部转动贯穿浮船1，浮船1的底部固定安装有导向杆62，导向杆62上滑动套接有滑块63，滑块63的侧壁固定安装有喇叭口71，喇叭口71固定连接吸水管7，升降轴61的底部外壁开有两个首尾相连的螺旋槽64，滑块63的内壁固定安装有推杆65，推杆65滑动卡接螺旋槽64，两个螺旋槽64的螺旋方向相反，且螺旋圈数均为半圈，推杆65的直径等于螺旋槽64的宽度，喇叭口71内固定安装有过滤网，当传动轴82转动时，通过传动带和传动轮带动升降轴61转动，升降轴61通过螺旋槽64推动推杆65上下往复移动，则升降轴61在传动轴82每次转动时转动固定角度，实现滑块63逐渐下降并且下降到螺旋槽64底部后又逐渐上升，从而实现取样高度的自动切换，改变抽取水样的高度。

参照图2和图5，放水机构9包括出水口91，检测箱2的侧壁底部开有出水口91，出水口91顶部的检测箱2内壁固定安装有固定板92，固定板92上滑动套接有压杆93，压杆93的一端固定安装有封板94，封板94正对出水口91，压杆93的另一端贯穿固定板92并固定安装有压板95，压板95与固定板92间的压杆93上套接有弹簧96，检测箱2的顶板上转动套接有转轴97，转轴97的顶部通过传动带和传动轮连接传动轴82，转轴97的底部固定套接有凸轮98，凸轮98紧密压在压板95上，弹簧96始终处于压缩状态，凸轮98为四分之一圆形的扇形结构，凸轮98的边缘均倒有圆角，当传动轴82转动时，同步通过传动带和传动轮带动转轴97转动，且每次传动轴82转动均驱动转轴97转动一圈，则转轴97带动凸轮98转动一圈，当凸轮98的圆周外壁远离压板95后，弹簧96的弹力推动压杆93，使得封板94远离出水口91，则检测箱2内的水样排空，当凸轮98的圆周外壁转动一圈后又挤压压板95，使得封板94将出水口91封堵，实现齿轮泵4排空时检测箱2内同步排空的目的，齿轮泵4抽取水样时检测箱2能够存储水样进行检测，从而逐一监测不同深度的水质。

本申请实施例提供了水质监测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、浮船1设在河道等排污口附近，并通过船锚或缆绳牵引停留，远程通讯模块与监控平台通讯连接，电机33定时进行连续转动，转动时带动半齿轮34连续转动，半齿轮34交替啮合滑动框32两侧的第一齿条35，从而带动滑动框32往复滑动，滑动框32带动往复齿轮38往复转动，往复齿轮38带动从动轴37往复转动；

步骤b、从动轴37往复转动时带动齿轮泵4的驱动轴往复转动，则齿轮泵4在从动轴37驱动正转时通过吸水管7吸取水样，并送入检测箱2内进行检测，反之，当齿轮泵4被驱动反转时，齿轮泵4反向抽取靠近检测箱2一侧的空气，从而将齿轮泵4和吸水管7内的残余水样排回河道内；

步骤c、从动轴37往复转动时通过传动带带动转环85往复转动，第一棘轮83和第二棘轮84的棘齿方向相同，则从动轴37驱动齿轮泵4正转时，此时转环85内的棘爪88内第一棘轮83的倾斜棘齿压入收纳槽87内，同时，第二棘轮84被转槽86内的棘爪88限位，使得传动轴82无法转动，转环85空转，实现齿轮泵4抽水时升降机构6和放水机构9静止，水样的抽取高度稳定，且检测箱2内水样保持存储状态，便于监测探头10进行检测，当齿轮泵4翻转排空时，此时从动轴37带动转环85转动，转环85内的棘爪88推动第一棘轮83转动，第二棘轮84将转槽86内的棘爪88压入收纳槽87内，实现传动轴82的转动，从而在齿轮泵4排空的时间段，升降机构6带动吸水管7调节取样高度，同时，放水机构9将检测箱2内检测过的水样放空；

步骤d、当传动轴82转动时，通过传动带和传动轮带动升降轴61转动，升降轴61通过螺旋槽64推动推杆65上下往复移动，则升降轴61在传动轴82每次转动时转动固定角度，实现滑块63逐渐下降并且下降到螺旋槽64底部后又逐渐上升，从而实现取样高度的自动切换，改变抽取水样的高度；

步骤e、当传动轴82转动时，同步通过传动带和传动轮带动转轴97转动，且每次传动轴82转动均驱动转轴97转动一圈，则转轴97带动凸轮98转动一圈，当凸轮98的圆周外壁远离压板95后，弹簧96的弹力推动压杆93，使得封板94远离出水口91，则检测箱2内的水样排空，当凸轮98的圆周外壁转动一圈后又挤压压板95，使得封板94将出水口91封堵，实现齿轮泵4排空时检测箱2内同步排空的目的，齿轮泵4抽取水样时检测箱2能够存储水样进行检测，从而逐一监测不同深度的水质。

工作原理：浮船1设在河道等排污口附近，并通过船锚或缆绳牵引停留，远程通讯模块与监控平台通讯连接，电机33定时进行连续转动，转动时带动半齿轮34连续转动，半齿轮34交替啮合滑动框32两侧的第一齿条35，从而带动滑动框32往复滑动，滑动框32带动往复齿轮38往复转动，往复齿轮38带动从动轴37往复转动，从动轴37往复转动时带动齿轮泵4的驱动轴往复转动，则齿轮泵4在从动轴37驱动正转时通过吸水管7吸取水样，并送入检测箱2内进行检测，反之，当齿轮泵4被驱动反转时，齿轮泵4反向抽取靠近检测箱2一侧的空气，从而将齿轮泵4和吸水管7内的残余水样排回河道内，从动轴37往复转动时通过传动带带动转环85往复转动，第一棘轮83和第二棘轮84的棘齿方向相同，则从动轴37驱动齿轮泵4正转时，此时转环85内的棘爪88内第一棘轮83的倾斜棘齿压入收纳槽87内，同时，第二棘轮84被转槽86内的棘爪88限位，使得传动轴82无法转动，转环85空转，实现齿轮泵4抽水时升降机构6和放水机构9静止，水样的抽取高度稳定，且检测箱2内水样保持存储状态，便于监测探头10进行检测，当齿轮泵4翻转排空时，此时从动轴37带动转环85转动，转环85内的棘爪88推动第一棘轮83转动，第二棘轮84将转槽86内的棘爪88压入收纳槽87内，实现传动轴82的转动，当传动轴82转动时，通过传动带和传动轮带动升降轴61转动，升降轴61通过螺旋槽64推动推杆65上下往复移动，则升降轴61在传动轴82每次转动时转动固定角度，实现滑块63逐渐下降并且下降到螺旋槽64底部后又逐渐上升，从而实现取样高度的自动切换，改变抽取水样的高度，当传动轴82转动时，同步通过传动带和传动轮带动转轴97转动，且每次传动轴82转动均驱动转轴97转动一圈，则转轴97带动凸轮98转动一圈，当凸轮98的圆周外壁远离压板95后，弹簧96的弹力推动压杆93，使得封板94远离出水口91，则检测箱2内的水样排空，当凸轮98的圆周外壁转动一圈后又挤压压板95，使得封板94将出水口91封堵，实现齿轮泵4排空时检测箱2内同步排空的目的，齿轮泵4抽取水样时检测箱2能够存储水样进行检测，从而逐一监测不同深度的水质，实现在齿轮泵4排空的时间段，升降机构6带动吸水管7调节取样高度，同时，放水机构9将检测箱2内检测过的水样放空，实现不同深度的水质逐一取样检测，实现精确的在线监测。

Claims (10)

1.水质监测装置，其特征在于：包含：

浮船；

检测箱，所述检测箱固定安装在浮船上；

驱动机构，所述驱动机构固定安装在检测箱的侧壁顶部；

齿轮泵，所述齿轮泵固定安装在浮船上，且齿轮泵的驱动轴连接驱动机构，所述齿轮泵的一端通过管道连接检测箱；

固定架，所述固定架固定安装在浮船上；

升降机构，所述升降机构安装在浮船和固定架间，用于调节取样高度；

吸水管，所述吸水管滑动贯穿浮船，且吸水管的两端分别连接有升降机构和齿轮泵；

放水机构，所述放水机构安装在检测箱内，用于实现对检测箱内部的水样进行排空；

传动机构，所述传动机构安装在驱动机构上，且传动机构连接升降机构和放水机构。

2.根据权利要求1所述的水质监测装置，其特征在于：所述检测箱的侧壁底部固定套接有多个监测探头，所述监测探头包括pH传感器探头、余氯传感器探头、氨氮检测探头、亚硝酸盐检测探头，所述浮船上安装有检测设备、太阳能电池和远程通讯模块。

3.根据权利要求1所述的水质监测装置，其特征在于：所述浮船上固定连接有弹力绳的一端，所述弹力绳的另一端固定连接有滑动环，所述滑动环滑动套接在吸水管上。

4.根据权利要求1所述的水质监测装置，其特征在于：所述驱动机构包括固定框，所述固定框固定安装在检测箱的侧壁顶部，所述固定框内滑动卡接有滑动框，所述滑动框的两侧内壁均固定安装有第一齿条，所述固定框的底部固定安装有电机，所述电机的输出轴上固定套接有半齿轮，所述半齿轮位于滑动框的内腔并啮合第一齿条，所述滑动框的一侧外壁固定安装有第二齿条，所述固定框上转动套接有从动轴，所述从动轴的中部固定套接有往复齿轮，所述往复齿轮啮合第二齿条，所述从动轴的底部固定连接齿轮泵的驱动轴，所述从动轴的顶部贯穿固定框并通过传动带和传动轮连接传动机构。

5.根据权利要求4所述的水质监测装置，其特征在于：所述传动机构包括固定座，所述固定座固定安装在固定框的顶部，所述固定座上转动套接有传动轴，所述固定座的底部内转动套接有转环，所述转环与从动轴间套接有传动带，所述固定座的中部开有转槽，所述转环和转槽处的传动轴上分别固定套接有第一棘轮和第二棘轮，所述转环和转槽的内壁均开有收纳槽，所述收纳槽内均通过销轴转动安装有棘爪，所述棘爪啮合第一棘轮和第二棘轮，所述棘爪与收纳槽间安装有扭簧，所述传动轴的顶部贯穿固定座并通过传动带和传动轮连接升降机构和放水机构。

6.根据权利要求5所述的水质监测装置，其特征在于：所述升降机构包括升降轴，所述固定架上转动套接有升降轴，所述升降轴的顶部通过传动带和传动轮连接传动轴，所述升降轴的底部转动贯穿浮船，所述浮船的底部固定安装有导向杆，所述导向杆上滑动套接有滑块，所述滑块的侧壁固定安装有喇叭口，所述喇叭口固定连接吸水管，所述升降轴的底部外壁开有两个首尾相连的螺旋槽，所述滑块的内壁固定安装有推杆，所述推杆滑动卡接螺旋槽。

7.根据权利要求6所述的水质监测装置，其特征在于：两个所述螺旋槽的螺旋方向相反，且螺旋圈数均为半圈，所述推杆的直径等于螺旋槽的宽度，所述喇叭口内固定安装有过滤网。

8.根据权利要求5所述的水质监测装置，其特征在于：所述放水机构包括出水口，所述检测箱的侧壁底部开有出水口，所述出水口顶部的检测箱内壁固定安装有固定板，所述固定板上滑动套接有压杆，所述压杆的一端固定安装有封板，所述封板正对出水口，所述压杆的另一端贯穿固定板并固定安装有压板，所述压板与固定板间的压杆上套接有弹簧，所述检测箱的顶板上转动套接有转轴，所述转轴的顶部通过传动带和传动轮连接传动轴，所述转轴的底部固定套接有凸轮，所述凸轮紧密压在压板上。

9.根据权利要求8所述的水质监测装置，其特征在于：所述弹簧始终处于压缩状态，所述凸轮为四分之一圆形的扇形结构，所述凸轮的边缘均倒有圆角。

10.根据权利要求1-9任一所述的水质监测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、浮船设在河道等排污口附近，并通过船锚或缆绳牵引停留，远程通讯模块与监控平台通讯连接，电机定时进行连续转动，转动时带动半齿轮连续转动，半齿轮交替啮合滑动框两侧的第一齿条，从而带动滑动框往复滑动，滑动框带动往复齿轮往复转动，往复齿轮带动从动轴往复转动；

步骤b、从动轴往复转动时带动齿轮泵的驱动轴往复转动，则齿轮泵在从动轴驱动正转时通过吸水管吸取水样，并送入检测箱内进行检测，反之，当齿轮泵被驱动反转时，齿轮泵反向抽取靠近检测箱一侧的空气，从而将齿轮泵和吸水管内的残余水样排回河道内；

步骤c、从动轴往复转动时通过传动带带动转环往复转动，第一棘轮和第二棘轮的棘齿方向相同，则从动轴驱动齿轮泵正转时，此时转环内的棘爪内第一棘轮的倾斜棘齿压入收纳槽内，同时，第二棘轮被转槽内的棘爪限位，使得传动轴无法转动，转环空转，实现齿轮泵抽水时升降机构和放水机构静止，水样的抽取高度稳定，且检测箱内水样保持存储状态，便于监测探头进行检测，当齿轮泵翻转排空时，此时从动轴带动转环转动，转环内的棘爪推动第一棘轮转动，第二棘轮将转槽内的棘爪压入收纳槽内，实现传动轴的转动，从而在齿轮泵排空的时间段，升降机构带动吸水管调节取样高度，同时，放水机构将检测箱内检测过的水样放空；

步骤d、当传动轴转动时，通过传动带和传动轮带动升降轴转动，升降轴通过螺旋槽推动推杆上下往复移动，则升降轴在传动轴每次转动时转动固定角度，实现滑块逐渐下降并且下降到螺旋槽底部后又逐渐上升，从而实现取样高度的自动切换，改变抽取水样的高度；

步骤e、当传动轴转动时，同步通过传动带和传动轮带动转轴转动，且每次传动轴转动均驱动转轴转动一圈，则转轴带动凸轮转动一圈，当凸轮的圆周外壁远离压板后，弹簧的弹力推动压杆，使得封板远离出水口，则检测箱内的水样排空，当凸轮的圆周外壁转动一圈后又挤压压板，使得封板将出水口封堵，实现齿轮泵排空时检测箱内同步排空的目的，齿轮泵抽取水样时检测箱能够存储水样进行检测，从而逐一监测不同深度的水质。