CN116699095B - 一种河水在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及河水监测技术领域，尤其涉及一种河水在线检测装置，包括浮箱，所述浮箱上侧设有取水组件，所述浮箱两侧设有漂浮板，所述漂浮板内设有膨胀气囊，所述浮箱下侧设有驱动组件，所述取水组件包括取样瓶及检测装置，所述取样瓶包括阔口、瓶身及缩颈口；所述检测装置包括主机、电磁阀及堵头，所述主机内侧设有中央处理器及无线通讯模块，所述堵头一侧设有水质检测传感器；本发明通过浮箱带动取水组件在河水中进行取样，通过无线通讯模块实现数据传输，减少对使用环境的限制，同时可对不同深度的河水进行取样，并进行简单检测，便于操作人员鉴别样本是否需要保存和回收，提高操作便捷性。

Description

一种河水在线检测装置

技术领域

本发明涉及河水监测技术领域，尤其涉及一种河水在线检测装置。

背景技术

人类在生活和生产活动中都离不开水，水质的优劣与人类健康密切相关。天然水是一种化学成分十分复杂的溶液，含可溶性物质（如盐类、可溶性有机物和可溶气体等）、胶体物质（如硅胶、腐殖酸、粘土矿物胶体物质等）和悬浮物（如黏土、水生生物、泥沙、细菌、藻类等）。地表水的含盐量比较低，但容易受污染；地下水比较洁净，但溶解的矿物质比较多。水中的杂质主要分为：悬浮物、胶体、溶解性物质。

由于地表水容易受到污染，水的变化速率快，因此需要对地表水进行实时的在线检测，但是河水处于流动中，且不同深度流速不同，因此内部成分不均匀，现有的取样装置为了确保取样可靠，一般为有线装置，这种取样方式一般为固定位置，不能针对水流环境复杂的河水环境进行检测，且样品回收保存困难，操作繁琐，使用不便，且取样装置存在丢失风险，增加了使用成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种河水在线检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种河水在线检测装置，包括浮箱，所述浮箱上侧设有取水组件，所述浮箱两侧设有漂浮板，所述漂浮板内设有膨胀气囊，所述浮箱下侧设有驱动组件；所述取水组件用于采集河水样本，进行初步检测后，将数据发送至监测网络，所述取水组件包括取样瓶及检测装置，所述取样瓶包括阔口、瓶身及缩颈口；所述检测装置包括主机、电磁阀及堵头，所述主机内侧设有中央处理器及无线通讯模块，所述堵头一侧设有水质检测传感器，所述主机一侧设有摆臂，所述摆臂与堵头之间设有伸缩臂，所述取样瓶一端设有固定座；所述驱动组件用于控制浮箱在河水中移动，所述驱动组件包括泵水喷管、舵片、升降桨叶及控制模块。

优选的，所述膨胀气囊内侧设有过氧化钠粉末，所述浮箱内侧设有与膨胀气囊相通的注水阀。

优选的，所述阔口处设有密封圈，所述阔口与堵头适配，所述阔口内径是缩颈口内径的2～4倍。

优选的，所述主机一侧设有与瓶身适配的卡环，所述固定座上开设有与缩颈口适配的卡口，所述电磁阀设置于固定座上。

优选的，所述伸缩臂包括电动伸缩杆及防水罩，所述摆臂与主机之间转动连接，所述主机内侧设有摆动电机。

优选的，所述泵水喷管内侧设有双向泵，所述泵水喷管设有两组，且对称设置于浮箱两端，所述浮箱内侧设有储水腔。

优选的，所述浮箱一侧设有防水接头，所述防水接头一侧设有线束。

优选的，所述浮箱下侧可拆卸连接有防水电池盒，所述控制模块及主机均与防水电池盒电性连接。

优选的，所述河水在线检测装置工作步骤包括：

步骤S1、操作人员预先在中央处理器中设置检测参数，中央处理器控制在线检测装置定期检测河水；

步骤S2、检测时，泵水喷管抽取河水进入浮箱内，浮箱重力增加，抵消浮箱所受浮力，浮箱下沉，取水组件与河水接触；

步骤S3、伸缩臂控制堵头移动，打开阔口，电磁阀打开，泵水喷管喷出河水，控制浮箱水平移动，河水由阔口流入瓶身，通过缩颈口流出，捕捉河水中的样品；

步骤S4、电磁阀关闭之后，伸缩臂控制堵头密封阔口，完成取样瓶的取水工作，泵水喷管排出水，浮箱漂浮于河面上，静置取样瓶；

步骤S5、水质检测传感器对河水进行检测，中央处理器将检测结果录入存储器中，无线通讯模块将检测结果发送至监测网络；

步骤S6、如无需对河水进行保存，则泵水喷管抽取河水送入浮箱中，浮箱下沉后，泵水喷管排出水，控制浮箱反向移动，河水由缩颈口流入瓶身，通过阔口流出，避免样品杂物残留在取样瓶中；

步骤S7、当需要对不同深度的河水进行取样检测时，泵水喷管抽取河水送入浮箱中，浮箱悬浮于河水中，升降桨叶工作，控制浮箱上升或下沉，达到对应深度后，检测装置控制取样瓶完成取样并检测；

步骤S8、泵水喷管排出水，浮箱上浮，无线通讯模块将检测结果发送至监测网络；

步骤S9、设备出现故障或电量不足时，膨胀气囊膨胀变大，体积变大，浮力增加，将设备送出水面，操作人员回收设备，并获取检测数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过浮箱带动取水组件在河水中进行取样，通过无线通讯模块实现数据传输，提高设备实用性，减少对使用环境的限制，同时可对不同深度的河水进行取样，并进行简单检测，便于操作人员鉴别样本是否需要保存和回收，提高操作便捷性；

2、本发明浮箱两侧设有漂浮板，提高浮箱移动稳定性，同时漂浮板上设置膨胀气囊，当设备故障或电量不足导致断电后，膨胀气囊变大，促使设备浮出水面，便于操作人员进行回收，提高使用可靠性。

附图说明

图1为本发明提出的一种河水在线检测装置的第一视角三维结构示意图；

图2为本发明提出的一种河水在线检测装置的第二视角三维结构示意图；

图3为本发明提出的一种河水在线检测装置的取水组件三维结构示意图；

图4为本发明提出的一种河水在线检测装置的主视剖视结构示意图；

图5为本发明提出的一种河水在线检测装置的取样瓶剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种河水在线检测装置的第二实施例监测链示意图。

图中：1、浮箱；2、漂浮板；21、注水阀；3、取样瓶；31、阔口；32、瓶身；33、缩颈口；4、检测装置；41、主机；42、摆臂；43、电磁阀；44、固定座；45、堵头；46、伸缩臂；47、卡环；48、水质检测传感器；5、防水电池盒；6、防水接头；61、线束；7、泵水喷管；8、舵片；9、升降桨叶；10、控制模块。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

参照图1-6，一种河水在线检测装置，包括浮箱1，浮箱1上侧设有取水组件，浮箱1两侧设有漂浮板2，浮箱1下侧设有驱动组件，漂浮板2内设有膨胀气囊，膨胀气囊内侧设有过氧化钠粉末，浮箱1内侧设有与膨胀气囊相通的注水阀21，注水阀21为常开式电磁阀，通电状态下，注水阀21，避免河水进入膨胀气囊，设备发生故障或电量不足，注水阀21断电，开启，促使河水进入膨胀气囊，过氧化钠与水接触，生成氧气，促使膨胀气囊膨胀，体积增大，带动设备浮出水面；

取水组件用于采集河水样本，制造一个稳定的检测环境，确保检测可靠，进行初步检测后，将数据发送至监测网络，取水组件包括取样瓶3及检测装置4，取样瓶3包括阔口31、瓶身32及缩颈口33，取样瓶3设置两组，且放置方向相反，阔口31内径是缩颈口33内径的2～4倍，河水中包含的物质分布并不均匀，为了捕捉需要检测的物质，可以通过阔口31收集，并通过缩颈口33进行拦截，或河水从缩颈口33进入，由阔口31排出，避免杂物进入取样瓶3中，取样瓶3的阔口31内径与缩颈口33内径之间差距越大，拦截效果越好，但是河水流速受限，影响采样可靠性，需要根据实际采样河水的成分进行选择使用；

检测装置4包括主机41、电磁阀43及堵头45，主机41内侧设有中央处理器及无线通讯模块，堵头45一侧设有水质检测传感器48，主机41一侧设有摆臂42，摆臂42与堵头45之间设有伸缩臂46，伸缩臂46包括电动伸缩杆及防水罩，摆臂42与主机41之间转动连接，主机41内侧设有摆动电机，取样瓶3一端设有固定座44；

阔口31处设有密封圈，阔口31与堵头45适配，主机41一侧设有与瓶身32适配的卡环47，固定座44上开设有与缩颈口33适配的卡口，电磁阀43设置于固定座44上，用于实现对取样瓶3的密封，完成取样工作；

驱动组件用于控制浮箱1在河水中移动，驱动组件包括泵水喷管7、舵片8、升降桨叶9及控制模块10，泵水喷管7内侧设有双向泵，泵水喷管7设有两组，且对称设置于浮箱1两端，浮箱1内侧设有储水腔，泵水喷管7将水送入储水腔或抽出，借助水流反作用力带动浮箱1移动，升降桨叶9用于辅助浮箱1在悬浮状态上下移动，舵片8用于调整浮箱1移动方向；

浮箱1下侧可拆卸连接有防水电池盒5，便于安装外接电源，实现无线监测，控制模块10及主机41均与防水电池盒5电性连接。

实施例一：单个河水在线检测装置，防水电池盒5提供电源，无线通讯模块将数据发送至监测网络，设备在河水中自由移动，漂浮、悬浮或沉底，对河水进行取样，并进行检测，根据需要对取样进行保留或清洗，提高设备实用性和使用便捷性；

河水在线检测装置工作步骤包括：

步骤S1、操作人员预先在中央处理器中设置检测参数，中央处理器控制在线检测装置定期检测河水；

步骤S2、检测时，泵水喷管7抽取河水进入浮箱1内，浮箱1重力增加，抵消浮箱1所受浮力，浮箱1下沉，取水组件与河水接触；

步骤S3、伸缩臂46控制堵头45移动，打开阔口31，电磁阀43打开，泵水喷管7喷出河水，控制浮箱1水平移动，河水由阔口31流入瓶身32，通过缩颈口33流出，捕捉河水中的样品；

取样瓶3有两个，安装方向相反，取样时，根据需要打开对应的取样瓶3，阔口31进水便于捕捉河水中的样品，缩颈口33进水便于减少杂物进入取样瓶3；

步骤S4、电磁阀43关闭之后，伸缩臂46控制堵头45密封阔口31，完成取样瓶3的取水工作，泵水喷管7排出水，浮箱1漂浮于河面上，静置取样瓶3；

步骤S5、水质检测传感器48对河水进行检测，中央处理器将检测结果录入存储器中，无线通讯模块将检测结果发送至监测网络，水影响无线通讯模块的信号传播，因此需要浮箱1浮出水面后，再进行数据传输；

步骤S6、如无需对河水进行保存，则泵水喷管7抽取河水送入浮箱1中，浮箱1下沉后，泵水喷管7排出水，控制浮箱1沿之前移动方向反向移动，河水由缩颈口33流入瓶身32，通过阔口31流出，避免样品杂物残留在取样瓶3中；

步骤S7、当需要对不同深度的河水进行取样检测时，泵水喷管7抽取河水送入浮箱1中，浮箱1悬浮于河水中，升降桨叶9工作，控制浮箱1上升或下沉，达到对应深度后，检测装置4控制取样瓶3完成取样并检测；

步骤S8、泵水喷管7排出水，浮箱1上浮，无线通讯模块将检测结果发送至监测网络；

步骤S9、设备出现故障或电量不足时，膨胀气囊膨胀变大，体积变大，浮力增加，将设备送出水面，操作人员回收设备，并获取检测数据。

实施例二：浮箱1一侧设有防水接头6，防水接头6一侧设有线束61，多个河水在线检测装置之间通过线束61连接，形成监测链；

操作人员在每个设备中，设置不同的参数，让浮箱1吸入不同重量的水，监测链两端的河水在线检测装置，一个漂浮于河面，一个沉入河底，中间多组河水在线检测装置悬浮于河水中；

检测装置4控制取样瓶3完成取样，静置一段时间后进行检测，监测链中的检测数据通过漂浮于河面的河水在线检测装置进行发送，操作人员对数据进行分析，不需要保留样品时，堵头45和电磁阀43打开，促使样品随流水排出。

需要获取样品时，堵头45和电磁阀43保持关闭状态，所有浮箱1排出储水腔内的水，河水在线检测装置浮出水面，便于操作人员进行集中回收，获取样品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

Claims (5)

1.一种河水在线检测装置，包括浮箱（1），其特征在于，所述浮箱（1）上侧设有取水组件，所述浮箱（1）两侧设有漂浮板（2），所述漂浮板（2）内设有膨胀气囊，所述浮箱（1）下侧设有驱动组件；

所述取水组件用于采集河水样本，进行初步检测后，将数据发送至监测网络，所述取水组件包括取样瓶（3）及检测装置（4），所述取样瓶（3）包括阔口（31）、瓶身（32）及缩颈口（33）；

所述检测装置（4）包括主机（41）、电磁阀（43）及堵头（45），所述主机（41）内侧设有中央处理器及无线通讯模块，所述堵头（45）一侧设有水质检测传感器（48），所述主机（41）一侧设有摆臂（42），所述摆臂（42）与堵头（45）之间设有伸缩臂（46），所述取样瓶（3）一端设有固定座（44）；

所述阔口（31）处设有密封圈，所述阔口（31）与堵头（45）适配，所述阔口（31）内径是缩颈口（33）内径的2～4倍，所述主机（41）一侧设有与瓶身（32）适配的卡环（47），所述固定座（44）上开设有与缩颈口（33）适配的卡口，所述电磁阀（43）设置于固定座（44）上，所述伸缩臂（46）包括电动伸缩杆及防水罩，所述摆臂（42）与主机（41）之间转动连接，所述主机（41）内侧设有摆动电机；

所述驱动组件用于控制浮箱（1）在河水中移动，所述驱动组件包括泵水喷管（7）、舵片（8）、升降桨叶（9）及控制模块（10），所述泵水喷管（7）内侧设有双向泵，所述泵水喷管（7）设有两组，且对称设置于浮箱（1）两端，所述浮箱（1）内侧设有储水腔。

2.根据权利要求1所述的一种河水在线检测装置，其特征在于，所述膨胀气囊内侧设有过氧化钠粉末，所述浮箱（1）内侧设有与膨胀气囊相通的注水阀（21）。

3.根据权利要求1所述的一种河水在线检测装置，其特征在于，所述浮箱（1）一侧设有防水接头（6），所述防水接头（6）一侧设有线束（61）。

4.根据权利要求1所述的一种河水在线检测装置，其特征在于，所述浮箱（1）下侧可拆卸连接有防水电池盒（5），所述控制模块（10）及主机（41）均与防水电池盒（5）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种河水在线检测装置，其特征在于，所述河水在线检测装置工作步骤包括：

步骤S1、操作人员预先在中央处理器中设置检测参数，中央处理器控制在线检测装置定期检测河水；

步骤S2、检测时，泵水喷管（7）抽取河水进入浮箱（1）内，浮箱（1）重力增加，抵消浮箱（1）所受浮力，浮箱（1）下沉，取水组件与河水接触；

步骤S3、伸缩臂（46）控制堵头（45）移动，打开阔口（31），电磁阀（43）打开，泵水喷管（7）喷出河水，控制浮箱（1）水平移动，河水由阔口（31）流入瓶身（32），通过缩颈口（33）流出，捕捉河水中的样品；

步骤S4、电磁阀（43）关闭之后，伸缩臂（46）控制堵头（45）密封阔口（31），完成取样瓶（3）的取水工作，泵水喷管（7）排出水，浮箱（1）漂浮于河面上，静置取样瓶（3）；

步骤S5、水质检测传感器（48）对河水进行检测，中央处理器将检测结果录入存储器中，无线通讯模块将检测结果发送至监测网络；

步骤S6、如无需对河水进行保存，则泵水喷管（7）抽取河水送入浮箱（1）中，浮箱（1）下沉后，泵水喷管（7）排出水，控制浮箱（1）反向移动，河水由缩颈口（33）流入瓶身（32），通过阔口（31）流出，避免样品杂物残留在取样瓶（3）中；

步骤S7、当需要对不同深度的河水进行取样检测时，泵水喷管（7）抽取河水送入浮箱（1）中，浮箱（1）悬浮于河水中，升降桨叶（9）工作，控制浮箱（1）上升或下沉，达到对应深度后，检测装置（4）控制取样瓶（3）完成取样并检测；

步骤S8、泵水喷管（7）排出水，浮箱（1）上浮，无线通讯模块将检测结果发送至监测网络；

步骤S9、设备出现故障或电量不足时，膨胀气囊膨胀变大，体积变大，浮力增加，将设备送出水面，操作人员回收设备，并获取检测数据。