CN116754737A - 一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置及方法，涉及水污染监测技术领域，包括装置外壳及水质监测中心，还包括设于装置外壳下端的与水质监测中心无线通讯连接的监测取样筒，所述监测取样筒用于对流域水体进行取样及监测；以及对称设于装置外壳两侧的驱动浮筒，所述驱动浮筒包括浮筒主体以及设于浮筒主体内的电动螺旋桨，所述浮筒主体内部设有与电动螺旋桨的驱动轴传动配合的调摆组件，所述浮筒主体外侧设有由调摆组件驱动转动的侧刀；所述电动螺旋桨驱动浮筒主体在流域水体中行驶。本发明装置布设难度低，使用灵活性高，应用效果好。
Description
技术领域
本发明属于水污染监测技术领域，具体涉及一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置及方法。
背景技术
突发水污染事件，是指由于污染物排放或自然灾害、生产安全事故、交通事故等因素，导致污染物等有毒有害物质进入水体，突然造成或可能造成水环境生态质量下降，针对发生突发性水污染的流域水体的水质进行及时的监测预警，为及时制定应急处理手段做前期准备；
目前针对水体水质的监测所采取的方式分为两种，一种为人工取样采集水样后送往实验室分析，该方式效率低；另一种是使用实时水质监测设备，但该设备一般是针对需要进行长期水质监测操作而设置的，使用灵活性受限，无法针对突发性水污染的流域进行灵活布置使用，对此，我们提出了一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置及方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置及方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明提供一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置，包括装置外壳及水质监测中心，还包括设于装置外壳下端的与水质监测中心无线通讯连接的监测取样筒，所述监测取样筒用于对流域水体进行取样及监测；以及
对称设于装置外壳两侧的驱动浮筒，所述驱动浮筒包括浮筒主体、电动螺旋桨、设于浮筒主体内部与电动螺旋桨传动配合的调摆组件以及活动设于浮筒主体外侧由调摆组件驱动转动的侧刀；
所述电动螺旋桨驱动浮筒主体在流域水体中行驶，同时在所述电动螺旋桨的传动作用下，所述调摆组件拉动电动螺旋桨上下摆动的同时驱动侧刀摆动以实现浮筒主体在流域水体中的稳定行使。
作为本发明的进一步优化方案，所述调摆组件包括固定于驱动浮筒内的固定支架，所述固定支架的一端铰接有第一摆架，另一端铰接有活动支座，所述活动支座套设在电动螺旋桨的驱动轴上，所述活动支座不与固定支架铰接的一端同轴轴接有齿轮与第二摆架，所述第二摆架与第一摆架不与固定支架连接的另一端相铰接，所述电动螺旋桨的驱动轴上设有与齿轮啮合的齿圈。
作为本发明的进一步优化方案，所述侧刀包括于浮筒主体外侧垂直设置的弧形立板，所述弧形立板的凸面设有连轴，所述连轴伸入浮筒主体内的一端与齿轮同轴设置，所述弧形立板的下端朝向浮筒主体的一侧设有倾斜向下的切刀。
作为本发明的进一步优化方案，所述监测取样筒包括外筒以及与装置外壳相连接的主杆，所述主杆伸入外筒内的一端设有活动塞，所述外筒的底端设有进样口，且外筒的上端设有推架，所述装置外壳上设有推动推架活动的气缸，还包括嵌设于外筒上的监测内筒，所述活动塞与监测内筒的内侧壁相抵接。
作为本发明的进一步优化方案，所述监测内筒上设有监测组件，所述监测组件包括主控盒以及监测端与监测内筒内侧壁呈持平设置的传感器模组，所述传感器模组的输出端与主控盒的输入端连接，所述主控盒的输入端连接有供电模组，且主控盒的输出端连接无线收发器并通过无线收发器与水质监测中心无线通讯连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述装置外壳内部设有调向组件，所述调向组件包括两个与驱动浮筒相连接的立筒，所述立筒伸入装置外壳内的一端套设有从动链轮，所述装置外壳内部设有主动链轮以及驱动主动链轮转动的第二电机，所述主动链轮的外侧与两个从动链轮之间设有链条。
本发明还提供了一种如上述任一所述的装置进行流域突发性水污染生态风险监测与预警的方法，包括以下步骤：
步骤一：将装置漂浮于发生突发性水污染的流域水体环境中；
步骤二：通过电动螺旋桨驱动浮筒主体在流域水体中行驶至目标监测点位；其中，在电动螺旋桨的传动作用下，由调摆组件拉动电动螺旋桨上下摆动的同时驱动侧刀摆动以实现浮筒主体在流域水体中的稳定行使；
步骤三：通过监测取样筒对目标监测点位的水体进行取样后进行实时水质监测，并将监测所获取的含有水体水质信息的信号无线传输至水质监测中心，由水质监测中心根据获取的水质信息信号做出生态风险预警处理。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明利用电动螺旋桨驱动浮筒主体在流域水体中行驶，从而带动取样监测筒能够在突发性水污染的流域水体中进行位置移动，从而灵活完成取样及监测过程，其装置布设难度低，使用灵活性高，应用效果好；
(2)本发明在所述电动螺旋桨的传动作用下，由调摆组件拉动电动螺旋桨上下摆动的同时驱动侧刀摆动以实现浮筒主体在流域水体中的稳定行使，有利于装置使用稳定性的提升，使得应用效率得到进一步提升。
附图说明
图1为本发明提供的整体结构示意图；
图2为本发明提供的装置外壳的内部结构示意图；
图3为本发明提供的驱动浮筒的立剖图；
图4为本发明提供的驱动浮筒的横剖图；
图5为本发明提供的图2中A-A部的结构剖视图；
图6为本发明提供的活动塞的结构示意图；
图中：1、装置外壳；2、驱动浮筒；21、浮筒主体；22、电动螺旋桨；23、调摆组件；231、活动支座；232、固定支架；233、第一摆架；234、齿轮；235、第二摆架；236、齿圈；3、监测取样筒；31、外筒；32、推架；33、气缸；34、监测内筒；35、活动塞；36、进样口；37、监测组件；371、传感器模组；372、主控盒；273、无线收发器；274、供电模组；38、主杆；4、侧刀；41、连轴；42、弧形立板；43、切刀。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-4所示，本实施例提供一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置，包括装置外壳及水质监测中心，还包括设于装置外壳1下端的与水质监测中心无线通讯连接的监测取样筒3，所述监测取样筒3用于对流域水体进行取样及监测；以及对称设于装置外壳1两侧的驱动浮筒2，所述驱动浮筒2包括浮筒主体21以及设于浮筒主体1内的电动螺旋桨22，所述浮筒主体21内部设有与电动螺旋桨22的驱动轴传动配合的调摆组件23，所述浮筒主体21外侧设有由调摆组件23驱动转动的侧刀4；
所述电动螺旋桨22驱动浮筒主体21在流域水体中行驶，同时在电动螺旋桨22的传动作用下，由调摆组件23拉动电动螺旋桨22上下摆动的同时驱动侧刀4摆动以实现浮筒主体21在流域水体中的稳定行使。
所述调摆组件23包括固定于驱动浮筒2内的固定支架232，所述固定支架232的一端铰接有第一摆架233，另一端铰接有活动支座231，所述活动支座231套设在电动螺旋桨22的驱动轴上，所述活动支座231不与固定支架232铰接的一端同轴轴接有齿轮234与第二摆架235，所述第二摆架235与第一摆架233不与固定支架232连接的另一端相铰接，所述电动螺旋桨22的驱动轴上设有与齿轮234啮合的齿圈236。
所述侧刀4包括于浮筒主体21外侧垂直设置的弧形立板42，所述弧形立板42的凸面设有连轴41，所述连轴41伸入浮筒主体21内的一端与齿轮234同轴设置，所述弧形立板42的下端朝向浮筒主体21的一侧设有倾斜向下的切刀43。
在所述电动螺旋桨22的传动作用下，所述调摆组件23拉动电动螺旋桨22上下摆动，具体为，电动螺旋桨22的驱动轴转动的同时会带动齿圈236同步转动，齿圈236与齿轮234啮合传动，致使齿轮234也随之转动，且由于齿轮234、活动支座231与第二摆架235同轴设置，在齿轮234转动的同时，带动第二摆架235做圆周运动，进而致使第二摆架235所铰接的第一摆架233，随着第二摆架235的运动轨迹而摆动同时拉动活动支座231相对应固定支架232产生上下往复性的摆动，由于活动支座231活动套设与驱动轴24上，进而在活动支座231的作用下，电动螺旋桨22随之上下摆动，使得电动螺旋桨22工作下接触水流的面积增加，进一步提高装置在流域水体中移动时的稳定性；
另外的，由于侧刀4伸入浮筒主体21内的一端与齿轮234同轴设置，进而在齿轮234转动的同时侧刀4在浮筒主体21的外侧也一并转动，从浮筒主体21的外侧拨动水流，另外，针对具有复杂水草环境的水体，旋转的侧刀4可将装置外周的水草进行破碎拨除，进而也在一定程度上提高了装置在水体中的移动稳定性。
实施例2
如图2、5-6所示，所述监测取样筒3包括外筒31以及与装置外壳1相连接的主杆38，所述主杆38伸入外筒31内的一端设有活动塞35，所述外筒31的底端设有进样口36，且外筒31的上端设有推架32，所述装置外壳1上设有推动推架32活动的气缸33，还包括嵌设于外筒31上的监测内筒34，所述活动塞35与监测内筒34的内侧壁相抵接。
所述监测内筒34上设有监测组件37，所述监测组件37包括主控盒372以及监测端与监测内筒34内侧壁呈持平设置的传感器模组371，传感器模组371包括但不限于能够监测PH、COD、余氯、浊度、氟离子、电导率、ORP等其他能够反映流域水体污染程度的传感器类型，所述传感器模组371的输出端与主控盒372的输入端连接，所述主控盒372的输入端连接有供电模组274，且主控盒372的输出端连接无线收发器273并通过无线收发器273与水质监测中心无线通讯连接。
监测取样筒3的取样过程为，利用气缸33推动推架32带动外筒31位置产生下移，此时，外筒31相较于主杆38产生相对位移，主杆38伸入外筒31内的一端所连接的活动塞35与外筒31底端相分离，使得外筒31底端的进样口36打开，由于活动塞35与监测内筒34呈抵接装置，因此随着外筒31与主杆38的相对移动，水体中的水从进样口36中吸入监测内筒34中，进而监测内筒34内部的监测组件37对取样的水体进行监测，即由传感器模组371对水质进行监测，并将含有水体水质信息的信号传递至主控盒372，再由主控盒372通过无线收发器273发送至水质监测中心上，由水质监测中心对该流域水体的突发性水污染的情况进行定性分析后采取后续的预警及应急手段处理；
在针对某一监测点位的水体监测完毕后，由气缸33拉动推架32及外筒31复位的同时，位于监测内筒34内的水样会被活动塞35从外筒31底端的进样口36中排出，灵活完成取样、监测及排样一系列操作过程，使用效果。
实施例3
在实施例2的基础上，本实施例还提供了一种如上述任一所述的装置进行流域突发性水污染生态风险监测与预警的方法，包括以下步骤：
步骤一：将装置漂浮于发生突发性水污染的流域水体环境中；
步骤二：通过电动螺旋桨22驱动浮筒主体21在流域水体中行驶至目标监测点位；其中，在电动螺旋桨22的传动作用下，调摆组件23拉动电动螺旋桨22上下摆动的同时驱动侧刀4摆动以实现浮筒主体21在流域水体中的稳定行使；
步骤三：通过监测取样筒3对目标监测点位的水体进行取样后进行实时水质监测，并将监测所获取的含有水体水质信息的信号无线传输至水质监测中心，由水质监测中心根据获取的水质信息信号做出生态风险预警处理。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置，包括装置外壳(1)及水质监测中心，其特征在于：还包括设于装置外壳(1)下端的与水质监测中心无线通讯连接的监测取样筒(3)，所述监测取样筒(3)用于对流域水体进行取样及监测；以及
对称设于装置外壳(1)两侧的驱动浮筒(2)，所述驱动浮筒(2)包括浮筒主体(21)以及设于浮筒主体(1)内的电动螺旋桨(22)，所述浮筒主体(21)内部设有与电动螺旋桨(22)的驱动轴传动配合的调摆组件(23)，所述浮筒主体(21)外侧设有由调摆组件(23)驱动转动的侧刀(4)；
所述电动螺旋桨(22)驱动浮筒主体(21)在流域水体中行驶，同时在电动螺旋桨(22)的传动作用下，由调摆组件(23)拉动电动螺旋桨(22)上下摆动的同时驱动侧刀(4)摆动以实现浮筒主体(21)在流域水体中的稳定行使。
2.根据权利要求1所述的一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置，其特征在于：所述调摆组件(23)包括固定于驱动浮筒(2)内的固定支架(232)，所述固定支架(232)的一端铰接有第一摆架(233)，另一端铰接有活动支座(231)，所述活动支座(231)套设在电动螺旋桨(22)的驱动轴上，所述活动支座(231)不与固定支架(232)铰接的一端同轴轴接有齿轮(234)与第二摆架(235)，所述第二摆架(235)与第一摆架(233)不与固定支架(232)连接的另一端相铰接，所述电动螺旋桨(22)的驱动轴上设有与齿轮(234)啮合的齿圈(236)。
3.根据权利要求2所述的一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置，其特征在于：所述侧刀(4)包括于浮筒主体(21)外侧垂直设置的弧形立板(42)，所述弧形立板(42)的凸面设有连轴(41)，所述连轴(41)伸入浮筒主体(21)内的一端与齿轮(234)同轴设置，所述弧形立板(42)的下端朝向浮筒主体(21)的一侧设有倾斜向下的切刀(43)。
4.根据权利要求1所述的一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置，其特征在于：所述监测取样筒(3)包括外筒(31)以及与装置外壳(1)相连接的主杆(38)，所述主杆(38)伸入外筒(31)内的一端设有活动塞(35)，所述外筒(31)的底端设有进样口(36)，且外筒(31)的上端设有推架(32)，所述装置外壳(1)上设有推动推架(32)活动的气缸(33)，还包括嵌设于外筒(31)上的监测内筒(34)，所述活动塞(35)与监测内筒(34)的内侧壁相抵接。
5.根据权利要求4所述的一种流域突发性水污染生态风险监测与预警装置，其特征在于：所述监测内筒(34)上设有监测组件(37)，所述监测组件(37)包括主控盒(372)以及监测端与监测内筒(34)内侧壁呈持平设置的传感器模组(371)，所述传感器模组(371)的输出端与主控盒(372)的输入端连接，所述主控盒(372)的输入端连接有供电模组(274)，且主控盒(372)的输出端连接无线收发器(273)并通过无线收发器(273)与水质监测中心无线通讯连接。
6.一种如权利要求1-5任一所述的装置进行流域突发性水污染生态风险监测与预警的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将装置漂浮于发生突发性水污染的流域水体环境中；
步骤二：通过电动螺旋桨(22)驱动浮筒主体(21)在流域水体中行驶至目标监测点位；其中，在电动螺旋桨(22)的传动作用下，由调摆组件(23)拉动电动螺旋桨(22)上下摆动的同时驱动侧刀(4)摆动以实现浮筒主体(21)在流域水体中的稳定行使；
步骤三：通过监测取样筒(3)对目标监测点位的水体进行取样后进行实时水质监测，并将监测所获取的含有水体水质信息的信号无线传输至水质监测中心，由水质监测中心根据获取的水质信息信号做出生态风险预警处理。
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