CN116804602A - 一种多种参数获取样本的水质分析设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水质分析取样领域，提供一种多种参数获取样本的水质分析设备，包括动力浮体；所述动力浮体的尾部连接有支架，所述支架上安装有收纳辊，所述收纳辊上连接有抽水管，所述支架的侧壁连接有驱动电机，所述驱动电机连接有传动组件，所述传动组件安装在收纳辊上，以使所述驱动组件驱动传动组件，带动收纳辊转动，收紧或放松抽水管。本发明在使用时，采用动力浮体移动的方式，能够逆水流前进，从而更快地取得不同的水质样本，而且可以取得不同深度的水质样本，保证样本获取的准确性、便利性和多样性。

Description

一种多种参数获取样本的水质分析设备

技术领域

本发明涉及水质分析取样领域，具体涉及一种多种参数获取样本的水质分析设备。

背景技术

河道、湖泊等水体污染已经成为当今社会发展的重要问题，也是限制水质分析取样发展的重要因素。常见的水质分析方法包括电化学分析法、色谱分析法、质谱法等。通过化学或物理或两者结合的方式，检测水样的品质。而水样检测的数量增多可以增加水质检测的准确度。而且在污染较为严重的水体周围会有强烈的异味，若人在水体附近取样，所待的时间较长，会对人体造成一定的伤害。

在已知的一些技术方案中，在获取水质样本时，往往以将取样管送入水中取样的方式进行，一来取样的深度较低，二来需要人工移动到不同的取样点，取样的速度较慢，三来在取样的数量较多时，样品也方便携带，也不容易区分。在另外的一些技术方案中，采用固定式的装置在一个点进行取样，仅依靠水流流动，获取不同的样本，中间时间间隔较大，取得不同的样本会耽误较多的时间。

为此，我们提出一种多种参数获取样本的水质分析设备。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多种参数获取样本的水质分析设备，解决了取样的深度不深，取样时间较长的技术问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种多种参数获取样本的水质分析设备，包括动力浮体；

所述动力浮体的尾部连接有支架，所述支架上安装有收纳辊，所述收纳辊上连接有抽水管，所述支架的侧壁连接有驱动电机，所述驱动电机连接有传动组件，所述传动组件安装在收纳辊上，以使所述驱动组件驱动传动组件，带动收纳辊转动，收紧或放松抽水管；

所述收纳辊的侧壁开设有引流孔，所述引流孔的一端位于收纳辊弧形的侧壁上，所述引流孔的另一端位于圆形的侧壁上，所述引流孔的另一端还连接有硬质管，所述硬质管的圆心与圆形的侧壁的圆心位于同一条横轴线上；

所述动力浮体的尾部还连接有水泵，所述水泵的进水口连接有密封筒，所述密封筒与所述硬质管之间可拆卸连接，且密封筒与硬质管之间活动密封；

所述水泵的出水口连接有三通管，所述三通管的一个通口连接有排水管，所述排水管上连接有排水阀，所述三通管的另一个通口连接有长软管，所述长软管的首端连接有长管阀，所述长软管的中端和末端连接有若干个分流管，每个所述分流管上均连接有电磁阀，所述动力浮体上还连接有多个呈矩形阵列分布的检测瓶，所述分流管插入检测瓶中；

所述动力浮体上还连接有控制部，所述抽水管末端连接有液位传感器和过滤球，所述过滤球用于过滤进入抽水管的河水中的杂物，所述液位传感器与所述控制部电连接，所述液位传感器用于检测抽水管末端深入水中的深度，并将信息传递到控制部；

所述控制部还包括多样本获取系统，所述多样本获取系统包括：

控制抽水管末端进入水中，控制水泵抽取河水，关闭长管阀，打开排水阀，使河水从排水阀排出；

根据预设的取样数量和每层取样深度，当获取水管末端进入水中的深度达到取样深度时，水管末端停止下潜，做好取样前准备；

取样前计时，直到取样前计时达到预设时间段后，关闭排水阀，打开长管阀和对应深度的电磁阀，将河水通过长软管和分流管送入当前取样深度对应的检测瓶中，完成当前取样深度的取样；

关闭长管阀和对应深度的电磁阀，打开排水阀，控制水管末端继续深入水中取样，直到完成全部预设的取样数量后，收起水管，并排空水管内的河水。

在进一实施例中，所述动力浮体采用微型无人船，且动力浮体采用无线控制装置控制。

在进一实施例中，所述密封筒的内壁安装有环形气囊，所述环形气囊包括在所述硬质管上，所述环形气囊的侧壁连接有充气管，所述充气管密封贯穿至密封筒外，所述密封筒外连接有密封气泵，所述密封气泵与所述充气管连接；

所述硬质管上连接有若干个密封环，所述环形气囊的内壁设置有若干个密封槽，所述密封环卡入所述密封槽中，且在所述环形气囊充气时，所述密封槽的内壁与所述密封环接触密封。

在进一实施例中，所述传动组件包括齿轮，所述驱动电机的动力轴与齿轮连接；

所述收纳辊上套设有齿环，所述齿轮与所述齿环啮合；

所述齿轮还连接有与其同轴线的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上固定连接有活动螺套，所述活动螺套与所述支架滑动连接，所述活动螺套的侧壁连接有导向套，所述抽水管穿过导向套；

所述动力浮体上还连接有保护套，所述抽水管穿过保护套。

在进一实施例中，所述收纳辊的侧壁上安装有调节泵，所述收纳辊的环形侧壁上开设有环形槽，所述环形槽中设置有调节气囊，所述收纳辊中开设有调节孔，所述调节孔与所述调节气囊连通，所述调节孔的另一端与所述调节泵连接。

在进一实施例中，所述动力浮体上还连接有第一驱动源和第二驱动源，所述第二驱动源连接有长软管，所述第一驱动源用于驱动第二驱动源和长软管沿动力浮体的宽移动，所述第二驱动源用于驱动长软管沿动力浮体的高移动。

在进一实施例中，所述动力浮体包括动力部和导向部，所述动力部用于驱动动力浮体移动，所述导向部用于调节动力浮体移动的方向，所述导向部与所述无线控制装置无线通讯。

在进一实施例中，所述动力浮体的前进端连接有摄像头，所述无线控制装置连接有显示屏，所述摄像头与所述显示屏电连接。

有益效果

本发明提供了一种多种参数获取样本的水质分析设备。与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、采用动力浮体移动的方式，能够逆水流前进，从而更快地取得不同的水质样本，而且可以取得不同深度的水质样本，保证样本获取的准确性、便利性和多样性。

2、通过硬质管与密封筒的配合，在收纳辊转动，放松或收紧抽水管时，不会夹紧硬质管，这样减轻硬质管受到的摩擦，也保证硬质管可以顺利转动，从而仅仅使抽水管的一端跟随收纳辊转动，且硬质管与密封筒之间密封，避免漏气，保证抽水管可以稳定抽水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为动力浮体的侧视剖面结构示意图。

图2为动力浮体的尾部的结构示意图。

图3为收纳辊和支架的连接结构示意图。

图4为密封筒和硬质管的连接结构示意图。

图5为水泵、三通管、排水管和长软管的连接结构示意图。

图6为第一驱动源和第二驱动源的连接结构示意图。

图7为长软管、分流管的连接结构示意图。

图中的附图标记为：

10动力浮体、11支架、12收纳辊、13抽水管、14驱动电机、15引流孔、16硬质管、17水泵、18密封筒；

20三通管、21排水管、22排水阀、23长软管、24长管阀、25分流管、26电磁阀、27检测瓶；

30液位传感器、31过滤球；

40环形气囊、41充气管、42密封气泵、43密封环、44密封槽；

50齿轮、51齿环、52滚珠丝杆、53活动螺套、54导向套、55保护套；

60调节泵、61环形槽、62调节气囊、63调节孔；

70第一驱动源、71第二驱动源、72动力部、73导向部、74摄像头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本申请实施例通过提供一种多种参数获取样本的水质分析设备，解决了获取水质样本较少、且获取难度较大的问题，在使用时，实现了能够快速获取各个位置、各个深度的水质样本。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

通过设置可以自由在水上活动的动力浮体10，且水管可以伸长自由长度，从而能够快速获取不同深度、不同位置的水质水样。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参照图1-图7，一种多种参数获取样本的水质分析设备，包括动力浮体10；

动力浮体10的尾部连接有支架11，支架11上安装有收纳辊12，收纳辊12上连接有抽水管13，支架11的侧壁连接有驱动电机14，驱动电机14连接有传动组件，传动组件安装在收纳辊12上，以使驱动组件驱动传动组件，带动收纳辊12转动，收紧或放松抽水管13；

收纳辊12的侧壁开设有引流孔15，引流孔15的一端位于收纳辊12弧形的侧壁上，引流孔15的另一端位于圆形的侧壁上，引流孔15的另一端还连接有硬质管16，硬质管16的圆心与圆形的侧壁的圆心位于同一条横轴线上；采用硬质管16，保证能够跟随收纳辊12一起转动。

动力浮体10的尾部还连接有水泵17，水泵17的进水口连接有密封筒18，密封筒18与硬质管16之间可拆卸连接，且密封筒18与硬质管16之间活动密封；

这样设置能够保证密封筒18与硬质管16之间具有较好的密封效果，不会漏气。

水泵17的出水口连接有三通管20，三通管20的一个通口连接有排水管21，排水管21上连接有排水阀22，三通管20的另一个通口连接有长软管23，长软管23的首端连接有长管阀24，长软管23的中端和末端连接有若干个分流管25，每个分流管25上均连接有电磁阀26，动力浮体10上还连接有多个呈矩形阵列分布的检测瓶27，分流管25插入检测瓶27中；

其中，长软管23在与分流管25和第二驱动源71连接的部分采用硬材料，避免发生形变，确保第二驱动源带动分流管25顺利插入检测瓶27中。

动力浮体10上还连接有控制部，抽水管13末端连接有液位传感器30和过滤球31，过滤球31用于过滤进入抽水管13的河水中的杂物，液位传感器30与控制部电连接，液位传感器30用于检测抽水管13末端深入水中的深度，并将信息传递到控制部；

通过液位传感器30可以快速准确地检测出抽水管13末端下潜到水位多深，从而快速抽取预审深度的水样。而过滤球31则能够滤除水中的杂物，保证抽水管13通畅，不会堵塞。

控制部还包括多样本获取系统，多样本获取系统包括：

控制抽水管13末端进入水中，控制水泵17抽取河水，关闭长管阀24，打开排水阀22，使河水从排水阀22排出；根据预设的取样数量和每层取样深度，当获取水管末端进入水中的深度达到取样深度时，水管末端停止下潜，做好取样前准备；取样前计时，直到取样前计时达到预设时间段后，关闭排水阀22，打开长管阀24和对应深度的电磁阀26，将河水通过长软管23和分流管25送入当前取样深度对应的检测瓶27中，完成当前取样深度的取样；关闭长管阀24和对应深度的电磁阀26，打开排水阀22，控制水管末端继续深入水中取样，直到完成全部预设的取样数量后，收起水管，并排空水管内的河水。

采用取样前计时，可以排出当前水管中的水样，从而新进入水管中的水样为当前深度的水样，在排出水管中的水样后，新进入的水样能沿着长软管23和分流管25进入检测瓶27中，从而使检测瓶27收集到了当前深度的水样。

动力浮体10采用微型无人船，且动力浮体10采用无线控制装置（图中未示出）控制。

微型无人船的尺寸可以采用长200-300cm，宽为33-42cm，深20-25cm尺寸的，也可以采用其他尺寸，这个比例的尺寸合适，可以容纳较多的检测瓶27以及其他结构，同时也方便携带。

采用无线控制的原理简单，类似无人机，通过手柄控制无人机移动和起落。同样控制动力浮体10移动，以及收卷放松抽水管13。

密封筒18的内壁安装有环形气囊40，环形气囊40包括在硬质管16上，环形气囊40的侧壁连接有充气管41，充气管41密封贯穿至密封筒18外，密封筒18外连接有密封气泵42，密封气泵42与充气管41连接；

硬质管16上连接有若干个密封环43，环形气囊40的内壁设置有若干个密封槽44，密封环43卡入密封槽44中，且在环形气囊40充气时，密封槽44的内壁与密封环43接触密封。

通过套设环形气囊40，能够使环形气囊40与硬质管16的连接紧密度高，密封性好，不会轻易漏气。而利用密封气泵42工作速度快，能够快速实现密封或连通，连通后，硬质管16可以顺利转动。

通过密封环43和密封槽44的配合，在不会妨碍硬质管16转动的情况下，使硬质管16、密封环43能够快速稳定地转动，从而不会妨碍收纳辊12的转动。

传动组件包括齿轮50，驱动电机14的动力轴与齿轮50连接；

收纳辊12上套设有齿环51，齿轮50与齿环51啮合；齿轮50还连接有与其同轴线的滚珠丝杆52，滚珠丝杆52上固定连接有活动螺套53，活动螺套53与支架11滑动连接，活动螺套53的侧壁连接有导向套54，抽水管13穿过导向套54；

齿轮50与齿环51的配合，保证驱动电机14工作时能够带动齿轮50、齿环51和收纳辊12正反转动。

齿轮50转动时，带动滚珠丝杆52转动，通过活动螺套53与支架11的配合，能够带动活动螺套53移动，从而带动导向套54移动，这样能够使水管均匀收纳在收纳辊12上。

动力浮体10上还连接有保护套55，抽水管13穿过保护套55。

这样保证抽水管13在进入水体的角度、位置稳定，不会因为收卷抽水管13而导致其摆动，避免与水中的水草等发生缠绕。

收纳辊12的侧壁上安装有调节泵60，收纳辊12的环形侧壁上开设有环形槽61，环形槽61中设置有调节气囊62，收纳辊12中开设有调节孔63，调节孔63与调节气囊62连通，调节孔63的另一端与调节泵60连接。

通过调节泵60的作用，能够使调节气囊62涨大或者变瘪，当涨大时，利用收纳辊12收起抽水管13，收起后，再使调节气囊62变瘪，这样抽水管13会变松，抽水管13之间的挤压作用变弱，保护抽水管13。

动力浮体10上还连接有第一驱动源70和第二驱动源71，第二驱动源71连接有长软管23，第一驱动源70用于驱动第二驱动源71和长软管23沿动力浮体10的宽移动，第二驱动源71用于驱动长软管23沿动力浮体10的高移动。

这样第一驱动源70可以带动长软管23移动，以便将分流管25插入不同排的检测瓶27中，而第二驱动源71带动长软管23移动，可以将分流管25插入检测瓶27，或者从检测瓶27中取出。

动力浮体10包括动力部72和导向部73，动力部72用于驱动动力浮体10移动，导向部73用于调节动力浮体10移动的方向，导向部73与无线控制装置无线通讯。

动力浮体10的前进端连接有摄像头74，无线控制装置连接有显示屏（图中未示出），摄像头74与显示屏电连接。

通过显示屏能够快速看到摄像头74拍摄的内容，从而方便控制动力浮体10移动，这样人即使不在动力浮体10周围，也能够安全控制动力浮体10移动，从而快速达到指定位置对水样进行获取，提高水样的获取速度。

在使用过程中，可以将动力浮体10投放到水域中，比如可以投放在河道、湖泊等，然后控制动力浮体10在水体中移动，从而快速移动到指定位置，比如当动力浮体10在河道中时，移动方向可以和水流方向相反。

在移动到指定位置后，可以控制驱动电机14带动传动组件转动，传动组件带动收纳辊12转动，使收纳辊12放松抽水管13，这样抽水管13的下端在自身重力作用下会进入水体中，并在水体中下潜，随着抽水管13的下端逐渐下潜，多样本获取系统开始工作，从而获取此处位置的不同深度的水体样本。而获取的样本则会装入同一排的检测瓶27中。在需要获取另一位置的水体样本时，可以将分流管25插入另一排的检测瓶27中。这样阵列分布的检测瓶27可以检测多个检测点的多个深度的多个水质样本，使得对水体的检测分析更加全面。

在放松或者收紧抽水管13时，可以先通过密封气泵42向环形气囊40中放气，使环形气囊40与硬质管16之间的连接不再紧密，这样硬质管16转动时不会受到较大的阻力，也不会发生较大的摩擦。

然后驱动电机14带动收纳辊12转动，收纳辊12能够收紧或者放松抽水管13，而抽水管13的另一端与引流孔15连通，因此会跟随收纳辊12一起转动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，包括动力浮体（10）；

所述动力浮体（10）的尾部连接有支架（11），所述支架（11）上安装有收纳辊（12），所述收纳辊（12）上连接有抽水管（13），所述支架（11）的侧壁连接有驱动电机（14），所述驱动电机（14）连接有传动组件，所述传动组件安装在收纳辊（12）上，以使所述驱动组件驱动传动组件，带动收纳辊（12）转动，收紧或放松抽水管（13）；

所述收纳辊（12）的侧壁开设有引流孔（15），所述引流孔（15）的一端位于收纳辊（12）弧形的侧壁上，所述引流孔（15）的另一端位于圆形的侧壁上，所述引流孔（15）的另一端还连接有硬质管（16），所述硬质管（16）的圆心与圆形的侧壁的圆心位于同一条横轴线上；

所述动力浮体（10）的尾部还连接有水泵（17），所述水泵（17）的进水口连接有密封筒（18），所述密封筒（18）与所述硬质管（16）之间可拆卸连接，且密封筒（18）与硬质管（16）之间活动密封；

所述水泵（17）的出水口连接有三通管（20），所述三通管（20）的一个通口连接有排水管（21），所述排水管（21）上连接有排水阀（22），所述三通管（20）的另一个通口连接有长软管（23），所述长软管（23）的首端连接有长管阀（24），所述长软管（23）的中端和末端连接有若干个分流管（25），每个所述分流管（25）上均连接有电磁阀（26），所述动力浮体（10）上还连接有多个呈矩形阵列分布的检测瓶（27），所述分流管（25）插入检测瓶（27）中；

所述动力浮体（10）上还连接有控制部，所述抽水管（13）末端连接有液位传感器（30）和过滤球（31），所述过滤球（31）用于过滤进入抽水管（13）的河水中的杂物，所述液位传感器（30）与所述控制部电连接，所述液位传感器（30）用于检测抽水管（13）末端深入水中的深度，并将信息传递到控制部；

所述控制部还包括多样本获取系统，所述多样本获取系统包括：

控制抽水管（13）末端进入水中，控制水泵（17）抽取河水，关闭长管阀（24），打开排水阀（22），使河水从排水阀（22）排出；

根据预设的取样数量和每层取样深度，当获取水管末端进入水中的深度达到取样深度时，水管末端停止下潜，做好取样前准备；

取样前计时，直到取样前计时达到预设时间段后，关闭排水阀（22），打开长管阀（24）和对应深度的电磁阀（26），将河水通过长软管（23）和分流管（25）送入当前取样深度对应的检测瓶（27）中，完成当前取样深度的取样；

关闭长管阀（24）和对应深度的电磁阀（26），打开排水阀（22），控制水管末端继续深入水中取样，直到完成全部预设的取样数量后，收起水管，并排空水管内的河水。

2.如权利要求1所述的多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，所述动力浮体（10）采用微型无人船，且动力浮体（10）采用无线控制装置控制。

3.如权利要求1所述的多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，所述密封筒（18）的内壁安装有环形气囊（40），所述环形气囊（40）包括在所述硬质管（16）上，所述环形气囊（40）的侧壁连接有充气管（41），所述充气管（41）密封贯穿至密封筒（18）外，所述密封筒（18）外连接有密封气泵（42），所述密封气泵（42）与所述充气管（41）连接；

所述硬质管（16）上连接有若干个密封环（43），所述环形气囊（40）的内壁设置有若干个密封槽（44），所述密封环（43）卡入所述密封槽（44）中，且在所述环形气囊（40）充气时，所述密封槽（44）的内壁与所述密封环（43）接触密封。

4.如权利要求1所述的多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，所述传动组件包括齿轮（50），所述驱动电机（14）的动力轴与齿轮（50）连接；

所述收纳辊（12）上套设有齿环（51），所述齿轮（50）与所述齿环（51）啮合；

所述齿轮（50）还连接有与其同轴线的滚珠丝杆（52），所述滚珠丝杆（52）上固定连接有活动螺套（53），所述活动螺套（53）与所述支架（11）滑动连接，所述活动螺套（53）的侧壁连接有导向套（54），所述抽水管（13）穿过导向套（54）；

所述动力浮体（10）上还连接有保护套（55），所述抽水管（13）穿过保护套（55）。

5.如权利要求1所述的多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，所述收纳辊（12）的侧壁上安装有调节泵（60），所述收纳辊（12）的环形侧壁上开设有环形槽（61），所述环形槽（61）中设置有调节气囊（62），所述收纳辊（12）中开设有调节孔（63），所述调节孔（63）与所述调节气囊（62）连通，所述调节孔（63）的另一端与所述调节泵（60）连接。

6.如权利要求1所述的多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，所述动力浮体（10）上还连接有第一驱动源（70）和第二驱动源（71），所述第二驱动源（71）连接有长软管（23），所述第一驱动源（70）用于驱动第二驱动源（71）和长软管（23）沿动力浮体（10）的宽移动，所述第二驱动源（71）用于驱动长软管（23）沿动力浮体（10）的高移动。

7.如权利要求2所述的多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，所述动力浮体（10）包括动力部（72）和导向部（73），所述动力部（72）用于驱动动力浮体（10）移动，所述导向部（73）用于调节动力浮体（10）移动的方向，所述导向部（73）与所述无线控制装置无线通讯。

8.如权利要求7所述的多种参数获取样本的水质分析设备，其特征在于，所述动力浮体（10）的前进端连接有摄像头（74），所述无线控制装置连接有显示屏，所述摄像头（74）与所述显示屏电连接。