基于水质监测的传感器自清洁装置
技术领域
本发明涉及传感器清洁技术领域,具体为基于水质监测的传感器自清洁装置。
背景技术
水质监测传感器是检测水质参数的仪器。它包括各种物理量的测量装置和电子电路部分,水质监测传感器通常由传感元件、转换元件和信号处理等组成。常见的传感器有:压力式、电容式、电感式和光电式等。水质传感器在使用过程中,水中悬浮物、藻类或其他生物会附着在传感器上,影响测量的准确性,所以需要定期对水质监测传感器进行清洁。
现有中国公开专利CN210358290U,公开了一种水质监测传感器自动清洁装置,采用喷气或喷水或水气交叉清洁方式对传感器进行清洁,适用于各类传感器探头。但是上述装置在使用过程中,支管安装于传感器探头的外侧,并且支管尾端出口对准传感器探头,导致在对传感器探头进行清理时,仅能对传感器探头上支管尾端出口对准的区域进行清理,而传感器探头侧壁上和支管也会有藻类附着,这些附着于传感器探头侧壁上和支管上的藻类会在水体中随着水流的方向摆动,会导致水质监测传感器在测量时捕捉到错误的信号,影响测量精度,从而使得该装置对水质监测传感器的清理范围较小,清理效果较差。
发明内容
本发明的目的在于提供基于水质监测的传感器自清洁装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
基于水质监测的传感器自清洁装置,包括传感器本体,所述传感器本体的上端固定安装有导线,且所述导线远离所述传感器本体的一端与水质监测主机连接,还包括安装于所述传感器本体上侧的防护箱,所述防护箱的内部固定安装有固定座,且所述固定座与所述传感器本体之间的连接方式为固定连接;清理机构,用于对所述传感器本体侧壁上附着的杂质、藻类进行清理,所述清理机构安装于所述传感器本体的外侧;刮除组件,用于刮除所述传感器本体和所述清理机构底面的杂质、藻类,所述刮除组件安装于所述清理机构的下侧;驱动组件,用于驱动所述刮除组件下移,所述驱动组件安装于所述清理机构和刮除组件之间。
优选的,所述清理机构包括活动套接于所述传感器本体外侧的连接板,且所述连接板的内圈直径大于所述传感器本体的直径,所述连接板的内侧固定安装有硅胶刮环,且所述硅胶刮环的内圈直径与所述传感器本体的直径相等,硅胶刮环在传感器本体的外侧下移,能够刮除附着于传感器本体外侧的杂质、藻类,所述连接板的上端分别固定安装有辅助杆和中空螺杆,且所述辅助杆和所述中空螺杆分别位于所述传感器本体的左右两侧,所述辅助杆的外侧活动套接有套管,所述套管与所述防护箱之间的连接方式为固定连接。
优选的,所述套管的内壁上活动嵌设有两个呈对称分布的滚珠,且所述滚珠通过滚动直槽与所述辅助杆滚动接触,所述中空螺杆的上端固定连接有环形挡片一,环形挡片一用于限制中空螺杆的下移距离,所述中空螺杆的外侧对应所述防护箱的内部螺纹套接有螺纹套座,所述螺纹套座的外侧活动套接有齿轮一,所述螺纹套座的外侧固定套接有两个呈对称分布的环形挡片二,且两个所述环形挡片二分别位于所述齿轮一的上下两侧。
优选的,所述齿轮一的上端固定安装有多个呈圆周等距分布的短连杆,所述短连杆的上端固定连接有齿轮二,所述齿轮二的中心开设有避让孔,且所述避让孔的直径大于所述环形挡片一的直径,避让孔用于避让环形挡片一,所述齿轮一的下端固定安装有支撑环,所述防护箱的内部对应所述支撑环的外侧固定安装有定位座,且所述支撑环通过轴承二与所述定位座转动连接,所述齿轮二的外侧配合安装有齿轮三,所述齿轮三的上端固定安装有电机,且所述电机与所述防护箱之间的连接方式为固定连接。
优选的,所述螺纹套座和所述齿轮一之间安装有多个呈圆周等距分布的连接组件,所述连接组件包括固定嵌设于所述齿轮一内部的套筒,所述套筒靠近所述螺纹套座的一端活动嵌设有销杆,且所述销杆靠近所述螺纹套座的一端设置有半球部一,套筒远离销杆的一端呈封闭状态。
优选的,所述销杆位于所述套筒内部的一端固定连接有垫片一,所述垫片一远离所述销杆的一侧活动抵接有弹簧一,且所述弹簧一远离所述垫片一的一端与所述套筒活动抵接,垫片一用于防止销杆脱离套筒,所述螺纹套座的外侧开设有多个呈圆周等距分布的半球卡槽,且所述销杆的半球部一通过所述半球卡槽与所述螺纹套座活动卡接。
优选的,所述刮除组件包括安装于所述连接板下侧的花键杆,且所述花键杆与中空螺杆同心,所述花键杆的外侧固定套接有橡胶圈,且所述橡胶圈与所述连接板之间的连接方式为转动连接,橡胶圈无法在连接板的内部上下移动,用于防止花键杆自行转动,所述花键杆的下端固定连接有垫片二,所述花键杆的外侧活动套接有连接座,连接座无法在花键杆的外侧转动,所述花键杆的外侧还活动套接有弹簧二。
优选的,所述弹簧二的两端分别与所述垫片二和所述连接座活动抵接,垫片二用于对弹簧二的下端进行定位,所述连接座的外侧固定安装有弧形支撑条,所述弧形支撑条的上端固定嵌设有弧形刮条,且所述弧形刮条与所述传感器本体、所述连接板、所述硅胶刮环之间的连接方式为滑动接触,所述弧形支撑条、所述弧形刮条与所述硅胶刮环同心。
优选的,所述花键杆的上端中心处固定嵌设有长连杆,且所述长连杆活动安装于所述中空螺杆的内部,所述长连杆的上端固定连接有圆盘,所述圆盘的下端固定嵌设有柔性垫,齿轮二的上端固定嵌设有多个呈圆周等距分布的尖锥,且多个所述尖锥与所述柔性垫之间的连接方式为活动抵接,柔性垫由硅胶制成。
优选的,所述驱动组件包括固定安装于所述弧形支撑条上端的半球体,且所述半球体位于所述连接座和所述弧形刮条之间,弧形刮条由硅胶制成,所述连接板的下端固定嵌设有多个呈等距离分布的顶杆,所述顶杆的下端设置有半球部二,且所述半球体与半球部二之间的连接方式为活动抵接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明通过安装清理机构和连接组件,清理机构中的齿轮一通过连接组件带动螺纹套座旋转,能够驱动中空螺杆及硅胶刮环在传感器本体的外侧上下移动,从而有利于硅胶刮环将附着于传感器本体侧壁的杂质、藻类刮除,防止传感器本体侧壁上的藻类影响传感器本体的测量精度,并且硅胶刮环在清理完成后会移动至传感器本体的上侧,不会对传感器本体造成任何影响。
2、本发明通过安装刮除组件,刮除组件中的尖锥抵住柔性垫后,有利于长连杆、花键杆及弧形刮条转动,弧形刮条在转动的过程中能够刮除硅胶刮环和传感器本体下端面的杂质、藻类,不仅能够对传感器本体下端面进行清理,还能够防止杂质、藻类随硅胶刮环上移,覆盖于传感器本体的外侧。
3、本发明通过驱动组件,驱动组件中的半球体在随弧形支撑条转动的过程中,能够与多个顶杆的半球部二活动相抵,配合弹簧二压缩弹力的驱动,有利于使弧形支撑条及弧形刮条在水体中上下往复摆动,从而有利于使杂质、藻类在水流的作用下脱离弧形刮条。
附图说明
图1为本发明整体示意图;
图2为本发明侧剖示意图;
图3为本发明防护箱去除示意图;
图4为本发明清理机构中的硅胶刮环移动至传感器本体下端处的示意图;
图5为本发明清理机构与刮除组件连接示意图;
图6为本发明清理机构、刮除组件和连接组件侧剖示意图;
图7为本发明齿轮一、齿轮二和连接组件侧剖拆分示意图;
图8为本发明刮除组件拆分的底侧示意图。
图中:1、传感器本体;2、导线;3、防护箱;4、固定座;5、连接板;6、硅胶刮环;7、辅助杆;8、中空螺杆;9、环形挡片一;10、螺纹套座;11、齿轮一;12、环形挡片二;13、短连杆;14、齿轮二;15、避让孔;16、套筒;17、销杆;18、垫片一;19、弹簧一;20、半球卡槽;21、花键杆;22、垫片二;23、连接座;24、弹簧二;25、弧形支撑条;26、弧形刮条;27、长连杆;28、圆盘;29、柔性垫;30、尖锥;31、半球体;32、顶杆;33、支撑环;34、定位座;35、套管;36、滚珠;37、齿轮三;38、电机;39、橡胶圈。
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。
实施例一:请参阅图1-图5、图7,图示中的基于水质监测的传感器自清洁装置,包括传感器本体1,传感器本体1的上端固定安装有导线2,且导线2远离传感器本体1的一端与水质监测主机连接,还包括安装于传感器本体1上侧的防护箱3,防护箱3的内部固定安装有固定座4,且固定座4与传感器本体1之间的连接方式为固定连接;清理机构,用于对传感器本体1侧壁上附着的杂质、藻类进行清理,清理机构安装于传感器本体1的外侧;刮除组件,用于刮除传感器本体1和清理机构底面的杂质、藻类,刮除组件安装于清理机构的下侧;驱动组件,用于驱动刮除组件下移,驱动组件安装于清理机构和刮除组件之间。
清理机构包括活动套接于传感器本体1外侧的连接板5,且连接板5的内圈直径大于传感器本体1的直径,连接板5的内侧固定安装有硅胶刮环6,且硅胶刮环6的内圈直径与传感器本体1的直径相等,硅胶刮环6在传感器本体1的外侧下移,能够刮除附着于传感器本体1外侧的杂质、藻类,连接板5的上端分别固定安装有辅助杆7和中空螺杆8,且辅助杆7和中空螺杆8分别位于传感器本体1的左右两侧,辅助杆7的外侧活动套接有套管35,套管35与防护箱3之间的连接方式为固定连接。
套管35的内壁上活动嵌设有两个呈对称分布的滚珠36,且滚珠36通过滚动直槽与辅助杆7滚动接触,中空螺杆8的上端固定连接有环形挡片一9,环形挡片一9用于限制中空螺杆8的下移距离,中空螺杆8的外侧对应防护箱3的内部螺纹套接有螺纹套座10,螺纹套座10的外侧活动套接有齿轮一11,螺纹套座10的外侧固定套接有两个呈对称分布的环形挡片二12,且两个环形挡片二12分别位于齿轮一11的上下两侧。
齿轮一11的上端固定安装有多个呈圆周等距分布的短连杆13,短连杆13的上端固定连接有齿轮二14,齿轮二14的中心开设有避让孔15,且避让孔15的直径大于环形挡片一9的直径,避让孔15用于避让环形挡片一9,齿轮一11的下端固定安装有支撑环33,防护箱3的内部对应支撑环33的外侧固定安装有定位座34,且支撑环33通过轴承二与定位座34转动连接,齿轮二14的外侧配合安装有齿轮三37,齿轮三37的上端固定安装有电机38,且电机38与防护箱3之间的连接方式为固定连接。
螺纹套座10和齿轮一11之间安装有多个呈圆周等距分布的连接组件,连接组件包括固定嵌设于齿轮一11内部的套筒16,套筒16靠近螺纹套座10的一端活动嵌设有销杆17,且销杆17靠近螺纹套座10的一端设置有半球部一,套筒16远离销杆17的一端呈封闭状态。
销杆17位于套筒16内部的一端固定连接有垫片一18,垫片一18远离销杆17的一侧活动抵接有弹簧一19,且弹簧一19远离垫片一18的一端与套筒16活动抵接,垫片一18用于防止销杆17脱离套筒16,螺纹套座10的外侧开设有多个呈圆周等距分布的半球卡槽20,且销杆17的半球部一通过半球卡槽20与螺纹套座10活动卡接。
工作原理:传感器本体1位于被监测水体中,使防护箱3位于水体之上(防护箱3可以固定在插在水体中的桩子上),传感器本体1对水体进行实时监测;
当需要对传感器本体1外侧的杂质、藻类进行清理时,电机38通过齿轮三37驱动齿轮二14旋转,齿轮二14通过短连杆13带动齿轮一11转动,由于销杆17的半球部一在弹簧一19压缩弹力的驱动下嵌在半球卡槽20内,所以齿轮一11在转动时会通过销杆17带动螺纹套座10转动,由于中空螺杆8与连接板5固定连接,所以螺纹套座10转动时会驱动中空螺杆8及硅胶刮环6上下移动,中空螺杆8及硅胶刮环6下移的过程中,硅胶刮环6与传感器本体1的外壁摩擦接触,能够刮除传感器本体1外侧附着的杂质、藻类,防止传感器本体1侧壁上附着的藻类影响传感器本体1的测量精度,在硅胶刮环6对传感器本体1的侧壁清理完成后,中空螺杆8会带动硅胶刮环6上移复位,所以不会对传感器本体1造成任何影响。
实施例二:请参阅图6-图8,本实施方式对于实施例一进一步说明,刮除组件包括安装于连接板5下侧的花键杆21,且花键杆21与中空螺杆8同心,花键杆21的外侧固定套接有橡胶圈39,且橡胶圈39与连接板5之间的连接方式为转动连接,橡胶圈39无法在连接板5的内部上下移动,用于防止花键杆21自行转动,花键杆21的下端固定连接有垫片二22,花键杆21的外侧活动套接有连接座23,连接座23无法在花键杆21的外侧转动,花键杆21的外侧还活动套接有弹簧二24。
弹簧二24的两端分别与垫片二22和连接座23活动抵接,垫片二22用于对弹簧二24的下端进行定位,连接座23的外侧固定安装有弧形支撑条25,弧形支撑条25的上端固定嵌设有弧形刮条26,且弧形刮条26与传感器本体1、连接板5、硅胶刮环6之间的连接方式为滑动接触,弧形支撑条25、弧形刮条26与硅胶刮环6同心。
花键杆21的上端中心处固定嵌设有长连杆27,且长连杆27活动安装于中空螺杆8的内部,长连杆27的上端固定连接有圆盘28,圆盘28的下端固定嵌设有柔性垫29,齿轮二14的上端固定嵌设有多个呈圆周等距分布的尖锥30,且多个尖锥30与柔性垫29之间的连接方式为活动抵接,柔性垫29由硅胶制成。
本实施例中:当环形挡片一9随中空螺杆8下移抵住螺纹套座10后,同时齿轮二14上端的多个尖锥30会抵住柔性垫29,中空螺杆8和硅胶刮环6无法继续下移,齿轮二14能够通过多个尖锥30和柔性垫29带动长连杆27、花键杆21及弧形刮条26转动,在此过程中由于中空螺杆8无法继续下移,所以螺纹套座10无法在中空螺杆8的外侧转动,此时销杆17的半球部一会在齿轮一11转动的过程中脱离半球卡槽20,即齿轮一11会在螺纹套座10的外侧空转,弧形刮条26在转动的过程中与传感器本体1和硅胶刮环6的底面滑动接触,能够刮除硅胶刮环6和传感器本体1下端面的杂质、藻类,不仅能够对传感器本体1下端面进行清理,还能够防止杂质、藻类随硅胶刮环6上移,覆盖于传感器本体1的外侧;
当弧形刮条26按照设定转动几圈回到其初始位置,销杆17的半球部一嵌在与其相对应的半球卡槽20内后,电机38通过齿轮三37驱动齿轮一11和齿轮二14反向转动,齿轮一11通过销杆17带动螺纹套座10反向转动,会驱动中空螺杆8、硅胶刮环6及弧形刮条26上移复位。
实施例三:请参阅图8,本实施方式对于实施例一进一步说明,驱动组件包括固定安装于弧形支撑条25上端的半球体31,且半球体31位于连接座23和弧形刮条26之间,弧形刮条26由硅胶制成,连接板5的下端固定嵌设有多个呈等距离分布的顶杆32,顶杆32的下端设置有半球部二,且半球体31与半球部二之间的连接方式为活动抵接。
本实施例中:在弧形刮条26转动脱离硅胶刮环6后,半球体31会与顶杆32的半球部二相抵,并在连接座23继续转动的过程中,顶杆32的半球部二会通过半球体31驱动连接座23及弧形刮条26下移,当半球体31转动脱离顶杆32半球部二的过程中,连接座23及弧形刮条26会在弹簧二24压缩弹力的驱动下上移复位,以此往复,使得弧形刮条26在转动脱离硅胶刮环6后继续转动的过程中能够上下往复摆动,从而有利于使杂质、藻类在水流的作用下脱离弧形刮条26。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。