CN209961765U - 一种便携式水质在线监测系统 - Google Patents

Abstract

一种便携式水质在线监测系统，包括水质监测箱壳体，在水质监测箱壳体内部设有安装架，安装架上固定安装有抽水泵、密闭水箱、电池箱和主控箱，水质监测箱壳体的侧壁上从上到下依次开设有出水口、进水口和放水口，进水口通过第一连接管与抽水泵相连通，放水口通过第二连接管与抽水泵相连通，出水口通过第三连接管与密闭水箱的顶部相连通。本实用新型的积极效果在于：本实用新型帮助学生快速、准确地获取目标水域水质参数数据，更加方便了现场教学，整个装置的底部还加装了万向轮，其机动能力和现场测试能力得到显著提高，并能适应野外的测试环境，此外，本实用新型还具有结构体积小，操作灵活方便，易于检修维护等优点。

Description

一种便携式水质在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及教学用具技术领域，具体地说是一种便携式水质在线监测系统。

背景技术

水质监测是环境监测的重要组成部分，是水质资源管理和保护的重要措施。目前国内大多数中小学水质监测实验教学过程中，多采用人工监测的方式，实验过程通过人工采集水样并放入容器中，再使用水质传感器进行检测，实验中缺乏集目标水域水样取存、水质参数解析和本地监测为一体的监测系统，无法满足应有的教学目的以及中小学生对课外实践探索的要求，不能进一步提高学生对水资源的保护意识及对周边水域水质的了解。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种便携式水质在线监测系统，体积小，操作灵活方便，可实现水域位置处在线式水质关键参数监测，能帮助学生快速、准确地获取目标水域水质参数数据，对目标水域变化规律有更加充分的认识。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括水质监测箱壳体，在水质监测箱壳体内部设有安装架，安装架上固定安装有抽水泵、密闭水箱、电池箱和主控箱，水质监测箱壳体的侧壁上从上到下依次开设有出水口、进水口和放水口，进水口通过第一连接管与抽水泵相连通，放水口通过第二连接管与抽水泵相连通，出水口通过第三连接管与密闭水箱的顶部相连通，在所述密闭水箱的下部安装有三通阀，三通阀的其中一通口与密闭水箱相连通，另外两通口分别由第四连接管和第五连接管接入抽水泵内，其中第四连接管与第一连接管的水路相通，第五连接管和第二连接管的水路相通，所述密闭水箱内设有水质传感器采集模块，电池箱位于密闭水箱和抽水泵之间，主控箱位于密闭水箱的一侧位置处，主控箱内的主控板能通过通信传输模块将水质监测数据传输到监测系统外部的上位机上显示。所述密闭水箱内部的水质传感器采集模块包括电导率传感器、氨氮传感器、溶解氧传感器、pH传感器和浊度传感器，上述各传感器均通过螺纹管套安装在密闭水箱上，且均有导线接入电池箱和主控箱。所述主控箱内的主控板能通过无线通信模块将水质监测数据传输到监测系统外部的移动终端设备上显示。所述水质监测箱壳体的底部安装带有刹车功能的万向轮。

本实用新型的积极效果在于：本实用新型所述的一种便携式水质在线监测系统，能在待测水域地带进行实时在线监测，密闭水箱内部的水质传感器采集模块能精确测量水质的pH值、电导率、溶解氧浓度、浊度等实时参数，帮助学生快速、准确地获取目标水域水质参数数据，对目标水域变化规律有更加充分的认识，也可通过无线传输模块将监测数据发送到移动终端设备上，更加方便了现场教学，整个装置的底部还加装了万向轮，其机动能力和现场测试能力得到显著提高，并能适应野外的测试环境，此外，本实用新型还具有结构体积小，操作灵活方便，易于检修维护等优点。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构简图示意图；

图2是本实用新型的三维立体结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例主控板的电路原理图。

图中1水质监测箱壳体 2安装架 3抽水泵 4密闭水箱 5电池箱 6主控箱 7进水口8放水口 9出水口 10第一连接管 11第二连接管 12第三连接管 13三通阀 14第四连接管15第五连接管 16电导率传感器 17氨氮传感器 18溶解氧传感器 19 pH传感器 20浊度传感器 21万向轮。

具体实施方式

本实用新型所述的一种便携式水质在线监测系统，如图2所示，包括水质监测箱壳体1，在水质监测箱壳体1内部设有安装架2，安装架2上固定安装有抽水泵3、密闭水箱4、电池箱5和主控箱6，所述安装架2可以为现有的铝型材框架，既能在一定程度上减轻整体重量，又能将上述各配件固定在水质监测箱壳体1上，避免工作过程中出现的晃动现象，保证正常监测作业。其中抽水泵3位于水质监测箱壳体1的底部位置，水质监测箱壳体1的侧壁上从上到下依次开设有出水口9、进水口7和放水口8，进水口7通过第一连接管10与抽水泵3相连通，放水口8通过第二连接管11与抽水泵3相连通，出水口9通过第三连接管12与密闭水箱4的顶部相连通。在所述密闭水箱4的下部安装有三通阀13，三通阀13的其中一通口与密闭水箱4相连通，另外两通口分别由第四连接管14和第五连接管15接入抽水泵3内，其中第四连接管14与第一连接管10的水路相通，第五连接管15和第二连接管11的水路相通。所述密闭水箱4内设有水质传感器采集模块，用以实时监测密闭水箱4内水质的各项参数，电池箱5位于密闭水箱4和抽水泵3之间，为整个装置提供必要的电能，主控箱6位于密闭水箱4的一侧位置处，确保水电分离，保证使用过程中的安全性，主控箱6内的主控板能通过通信传输模块将水质监测数据传输到监测系统外部的上位机上显示。

当本实用新型所述的便携式水质在线监测系统进行在线监测时，首先在进水口7上连接管道通入被测水样的河流或湖泊中，启动电源开关，抽水泵3开始工作，三通阀13打开第四连接管14，关闭第五连接管15，把所要监测的水样依次经由第一连接管10、抽水泵3和第四连接管14打入密闭水箱4内，若出水口9有水流出，则证明密闭水箱4内水样已满，抽水泵3停止工作，安装在密闭水箱4内的水质传感器采集模块对水样的各项参数数据进行实时监测，并通过主控箱6内的主控板将水质监测数据传输到上位机上，上位机自动显示所测数据。抽水泵3首次启动工作两分钟，保证密闭水箱4内装满待测水样，等水质传感器采集模块进行实时监测两分钟之后再次启动抽水泵3工作半分钟，抽取新的水样更换密闭水箱4内的水样，如此循环工作多次，以保证水质传感器采集模块所采集到的水样各项数据更准确，之后通过分析上位机上显示的水质监测数据，便可得出所测水域的水质状况，待监测完毕之后，三通阀13打开第五连接管15，关闭第四连接管14，抽水泵3倒转，密闭水箱4内的水样依次经由第五连接管15、抽水泵3和放水口8排出装置之外，将密闭水箱4内的水样排空，以确保下次监测数据的准确性，在得数实验数据之后及时排掉装置内部的水，也能在一定程度上提高其使用寿命。

进一步地，所述密闭水箱4内部的水质传感器采集模块包括电导率传感器16、氨氮传感器17、溶解氧传感器18、pH传感器19和浊度传感器20，上述各传感器均通过螺纹管套安装在密闭水箱4上，且均有导线接入电池箱5和主控箱6。上述传感器能准确实时测得待监测水样的电导率、氨氮含量、溶解氧浓度、pH值和浊度等有关水质的数据，使实验结果更具说服力。

进一步地，所述主控箱6内的主控板能通过无线通信模块将水质监测数据传输到监测系统外部的移动终端设备上显示，便于在教学过程中随时随地向学生展示水样的各项检测数据，提高教学效率，上述主控板可以包括MCU主控电路、电源稳压电路、GPS模块电路、RS485采集电路、发射端433M无线通信模块电路、继电器控制电路、数据存储电路和主控板接口电路，电源稳压电路与GPS模块电路，继电器控制电路连接，电源稳压电路与主控电路、433M无线通信模块电路连接，为各部分提供电源。主控板接口电路与电池箱5连接，为电源稳压电路提供电源输入，并为水质传感器采集模块提供接口。

MCU主控电路如图3所示，包括单片机U1，单片机U1作为主控芯片。PIN19、PIN32、PIN48、PIN64与电源稳压电路连接。U1的第51～52引脚与GPS模块电路连接。U1的第15～17引脚连接至RS485采集电路。U1的PIN29、PIN30、PIN33、PIN34引脚、PIN35引脚与发射端433M无线通信模块电路连接。U1的第27引脚连接至继电器控制电路。U1的第21～25引脚连接至数据存储电路。433M无线通信模块电路通过串口与433M无线通信模块连接，配对成功后将数据以无线通信的方式传输到移动终端设备上进行显示。

进一步地，所述所述水质监测箱壳体1的底部安装带有刹车功能的万向轮21，所述万向轮21能使整个水质监测系统的移动更加方便，增加其机动测试能力和现场监测能力，万向轮21带有刹车功能可以使整个系统在测试时保持固定不动，一方面可以使水质传感器采集模块快速、稳定准确地得到水质的各项参数数据，另一方面也增加了整体装置适应野外测试环境的能力。

本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (4)

1.一种便携式水质在线监测系统，其特征在于：包括水质监测箱壳体(1)，在水质监测箱壳体(1)内部设有安装架(2)，安装架(2)上固定安装有抽水泵(3)、密闭水箱(4)、电池箱(5)和主控箱(6)，水质监测箱壳体(1)的侧壁上从上到下依次开设有出水口(9)、进水口(7)和放水口(8)，进水口(7)通过第一连接管(10)与抽水泵(3)相连通，放水口(8)通过第二连接管(11)与抽水泵(3)相连通，出水口(9)通过第三连接管(12)与密闭水箱(4)的顶部相连通，在所述密闭水箱(4)的下部安装有三通阀(13)，三通阀(13)的其中一通口与密闭水箱(4)相连通，另外两通口分别由第四连接管(14)和第五连接管(15)接入抽水泵(3)内，其中第四连接管(14)与第一连接管(10)的水路相通，第五连接管(15)和第二连接管(11)的水路相通，所述密闭水箱(4)内设有水质传感器采集模块，电池箱(5)位于密闭水箱(4)和抽水泵(3)之间，主控箱(6)位于密闭水箱(4)的一侧位置处，主控箱(6)内的主控板能通过通信传输模块将水质监测数据传输到监测系统外部的上位机上显示。

2.根据权利要求1所述的一种便携式水质在线监测系统，其特征在于：所述密闭水箱(4)内部的水质传感器采集模块包括电导率传感器(16)、氨氮传感器(17)、溶解氧传感器(18)、pH传感器(19)和浊度传感器(20)，上述各传感器均通过螺纹管套安装在密闭水箱(4)上，且均有导线接入电池箱(5)和主控箱(6)。

3.根据权利要求1所述的一种便携式水质在线监测系统，其特征在于：所述主控箱(6)内的主控板能通过无线通信模块将水质监测数据传输到监测系统外部的移动终端设备上显示。

4.根据权利要求1所述的一种便携式水质在线监测系统，其特征在于：所述水质监测箱壳体(1)的底部安装带有刹车功能的万向轮(21)。

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