CN210310794U - 可远程控制的水质检测船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可远程控制的水质检测船，包括船体、驱动模块、检测模块、取样模块以及控制模块，驱动模块、检测模块、取样模块以及控制模块均设于船体上，控制模块与终端信号连接。本实用新型可随时监测所巡航的河流水质污染状况(包括水质的酸碱度、色度、重金属离子)，并且对所检测到的上述污染物进行采样抽取，以便检测分析及固定证据，本实用新型可广泛应用于河流水道水质检测，极大的减轻了环保执法人的工作负担，为河流湖泊的水质保护承担起“河长”的职责。

Description

可远程控制的水质检测船

技术领域

本实用新型涉及无人化远程控制水质检测装置技术领域，特别涉及可远程控制的水质检测船。

背景技术

水质监测是水资源保护最重要的工作基础和技术支撑，准确、及时、可靠的水质监测数据是水资源保护依法行政的基础。目前国内水质监测技术一直采用传统的环境水质监测工作主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主。近年，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展。但是，还没有可普遍应用于基层水环境在线监测与数据远程传输、处理的水质监测完备平台在国内产出。并且，近年发展起来的各式数据传输网络，大多数是上下环境监测部门之间的数据传输，基于基层水质的实时采集监测与水质分析系统环节还很薄弱。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了可远程控制的水质检测船，其特征在于，包括船体、驱动模块、检测模块、取样模块以及控制模块，驱动模块、检测模块、取样模块以及控制模块均设于船体上，控制模块与终端信号连接；

驱动模块配置驱动船体航行；

检测模块配置为对环境水体进行实时检测；

取样模块配置为对环境水体进行取样；

控制模块配置与终端实现数据传输以及依据终端的信号指令对驱动模块、检测模块、取样模块进行控制。

本实用新型利用终端远程操控船体航行，对被检测水域水质进行实时检测，并对污染状况发生超标进行现场采样取证。可以针对河流水域当前水质污染状况进行巡航监测，抽样取证固定证据，同时也可以针对当前河流水域进行常态化抽样采集，以便针对水质污染趋势进行数据分析，从而方便环保执法人员调查取证。

在一些实施方式中，取样模块包括转盘、水管、水泵、第一驱动电机以及若干烧杯，转盘水泵设在船体的下端面，水管设在船体的上端面，水管与水泵管道连接，转盘可转动地设在船体的上端面且位于水管的一侧，第一驱动电机固定在船体内且与转盘驱动连接。

由此，通过第一驱动电机驱动转盘转动，从而使得转盘上的每个烧杯均能够处于水管下方，水管通过水泵将水域的水样抽取至烧杯中。能够有效地对水域进行抽样。

在一些实施方式中，检测模块包括收放线机构、PH传感器、浊度传感器、电导率传感器以及数据处理器，收放线机构设在船体外，PH传感器、浊度传感器、电导率传感器设在收放线机构上并与数据处理器电联接，通过收放线机构能够使得PH传感器、浊度传感器、电导率传感器潜入或远离水面。

由此，水质污染主要分为三类：酸碱度污染、浊度污染及重金属离子污染，监测上述三类水质污染可采用上述相应的传感器现场检测，并通过数据处理器处理分析将数据以电信号形式反馈至终端。

在一些实施方式中，收放线机构包括支架、第二驱动电机、第一传动组件以及线辊，支架设在船体的前侧面，线辊可转动地设在支架上，第二驱动电机设在船体内，第二驱动电机通过第一传动组件与线辊传动连接，PH传感器、浊度传感器、电导率传感器的线束捆卷在线辊上。

由此，本实用新型应用于河流水域水质监测，由于水质状况受到温度、气压及涡流等因素的影响，需要根据实际情况检测水面以下某一个深度的水质情况，才能较为精准，收放线机构就是针对上述问题而设计的。第一传动组件由第二驱动电机驱动，线辊为压线轮，将传感器的线束放置于线辊内，使用时，可通过第二驱动电机驱动时传感器潜入水面以下的任意深度。

在一些实施方式中，控制模块包括通讯器、控制器以及GPS定位器，通讯器、控制器以及GPS定位器均设置于船体内。

由此，通讯器能够实现数据传输；控制器能够对模块进行控制；GPS能够定位在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。

在一些实施方式中，船体包括承载架和若干浮筒，若干浮筒设在承载架的下端，承载架上设有用于安装构件的箱体，承载架上设有顶棚，顶棚能够用于对箱体进行遮挡。

由此，通过浮筒的排水量使承载架以及船体上的模块能够漂浮于睡眠，箱体能够对模块的电路进行保护。顶棚能够对样品进行遮挡，预防雨天损坏烧杯样品。

在一些实施方式中，水质检测船还包括蓄电池和太阳能板，太阳能板设在顶棚的上端，蓄电池设在箱体内，太阳能板与蓄电池电联接，蓄电池能够对用电构件提供能量。

由此，太阳能能够在船体巡航的过程中补充能量至蓄电池，以提高船体的续航能力。

在一些实施方式中，驱动模块包括推进器及转舵机构，推进器可旋转地安装在船体的后方，转舵机构包括第四驱动电机以及第二传动组件，第二传动组件安装在推进器上，第四驱动电机固定在船体上，第四驱动电机与第二传动组件传动连接。

由此，通过转舵机构使推进器转动，从而实现转舵功能。

在一些实施方式中，水质检测船还包括影像模块，影像模块与控制模块连接，影像模块包括照明灯、摄像头、转杆以及第三驱动电机，转杆通过第三驱动电机设在箱体上，摄像头设在转杆的上端，照明灯设在承载架的前端。

由此，利用影像模块采集船体周边环境并将影像画面传至终端，方便终端对船体进行操控。

本实用新型的有益效果为：1、本实用新型通过远程操控系统，对被检测水域水质的污染状况(主要指PH值、色度或浑浊度、水质电导率)发生超标进行现场采样取证，并利用GPS定位系统进行污染水域的区域定位，以便环保执法人员调查取证；2、本实用新型可全天候的对被检测水域进行多参数的实时监测，提前预警及时干预；3、本实用新型实现所检测的水域水质的常态化管理，可利用船上的GPS定位系统，按周期和航程，分段式抽样，并送检验，以用来分析被测水域的质量变化趋势，作出科学判断。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的可远程控制的水质检测船的立体结构示意图。

图2为图1所示可远程控制的水质检测船的另一角度的立体结构示意图。

图3为图1所示可远程控制的水质检测船中取样模块的立体结构示意图。

图4为图1所示可远程控制的水质检测船中检测模块的立体结构示意图。

图5为图1所示可远程控制的水质检测船中驱动模块的立体结构示意图。

图6为图1所示可远程控制的水质检测船中控制模块的平面结构示意图。

图7为图1所示可远程控制的水质检测船的一种水质检测方法流程示意图。

图8为图1所示可远程控制的水质检测船的另一种水质检测方法流程示意图。

图中标号：0-终端、1-船体、11-承载架、12-浮筒、13-箱体、14-顶棚、2-驱动模块、21-推进器、22-转舵机构、221-第四驱动电机、222-第二传动组件、3-检测模块、31-收放线机构、311-支架、312-第二驱动电机、313-第一传动组件、314-线辊、32-PH传感器、33-浊度传感器、34-电导率传感器、35-数据处理器、4-取样模块、41-转盘、42-水管、43-水泵、44-第一驱动电机、45-烧杯、5-控制模块、51-通讯器、52-控制器、53-GPS定位器、6-影像模块、61-照明灯、62-摄像头、63-转杆、64-第三驱动电机、71-蓄电池、72-太阳能板、

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1-2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的可远程控制的水质检测船，包括船体1、驱动模块2、检测模块3、取样模块4、控制模块5以及影像模块6，驱动模块2、检测模块3、取样模块4、控制模块5、以及影像模块6均设于船体1上，控制模块5与终端0信号连接，终端0为手机，终端0内安装有用于控制水质检测船的APP；

驱动模块2配置驱动船体1航行；

检测模块3配置为对环境水体进行实时检测；

取样模块4配置为对环境水体进行取样；

影像模块6配置为采集周围环境的影像信息；

控制模块5配置与终端0实现数据传输以及依据终端0的信号指令对驱动模块2、检测模块3、取样模块4进行控制。

本实用新型利用终端0远程操控船体1航行，对被检测水域水质进行实时检测，并对污染状况发生超标进行现场采样取证。可以针对河流水域当前水质污染状况进行巡航监测，抽样取证固定证据，同时也可以针对当前河流水域进行常态化抽样采集，以便针对水质污染趋势进行数据分析，从而方便环保执法人员调查取证。

结合图3，取样模块4包括转盘41、水管42、水泵43、第一驱动电机44以及若干烧杯45，转盘41水泵43设在船体1的下端面，水管42设在船体1的上端面，水管42与水泵43管道连接，转盘41可转动地设在船体1的上端面且位于水管42的一侧，第一驱动电机44固定在船体1内且与转盘41驱动连接。

通过第一驱动电机44驱动转盘41转动，从而使得转盘41上的每个烧杯45均能够处于水管42下方，水管42通过水泵43将水域的水样抽取至烧杯45中。能够有效地对水域进行抽样。

结合图4，检测模块3包括收放线机构31、PH传感器32、浊度传感器33、电导率传感器34以及数据处理器35，收放线机构31设在船体1外，PH传感器32、浊度传感器33、电导率传感器34设在收放线机构31上并与数据处理器35电联接，通过收放线机构31能够使得PH传感器32、浊度传感器33、电导率传感器34潜入或远离水面。水质污染主要分为三类：酸碱度污染、浊度污染及重金属离子污染，监测上述三类水质污染可采用上述相应的传感器现场检测，并通过数据处理器35处理分析将数据以电信号形式反馈至终端0。

pH传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。pH传感器常用来进行对溶液、水等物质的工业测量。pH传感器主要功能在于，通过上述PH值电极能将溶液的酸碱度的化学信息以电压形式输出，当溶液PH值等于7的时候，模块输出电压为2.5v；当溶液PH值小于7时(呈酸性)，模块输出电压大于2.5v；当溶液PH值大于7时(呈碱性)，模块输出电压小于2.5v。这样可以通过电压比较器门槛电压的设置，对国家规定的河流水质酸碱度进行设定及判断，并反馈到终端0。

浊度传感器33内部是一个IR958与PT958封装的红外线对管，当光线穿过一定量的水时，光线的透过量取决于该水的污浊程度，水越污浊，透过的光就越少。光接收端把透过的光强度转换为对应的电流大小，透过的光多，电流大，反之透过的光少，电流小。通过测量接收端电流的大小，就可以计算出水的污浊程度。浊度电流信号经过电阻R1转换为0V～5V电压信号，利用A/D转换器进行采样处理，单片机就可以获知当前水的污浊度。浊度传感器33有3个引脚。实际使用时需要通过实验获得衣物污浊程度的经验数据。

通常水的导电性越好，其电导率值也越大，水的TDS值就越大，(TDS是英文totaldissolved solids的缩写，中文译名为溶解性总固体，测量单位为毫克/升(mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体。)通俗的讲：TDS值代表了水中溶解物杂质含量，TDS值越大，说明水中的杂质含量大，反之，杂质含量小。水越纯净，电导率越低，也就是电阻率越高。电导率传感器34正针对TDS值而设。

检测模块还包括三个指示灯，三个指示灯设在船体1的前端，三个指示灯分别对应PH传感器32、浊度传感器33、电导率传感器34，当PH传感器32、浊度传感器33、电导率传感器34检测到水域的情况时，相应的指示灯会亮起红色或绿色的光，以表示不合格或合格。

结合图4，收放线机构31包括支架311、第二驱动电机312、第一传动组件313以及线辊314，支架311设在船体1的前侧面，线辊314可转动地设在支架311上，第二驱动电机312设在船体1内，第二驱动电机312通过第一传动组件313与线辊314传动连接，PH传感器32、浊度传感器33、电导率传感器34的线束捆卷在线辊314上。

本实用新型应用于河流水域水质监测，由于水质状况受到温度、气压及涡流等因素的影响，需要根据实际情况检测水面以下某一个深度的水质情况，才能较为精准，收放线机构31就是针对上述问题而设计的。第一传动组件313由第二驱动电机312驱动，线辊314为压线轮，将传感器的线束放置于线辊314内，使用时，可通过第二驱动电机312驱动时传感器潜入水面以下的任意深度。

结合图6，控制模块5包括通讯器51、控制器52以及GPS定位器53，通讯器51、控制器52以及GPS定位器53均设置于船体1内。通讯器51为型号为CL4-GSM的GPRS通讯器51，GPRS是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。通讯器51能够实现数据传输；控制器52能够对模块进行控制；GPS能够定位在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。

结合图1-2，船体1包括承载架11和若干浮筒12。浮筒12设有两个，若干浮筒12设在承载架11的下端，承载架11上设有用于安装构件的箱体13，承载架11上设有顶棚14，顶棚14能够用于对箱体13进行遮挡。通过浮筒12的排水量使承载架11以及船体1上的模块能够漂浮于睡眠，箱体13能够对模块的电路进行保护。顶棚14能够对样品进行遮挡，预防雨天损坏烧杯45样品。

结合图5，驱动模块2包括推进器21及转舵机构22，推进器21可旋转地安装在船体1的后方，转舵机构22包括第四驱动电机221以及第二传动组件222，第二传动组件222安装在推进器21上，第四驱动电机221固定在承载架11上，第四驱动电机221与第二传动组件222传动连接。

结合图7，水质检测船还包括蓄电池71和太阳能板72，太阳能板72设在顶棚14的上端，蓄电池71设在箱体13内，太阳能板72与蓄电池71电联接，蓄电池71能够对用电构件提供能量。太阳能能够在船体1巡航的过程中补充能量至蓄电池71，以提高船体1的续航能力。

结合图8，影像模块6与控制模块5连接，影像模块6包括照明灯61、摄像头62、转杆63以及第三驱动电机64，转杆63通过第三驱动电机64设在箱体13上，摄像头62设在转杆63的上端，照明灯61设在承载架11的前端。利用影像模块6采集船体1周边环境并将影像画面传至终端0，方便终端0对船体1进行操控。

水质检测方法(模式一)，包括水质检测船，还包括以下步骤：

S1、将水质检测船置于受检水域中，使用终端0通过控制模块5信号连接；

S2、通过终端0控制船体1巡航，检测模块3对沿途水域进行实时检测；

S3、检测模块3检测到水域异样，则取样模块4会对该水域进行取样；

S4、船体1返航提交样本，由检测人员对样品进行检测。

水质检测方法(模式二)，包括水质检测船，还包括以下步骤：

S1、将水质检测船置于受检水域中，使用终端0通过控制模块5信号连接；

S2、通过终端0控制船体1按周期或航程进行自动巡航；

S3、取样模块4按照巡航轨迹分段式对水域进行抽样；

S4、船体1返航提交样本，由检测人员对样品进行检测，并依据检测结构建立数据库，以方便研判水域的水质趋势。

本实用新型的有益效果为：1、本实用新型通过远程操控系统，对被检测水域水质的污染状况(主要指PH值、色度或浑浊度、水质电导率)发生超标进行现场采样取证，并利用GPS定位系统进行污染水域的区域定位，以便环保执法人员调查取证；2、本实用新型可全天候的对被检测水域进行多参数的实时监测，提前预警及时干预；3、本实用新型实现所检测的水域水质的常态化管理，可利用船上的GPS定位系统，按周期和航程，分段式抽样，并送检验，以用来分析被测水域的质量变化趋势，作出科学判断。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.可远程控制的水质检测船，其特征在于，包括船体(1)、驱动模块(2)、检测模块(3)、取样模块(4)、控制模块(5)以及影像模块(6)，所述驱动模块(2)、检测模块(3)、取样模块(4)、控制模块(5)以及影像模块(6)均设于船体(1)上，所述控制模块(5)与终端(0)信号连接；

所述驱动模块(2)配置驱动船体(1)航行；

所述检测模块(3)配置为对环境水体进行实时检测；

所述取样模块(4)配置为对环境水体进行取样；

所述影像模块(6)配置为采集周围环境的影像信息；

所述控制模块(5)配置与终端(0)实现数据传输以及依据终端(0)的信号指令对驱动模块(2)、检测模块(3)、取样模块(4)、影像模块(6)进行控制。

2.根据权利要求1所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，所述取样模块(4)包括转盘(41)、水管(42)、水泵(43)、第一驱动电机(44)以及若干烧杯(45)，所述转盘(41)水泵(43)设在船体(1)的下端面，所述水管(42)设在船体(1)的上端面，所述水管(42)与水泵(43)管道连接，所述转盘(41)可转动地设在船体(1)的上端面且位于水管(42)的一侧，所述第一驱动电机(44)固定在船体(1)内且与转盘(41)驱动连接。

3.根据权利要求1所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，检测模块(3)包括收放线机构(31)、PH传感器(32)、浊度传感器(33)、电导率传感器(34)以及数据处理器(35)，所述收放线机构(31)设在船体(1)外，所述数据处理器(35)设在船体(1)内，所述PH传感器(32)、浊度传感器(33)、电导率传感器(34)设在收放线机构(31)上并与数据处理器(35)电联接，通过所述收放线机构(31)能够使得PH传感器(32)、浊度传感器(33)、电导率传感器(34)潜入或远离水面。

4.根据权利要求3所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，所述收放线机构(31)包括支架(311)、第二驱动电机(312)、第一传动组件(313)以及线辊(314)，所述支架(311)设在船体(1)的前侧面，所述线辊(314)可转动地设在支架(311)上，所述第二驱动电机(312)设在船体(1)内，所述第二驱动电机(312)通过第一传动组件(313)与线辊(314)传动连接，所述PH传感器(32)、浊度传感器(33)、电导率传感器(34)的线束捆卷在线辊(314)上。

5.根据权利要求1所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，所述控制模块(5)包括通讯器(51)、控制器(52)以及GPS定位器(53)，所述通讯器(51)、控制器(52)以及GPS定位器(53)均设置于船体(1)内。

6.根据权利要求1所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，所述驱动模块(2)包括推进器(21)及转舵机构(22)，所述推进器(21)可旋转地安装在船体(1)的后方，所述转舵机构(22)包括第四驱动电机(221)以及第二传动组件(222)，所述第二传动组件(222)安装在推进器(21)上，所述第四驱动电机(221)固定在船体(1)上，所述第四驱动电机(221)与第二传动组件(222)传动连接。

7.根据权利要求1所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，所述影像模块(6)包括照明灯(61)、摄像头(62)、转杆(63)以及第三驱动电机(64)，所述转杆(63)通过第三驱动电机(64)设在箱体(13)上，所述摄像头(62)设在转杆(63)的上端，所述照明灯(61)设在承载架(11)的前端。

8.根据权利要求1-7任一所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，所述船体(1)包括承载架(11)和若干浮筒(12)，若干所述浮筒(12)设在承载架(11)的下端，所述承载架(11)上设有用于安装构件的箱体(13)，所述承载架(11)上设有顶棚(14)，所述顶棚(14)能够用于对箱体(13)进行遮挡。

9.根据权利要求8所述的可远程控制的水质检测船，其特征在于，还包括蓄电池(71)和太阳能板(72)，所述太阳能板(72)设在顶棚(14)的上端，所述蓄电池(71)设在箱体(13)内，所述太阳能板(72)与蓄电池(71)电联接，所述蓄电池(71)能够对用电构件提供能量。

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