CN212391277U - 一种水体悬浮颗粒收集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水体悬浮颗粒收集器，壳体机构、收集机构、驱动机构和电源；其中：所述的收集机构、驱动机构和电源均设置在所述壳体机构中，所述收集机构通过所述电源供电，用于收集水体悬浮颗粒；所述驱动机构通过所述电源供电，用于在水面驱动游走。本实用新型提供一种水体悬浮颗粒收集器，收集机构来收集水体中的悬浮颗粒，驱动机构可以使装置在水面游走，电源为收集机构和驱动机构的运作提供能源，壳体机构用于保护收集机构、驱动机构和电源，可运用于广域水体，节约了人力物力。

Description

一种水体悬浮颗粒收集器

技术领域

本实用新型涉及环境监测领域，更具体地，涉及一种水体悬浮颗粒收集器。

背景技术

水体中悬浮类颗粒污染物质大多源自工业生产过程中排放的颗粒类废弃物，或相关可溶性有机污染物质在自然环境中逐渐聚合生成的二次颗粒污染物质，其大多具有富集水体环境中其他污染物质的作用，对水体环境及水生动植物有非常大的毒害作用。

目前国内并没有相关的可远程控制的水体污染颗粒收集与测定技术，其研究过程一般建立在直接采样技术的基础上，但由于受污染水体位置的特殊性及广域性，直接采样将耗费大量的人力物力，使得进行广域水体污染研究的过程存在较大的难度。

发明内容

本实用新型为了克服现有的采样技术只有直接采样，无法应用于广域水体的问题，提供一种水体悬浮颗粒收集器。

为实现以上实用新型目的，采用的技术方案是：

一种水体悬浮颗粒收集器，壳体机构、收集机构、驱动机构和电源；其中：所述的收集机构、驱动机构和电源均设置在所述壳体机构中，所述收集机构通过所述电源供电，用于收集水体悬浮颗粒；所述驱动机构通过所述电源供电，用于在水面驱动游走。

上述方案中，收集机构来收集水体中的悬浮颗粒，驱动机构可以使装置在水面游走，电源为收集机构和驱动机构的运作提供能源，壳体机构用于保护收集机构、驱动机构和电源，可运用于广域水体。

所述壳体机构包括外壳、底盘和螺旋桨固定器，所述外壳与所述底盘固定连接，所述螺旋桨固定器设置在所述底盘下表面的后端，所述驱动机构设置在所述螺旋桨固定器中。

上述方案中，外壳与底盘固定连接，且通过玻璃胶密封，防止水进入装置中，影响装置的运行；螺旋桨固定器设置在底部的后端，用于设置驱动机构。

所述螺旋桨固定器的数量为2，左右对称，设置于所述底盘下表面的后端。

所述收集机构包括控制模块和收集模块，控制模块通过电信号控制收集模块进行收集。

还包括基站，所述控制模块包括信号接收与发射器、信号处理器、信号转换器、第一中心处理器、第二中心处理器、数据存储器、气压检测器、气压信号传输器和气压信号转换器；所述基站与所述信号接收与发射器无线连接，所述信号接收与发射器的输出端与所述信号处理器的输入端电性连接，所述信号处理器的输出端与所述信号转换器的输入端电性连接，所述信号转换器的输出端与所述第一中心处理器的输入端电性连接，所述第一中心处理器的输出端与所述第二中心处理器的输入端电性连接，所述第二中心处理器的输出端与所述收集模块电性连接，所述气压检测器设置在所述收集模块上，所述气压检测器的输出端与所述气压信号传输器的输入端电性连接，所述气压信号传输器的输出端与所述气压信号转换器的输入端电性连接，所述气压信号转换器的输出端与数据存储器的输入端电性连接。

所述收集模块包括真空泵、多向阀门、滤网、半透膜、浸水槽、真空作用槽和止水膨胀泡沫；所述第二中心处理器的输出端与所述真空泵的控制端电性连接，所述真空泵通过所述多向阀门与所述真空作用槽建立连接，所述多向阀门通过第二中心处理器控制，所述浸水槽设置在真空作用槽下方，在所述的浸水槽与真空作用槽之间设置有止水膨胀泡沫，在所述浸水槽前端依次设置有所述的滤网和半透膜。

上述方案中，第一中心处理器以信号转换器和气压信号传输器的信号为输入信号，控制真空泵的开启和及关闭，第二中心处理器以第一中心处理器和信号处理器的信号为输入信号，控制多向阀门，以期实现分批分次采样的目的；第一中心处理器根据气压信号传输器的信号，可在止水膨胀泡沫隔离浸水槽与真空作用槽后，输出终止真空泵运行的信号，从而完成一个水体悬浮物质收集过程；止水膨胀泡沫可在遇水时间急剧膨胀，以隔离浸水槽与真空作用槽；气压信号转换器将气压信号传输器的信号数字化后，存储于数据存储器，同时使用信号接收与发射器向基站回传收集数据；滤网用来滤除可能阻塞管路的物质，如大型藻类或者动植物残肢类物质；半透膜根据实验及测定要求，可采用不同孔径的半透膜。

所述外壳与所述浸水槽对应的位置上设置有隔板，所述隔板控制所述浸水槽与外界连通。

上述方案中，隔板可根据信号处理器的指令进行开启与闭合操作。

所述的浸水槽与真空作用槽均设置有若干，且任意一个所述的浸水槽与真空作用槽之间均设置有所述止水膨胀泡沫。

所述驱动机构包括转向器、螺旋桨，所述转向器设置在所述底盘下表面的前端，所述螺旋桨设置在螺旋桨固定器中，所述的信号处理器控制所述转向器和螺旋桨运转。

所述电源为蓄电池，为所述的真空泵、转向器和螺旋桨提供电能。

上述方案中，在本装置运行过程中，在信号接收与发射器接受指令讯号后，启动转向器与螺旋桨前往特定水域。隔板依据信号所设置的采样模式逐次打开，在此液体抽取过程中气压检测器不断记录空气压力数据，直至浸水槽中的液体接触止水膨胀泡沫，此时止水膨胀泡沫于浸水槽及真空作用槽的结合处膨胀，阻断两槽间的通路，真空作用槽将成为一个密闭空间。介于第一中心处理器已事先载入阻断条件下的空气压力数据变动特性，所以此时第一中心处理器将输出终止信号，关闭真空泵。在此过程中目标悬浮物质也将在半透膜上沉积，其可待后期回收设备后进行进一步的实验室研究。而这一过程的空气压力数据将记录在数据储存器内并通过信号接收与发送器传至基站，以预先建立的模型对获得数据进行处理，以获得预期的水体环境悬浮物质浓度。所述的电源为内置的锂聚合物电池，可以通过充电器或电脑主机充电。本装置的圆拱部分采用合成塑料材料制作，内部填充有防水泡沫材料，底部悬浮物采集部分采用高强度硬质合成材料，在保证设备稳定运行的同时，可以大幅减轻设备质量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种水体悬浮颗粒收集器，收集机构来收集水体中的悬浮颗粒，驱动机构可以使装置在水面游走，电源为收集机构和驱动机构的运作提供能源，壳体机构用于保护收集机构、驱动机构和电源，可运用于广域水体，节约了人力物力。

附图说明

图1为实用新型的整体结构示意图；

图2为实用新型的正面结构示意图；

附图标记说明：1、壳体机构；2、收集机构；3、驱动机构；4、电源；11、外壳；12、底盘；13、螺旋桨固定器；21、控制模块；22、收集模块；211、信号接收与发射器；212、信号处理器；213、信号转换器；214、第一中心处理器；215、第二中心处理器；216、数据存储器；217、气压检测器；218、气压信号传输器；219、气压信号转换器；221、真空泵；222、多向阀门；223、滤网；224、半透膜；225、浸水槽；226、真空作用槽；227、止水膨胀泡沫；111、隔板；31、转向器；32、螺旋桨。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

实施例1

如图1所示，一种水体悬浮颗粒收集器，壳体机构1、收集机构2、驱动机构3和电源4；其中：所述的收集机构1、驱动机构2和电源3均设置在所述壳体机构1中，所述收集机构2通过所述电源4供电，用于收集水体悬浮颗粒；所述驱动机构3通过所述电源4供电，用于在水面驱动游走。

上述方案中，收集机构2来收集水体中的悬浮颗粒，驱动机构3可以使装置在水面游走，电源4为收集机构2和驱动机构3的运作提供能源，壳体机构1用于保护收集机构2、驱动机构3和电源4，可运用于广域水体。

所述壳体机构1包括外壳11、底盘12和螺旋桨固定器13，所述外壳11与所述底盘12固定连接，所述螺旋桨固定器13设置在所述底盘12下表面的后端，所述驱动机构3设置在所述螺旋桨固定器13中。

上述方案中，外壳11与底盘12固定连接，且通过玻璃胶密封，防止水进入装置中，影响装置的运行；螺旋桨固定器13设置在底部的后端，用于设置驱动机构3。

所述螺旋桨固定器13的数量为2，左右对称，设置于所述底盘12下表面的后端。

所述收集机构2包括控制模块21和收集模块22，控制模块21通过电信号控制收集模块22进行收集。

所述控制模块21包括信号接收与发射器211、信号处理器212、信号转换器213、第一中心处理器214、第二中心处理器215、数据存储器216、气压检测器217、气压信号传输器218和气压信号转换器219；所述信号接收与发射器211的输出端与所述信号处理器212的输入端电性连接，所述信号处理器212的输出端与所述信号转换器213的输入端电性连接，所述信号转换器213的输出端与所述第一中心处理器214的输入端电性连接，所述第一中心处理器214的输出端与所述第二中心处理器215的输入端电性连接，所述第二中心处理器215的输出端与所述收集模块22电性连接，所述气压检测器217设置在所述收集模块22上，所述气压检测器217的输出端与所述气压信号传输器218的输入端电性连接，所述气压信号传输器218的输出端与所述气压信号转换器219的输入端电性连接，所述气压信号转换器219的输出端与数据存储器216的输入端电性连接。

所述收集模块22包括真空泵221、多向阀门222、滤网223、半透膜224、浸水槽225、真空作用槽226和止水膨胀泡沫227；所述第二中心处理器215的输出端与所述真空泵221的控制端电性连接，所述真空泵221通过所述多向阀门222与所述真空作用槽226建立连接，所述多向阀门222通过第二中心处理器215控制，所述浸水槽225设置在真空作用槽226下方，在所述的浸水槽225与真空作用槽226之间设置有止水膨胀泡沫227，在所述浸水槽225前端依次设置有所述的滤网223和半透膜224。

上述方案中，第一中心处理器214以信号转换器213和气压信号传输器218的信号为输入信号，控制真空泵221的开启和及关闭，第二中心处理器215以第一中心处理器214和信号处理器213的信号为输入信号，控制多向阀门222，以期实现分批分次采样的目的；第一中心处理器214根据气压信号传输器218的信号，可在止水膨胀泡沫227隔离浸水槽225与真空作用槽226后，输出终止真空泵221运行的信号，从而完成一个水体悬浮物质收集过程；止水膨胀泡沫227可在遇水时间急剧膨胀，以隔离浸水槽225与真空作用槽226；气压信号转换器219将气压信号传输器218的信号数字化后，存储于数据存储器216，同时使用信号接收与发射器211向基站回传收集数据；滤网223用来滤除可能阻塞管路的物质，如大型藻类或者动植物残肢类物质；半透膜224根据实验及测定要求，可采用不同孔径的半透膜224。

所述外壳11与所述浸水槽225对应的位置上设置有隔板111，所述隔板111控制所述浸水槽225与外界连通。

上述方案中，隔板111可根据信号处理器212的指令进行开启与闭合操作。

所述的浸水槽225与真空作用槽226均设置有若干，且任意一个所述的浸水槽225与真空作用槽226之间均设置有所述止水膨胀泡沫227。

所述驱动机构3包括转向器31、螺旋桨32，所述转向器31设置在所述底盘12下表面的前端，所述螺旋桨32设置在螺旋桨固定器13中，所述的信号处理器212控制所述转向器31和螺旋桨32运转。

所述电源4为蓄电池，为所述的真空泵221、转向器31和螺旋桨32提供电能。

实施例2

在本装置运行过程中，在信号接收与发射器211接受指令讯号后，启动转向器31与螺旋桨32前往特定水域。隔板111依据信号所设置的采样模式逐次打开，在此液体抽取过程中气压检测器217不断记录空气压力数据，直至浸水槽225中的液体接触止水膨胀泡沫227，此时止水膨胀泡沫227于浸水槽225及真空作用槽226的结合处膨胀，阻断两槽间的通路，真空作用槽226将成为一个密闭空间。介于第一中心处理器214已事先载入阻断条件下的空气压力数据变动特性，所以此时第一中心处理器214将输出终止信号，关闭真空泵221。在此过程中目标悬浮物质也将在半透膜224上沉积，其可待后期回收设备后进行进一步的实验室研究。而这一过程的空气压力数据将记录在数据储存器216内并通过信号接收与发送器211传至基站，以预先建立的模型对获得数据进行处理，以获得预期的水体环境悬浮物质浓度。所述的电源为内置的锂聚合物电池，可以通过充电器或电脑主机充电。本装置的圆拱部分采用合成塑料材料制作，内部填充有防水泡沫材料，底部悬浮物采集部分采用高强度硬质合成材料，在保证设备稳定运行的同时，可以大幅减轻设备质量。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，壳体机构(1)、收集机构(2)、驱动机构(3)和电源(4)；其中：所述的收集机构(2)、驱动机构(3)和电源(4)均设置在所述壳体机构(1)中，所述收集机构(2)通过所述电源(4)供电，用于收集水体悬浮颗粒；所述驱动机构(3)通过所述电源(4)供电，用于在水面驱动游走；

所述收集机构(2)包括控制模块(21)和收集模块(22)，控制模块(21)通过电信号控制收集模块(22)进行收集；

所述控制模块(21)包括信号接收与发射器(211)、信号处理器(212)、信号转换器(213)、第一中心处理器(214)、第二中心处理器(215)、数据存储器(216)、气压检测器(217)、气压信号传输器(218)和气压信号转换器(219)；基站与所述信号接收与发射器(211)无线连接，所述信号接收与发射器(211)的输出端与所述信号处理器(212)的输入端电性连接，所述信号处理器(212)的输出端与所述信号转换器(213)的输入端电性连接，所述信号转换器(213)的输出端与所述第一中心处理器(214)的输入端电性连接，所述第一中心处理器(214)的输出端与所述第二中心处理器(215)的输入端电性连接，所述第二中心处理器(215)的输出端与所述收集模块(22)电性连接，所述气压检测器(217)设置在所述收集模块(22)上，所述气压检测器(217)的输出端与所述气压信号传输器(218)的输入端电性连接，所述气压信号传输器(218)的输出端与所述气压信号转换器(219)的输入端电性连接，所述气压信号转换器(219)的输出端与数据存储器(216)的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，所述壳体机构(1)包括外壳(11)、底盘(12)和螺旋桨固定器(13)，所述外壳(11)与所述底盘(12)固定连接，所述螺旋桨固定器(13)设置在所述底盘(12)下表面的后端，所述驱动机构(3)设置在所述螺旋桨固定器(13)中。

3.根据权利要求2所述的一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，所述螺旋桨固定器(13)的数量为2，左右对称，设置于所述底盘(12)下表面的后端。

4.根据权利要求3所述的一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，所述收集模块(22)包括真空泵(221)、多向阀门(222)、滤网(223)、半透膜(224)、浸水槽(225)、真空作用槽(226)和止水膨胀泡沫(227)；所述第二中心处理器(215)的输出端与所述真空泵(221)的控制端电性连接，所述真空泵(221)通过所述多向阀门(222)与所述真空作用槽(226)建立连接，所述多向阀门(222)通过第二中心处理器(215)控制，所述浸水槽(225)设置在真空作用槽(226)下方，在所述的浸水槽(225)与真空作用槽(226)之间设置有止水膨胀泡沫(227)，在所述浸水槽(225)前端依次设置有所述的滤网(223)和半透膜(224)。

5.根据权利要求4所述的一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，所述外壳(11)与所述浸水槽(225)对应的位置上设置有隔板(111)，所述隔板(111)控制所述浸水槽(225)与外界连通。

6.根据权利要求5所述的一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，所述的浸水槽(225)与真空作用槽(226)均设置有若干，且任意一个所述的浸水槽(225)与真空作用槽(226)之间均设置有所述止水膨胀泡沫(227)。

7.根据权利要求6所述的一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，所述驱动机构(3)包括转向器(31)、螺旋桨(32)，所述转向器(31)设置在所述底盘(12)下表面的前端，所述螺旋桨(32)设置在螺旋桨固定器(13)中，所述的信号处理器(212)控制所述转向器(31)和螺旋桨(32)运转。

8.根据权利要求7所述的一种水体悬浮颗粒收集器，其特征在于，所述电源(4)为蓄电池，为所述的真空泵(221)、转向器(31)和螺旋桨(32)提供电能。

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