CN213715202U - 便携式水质监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式水质监测设备。所述便携式水质监测设备包括：杆部，其长度能够被调节；监测单元，其位于所述杆部的一端，且包括一个或多个传感器；供电单元，其位于所述杆部的另一端；以及信号传输单元。根据本实用新型的便携式水质监测设备轻便、易于携带且可以实现一个或多个参数的水质监测。

Description

便携式水质监测设备

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，具体涉及一种便携式水质监测设备。

背景技术

现有技术中，能够测量多参数的水质监测设备通常无法随身携带使用。受限于主要传感器(光学传感器)的大尺寸，目前具有多个传感器的设备不仅参数少、体积大、重量沉，且监测结果并不准确。例如，体积庞大的传统岸边站监测系统和固定点位监测系统、需要船只的布设且对测试水体深度有要求的浮漂式监测系统等都不具有便携性。在现有设备中，手提箱式设备虽然具有一定程度的移动性并可以实时实地检测，但远称不上便携。此外，手提箱式设备或需要将水样取回实验室检测的设备在取水上来之后会发生沉降、化学反应等情况，并且运输时间、固化剂的添加等因素都会使结果准确性大幅降低。并且，现有的这些设备大多采用化学法进行检测，因此还需要添加化学试剂，这对操作人员的专业技能具有相当高的要求。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种既便于随身携带使用、又能测量一个或多个水质参数的水质监测设备。

本实用新型提供一种便携式水质监测设备，其包括：杆部，其长度能够被调节；监测单元，其位于所述杆部的一端，且包括一个或多个传感器；供电单元，其位于所述杆部的另一端；以及信号传输单元。

优选地，所述便携式水质监测设备还包括过滤保护装置，所述过滤保护装置在所述监测单元的与所述杆部连接的那一端的相反端处与所述监测单元可拆卸地连接，并且所述信号传输单元在所述便携式水质监测设备的纵向上布置在所述供电单元与所述一个或多个传感器之间且靠近所述一个或多个传感器。

优选地，所述便携式水质监测设备还包括背带。

优选地，所述杆部是伸缩杆或折叠杆。

优选地，所述杆部的材料包括铝合金、锌合金或碳纤维。

优选地，所述供电单元包括盖、壳体和电源部。

优选地，所述盖设置有外部充电口和与所述外部充电口配合的防水配件，或者所述供电单元的内部设置有内部充电口。

优选地，所述监测单元包括：第一部分，所述一个或多个传感器布置在所述第一部分的内部；和第二部分，其位置比第一部分的位置靠近所述杆部，所述信号传输单元固定于所述第二部分的外部且与所述一个或多个传感器经电路连接。

优选地，所述一个或多个传感器包括光谱水质传感器、PH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、氨氮传感器、总氮传感器、总磷传感器、叶绿素传感器、藻类密度传感器、水中油传感器和余氯传感器中的一种或多种。

优选地，所述过滤保护装置被构造为有底的筒体，其上设置有多个滤孔。

根据本实用新型的便携式水质监测设备轻便、易于携带且可以实现一个或多个参数的水质监测。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施方式的便携式水质监测设备在缩短状态下的侧视图。

图2是根据本实用新型的一个实施方式的便携式水质监测设备在伸长状态下的立体图。

图3示意性地示出了根据本实用新型的一个实施方式的布置有多个传感器的监测单元的内部构造。

图4示出了根据本实用新型的一个实施方式的过滤保护装置。

附图标记说明

1杆部、

2供电单元、

201盖、

202壳体、

3监测单元、

301第一部分、

302第二部分、

3001光谱水质传感器、

3002 PH传感器、

3003电导率传感器、

3004溶解氧传感器、

4信号传输单元、

5过滤保护装置、

500滤孔、

6背带、

7、7’固定部、

10便携式水质监测设备。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本实用新型，而不用于穷举本实用新型的所有可行的方式，也不用于限制本实用新型的范围。

图1以侧视图示出了根据本实用新型的一个实施方式的处于缩短状态下的便携式水质监测设备。如图1所示，根据本实施方式的便携式水质监测设备10包括杆部1、供电单元2、监测单元3、信号传输单元4和过滤保护装置5。其中，供电单元2和监测单元3分别位于杆部1的两端，信号传输单元4布置在监测单元3的附近，并且过滤保护装置5在监测单元3的与杆部1连接的那一端的相反端处与监测单元3可拆卸地连接。

在图1所示的实施方式中，杆部1为长度可以改变的伸缩杆，并且绕着杆部1设置有固定部7、7’。其中，杆部1的内部可以被设置为中空，用于布置使供电单元2和监测单元3的连接的供电线、数据线等。另外，还可以在中空杆部内布置信号线。在图1中，所示出的便携式水质监测设备处于缩短的状态，此时固定部7和7’紧邻彼此且固定部7’紧邻监测单元3。当需要使杆部1伸长时，只需进行如下操作即可：1)以使固定部7和/或固定部7’与杆部1之间的松紧度变松的方式旋转(例如逆时针旋转)固定部7和/或固定部7’；2)抽拉杆部1以将其调节(伸长)到所需长度；3)以使固定部7和/或固定部7’与杆部1之间的松紧度变紧的方式旋转(例如顺时针旋转)固定部7和/或固定部7’，从而对该所需长度进行锁定。如图2所示，根据本实施方式的便携式水质监测设备处于伸长的状态。此时，固定部7和固定部7’之间、固定部7’与监测单元3之间均分开一定距离。还可以想到在杆部1上设置刻度，以便于操作者判断设备的实时长度或控制设备入水深度。

需要说明的是，为了保证设备整体的便携性和可靠性，杆部1优选选择轻质、结实且不易生锈的材料制成。例如，杆部1的材料可以包括铝合金、锌合金或碳纤维等。此外，尽管在本实施方式中以安装有固定部的伸缩杆为示例示出了调节杆部1的长度的方式，但该固定部也可以为其它款式的固定部件(例如，卡扣式、按钮式、带旋转钮的螺纹式等)，并且杆部也可以为其它种类的可以调节长度的杆(例如，折叠杆)。

供电单元2位于杆部1的一端，其用于整个设备的供电。该供电单元2包括盖201、壳体202和电源部(未示出)。其中，盖201可拆卸地安装(例如，通过螺纹配合)于壳体202，并且电源部位于盖201和壳体202形成的空间的内部。由于在使用设备时供电单元2通常不会浸入水中，因此盖201和壳体202的材料可以无需做特殊的防水密封或防腐处理(例如可以为ABS、PC、PP或铝合金等)。但为了保证电源部使用的安全性和可靠性，可以在电源部外设置防水密封结构或使盖201在安装于壳体202时能起到密封效果。还可以想到的是，在需要将供电单元2浸入水中时，可以在其外部套上防水套来防水。电源部在使用时无需连接固定的电源插口，因而具有良好的便携性。例如，电源部可以为可充电电池或一次性电池。可以想到的是，当电源部为可充电电池时，可以拆下(或打开)盖201并通过设置在供电单元内部的内部充电口为电池充电，或者直接在盖201中设置外部充电口以给电池充电，其中可以为该外部充电口配置例如防水塞等的防水配件，用于在不充电时使盖201密封；当电源部为一次性电池时，可直接从壳体202拆下盖201以更换电池。

监测单元3位于杆部1的另一端，其外壳由工程塑料制成，但也可以使用诸如铝合金等的其它轻质材料。监测单元3包括第一部分301和第二部分302，与第一部分301相比，第二部分302的位置更靠近杆部1。其中，第一部分301的内部布置有一个或多个传感器，用于同时获取多个水质参数；第二部分302用于加固监测单元3与杆部1之间的连接，并且可以用于布置信号传输单元4。

图3示意性地示出了布置有多个传感器的第一部分301的内部构造，该多个传感器包括：光谱水质传感器(QD传感器)3001、PH传感器3002、电导率传感器(EC传感器)3003和溶解氧传感器3004。优选地，第一部分301中布置有传感器电路的部分(例如，图3中的上部)具有防水密封结构，并且在使用设备时仅将第一部分301中布置有传感器的部分(例如，图3中的下部)浸入水中。需要说明的是，图3仅是多个传感器的种类和布置方式一个示例，但不限于此。传感器的数量、种类、布置位置和顺序等都可以根据实际监测需要进行灵活调整。例如，传感器还可以包括氨氮传感器、总氮传感器、总磷传感器、叶绿素传感器、蓝绿藻(藻类密度)传感器、水中油传感器、余氯传感器等中的一种或多种。当监测单元3的内部仅布置有一个传感器时，可以选择可同时监测多个参数的QD传感器(该QD传感器可从芯视界(北京)科技有限公司获得)。此外，相较于传统的必须使用化学法的水质监测设备，根据本实用新型的便携式水质监测设备10中的传感器可以采用电极法、荧光法等无需试剂的方式进行参数测定，并且可以直接获取参数，从而进一步提高了设备的便携性和可操作性。

再回到图1，在本实施方式中，信号传输单元4经由结构件(未示出)固定于监测单元3的第二部分302的外部，并且信号传输单元4中的天线(未示出)与监测单元3中的一个或多个传感器经电路连接。为了最大程度地保证天线的信号输出，该信号传输单元4的外壳可以由不会屏蔽信号的非金属材料制成(例如，该外壳可以为塑料)。尽管在本实施方式中，信号传输单元4被示出为固定于第二部分302，但不限于此。在将信号传输单元4布置于由金属材料制成的杆部1的情况下，可以使信号传输单元4布置在杆部1的外部，以避免金属材料屏蔽天线所发出的信号。此外，在根据本实用新型的便携式水质监测设备10的纵向上，可以使信号传输单元4布置在供电单元2与监测单元3的一个或多个传感器之间且尽可能靠近传感器的主板电路(便于设置线路连接)。这样，当使用设备时，可以使信号传输单元4尽可能少地浸入水中。

如上所述，过滤保护装置5与监测单元3可拆卸地连接且位于监测单元3的与杆部1连接的那一端的相反端处。一方面，如图4所示，该过滤保护装置5被构造为有底的筒体，且在筒体的底面和周向表面均设置有多个滤孔500。其中，该滤孔500可以是图4所示的圆形或其它形状，并且滤孔500的数量、尺寸等均可以根据设备所应用的水体情况进行具体的选择和设计。当水经由滤孔500进入监测单元3时，滤孔500会过滤掉大颗粒的杂质(例如漂浮植物、垃圾和水生物等)，从而避免这些杂质对传感器探头的造成遮挡或损伤。另一方面，在本实施方式中，过滤保护装置5通过螺纹配合连接于监测单元3(但不限于此，只要是可拆卸的连接方式即可)。在使用设备之后，只需简单地轻推和/或旋转即可移除过滤保护装置5，便于对监测单元3内部的各个传感器进行清洁和维护。需要说明的是，该过滤保护装置5还可以是其它具有过滤效果且可以可拆卸地安装于监测单元3的形式。

此外，根据本实施方式的便携式水质监测设备10还可以包括背带6，其固定于杆部1的上部靠近供电单元2的位置。尽管在本实施方式中示出的是单个背带在单个固定点被固定的情况(参照图1)，但背带的数量和固定方式都不限于此。例如，可以是单个背带在多个固定点被固定或多个背带在多个固定点被固定的情况。该背带10主要用于设备的携带(例如将设备背在身上)以及在用手握持设备时防止设备滑落。可选地，该背带6的长度可以根据实际应用场景进行调节。

根据本实用新型的便携式水质监测设备的应用

由于根据本实用新型的便携式水质监测设备的体积小、重量轻(尤其是监测单元部分，其仅具有约一瓶矿泉水的重量)，因此可以直接用手提起并伸入水体进行检测。以下，以根据上述实施方式的便携式水质监测设备10为例进行说明。

在使用时，首先调节固定部7和/或固定部7’使杆部1伸长到所需长度，并将手插入背带6中防止设备滑落。然后，只需直接将监测单元3浸入水中(此时，尽可能避免信号传输单元4位于水面下方)即可获得一个或多个传感器收集的多个水质参数。最后，这些数据被主板电路转换为信号、经由信号传输单元4发送到外部的接收和分析装置。例如，该信号可以直接发送到智能手机或平板电脑中的相关应用程序进行分析和处理。根据杠杆原理，由于手握持在杆部1的靠近供电单元2的位置，所以在用手操作设备时将十分省力。此外，为了防止在握持杆部1时手与杆部1之间发生相对滑动，可以在杆部1的整个外部或可能被手握持的部分设置防滑套。还可以通过在杆部1上刻蚀花纹等方式使杆部1本身的摩擦力较大来代替防滑套的设置。

基于上述使用方式，根据本实用新型的便携式水质监测设备可以作为前期排查水质所使用的快速检测方案，用于快速判断水质情况以及查找暗渠、隐藏和疑似的排污点等。从时间角度考虑，该设备可以应对临时的检测需求，如进行季节性、气候性的检测和应对一些紧急突发的状况；从空间角度考虑，该设备可以处理难以常设监测设备的小微水体(例如，经常干涸的水渠、小型人工渠)。另外，由于无需船只布设，该设备还可以作为次要区域的周期性检测方式，或者作为地方监测机构的常备设备来应对突发情况等。

Claims (10)

1.一种便携式水质监测设备，其特征在于，所述便携式水质监测设备包括：

杆部，其长度能够被调节；

监测单元，其位于所述杆部的一端，且包括一个或多个传感器；

供电单元，其位于所述杆部的另一端；以及

信号传输单元。

2.根据权利要求1所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述便携式水质监测设备还包括过滤保护装置，所述过滤保护装置在所述监测单元的与所述杆部连接的那一端的相反端处与所述监测单元可拆卸地连接，并且所述信号传输单元在所述便携式水质监测设备的纵向上布置在所述供电单元与所述一个或多个传感器之间且靠近所述一个或多个传感器。

3.根据权利要求1或2所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述便携式水质监测设备还包括背带。

4.根据权利要求1或2所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述杆部是伸缩杆或折叠杆。

5.根据权利要求1或2所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述杆部的材料包括铝合金、锌合金或碳纤维。

6.根据权利要求2所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述供电单元包括盖、壳体和电源部。

7.根据权利要求6所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述盖设置有外部充电口和与所述外部充电口配合的防水配件，或者所述供电单元的内部设置有内部充电口。

8.根据权利要求1或2所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述监测单元包括：

第一部分，所述一个或多个传感器布置在所述第一部分的内部；和

第二部分，其位置比第一部分的位置靠近所述杆部，所述信号传输单元固定于所述第二部分的外部且与所述一个或多个传感器经电路连接。

9.根据权利要求1或2所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述一个或多个传感器包括光谱水质传感器、PH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、氨氮传感器、总氮传感器、总磷传感器、叶绿素传感器、藻类密度传感器、水中油传感器和余氯传感器中的一种或多种。

10.根据权利要求2所述的便携式水质监测设备，其特征在于，所述过滤保护装置被构造为有底的筒体，其上设置有多个滤孔。

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