CN213749857U - 一种水环境监测一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种水环境监测一体化装置，包括装置壳体、PLC控制器、蓄电池、驱动电机、电缆卷盘、水质监测探头、太阳能电池板、气囊和位移计；所述电缆卷盘内设有电缆线，电缆线的一端穿过装置壳体的底部与水质监测探头固定连接；水质监测探头包括传感器壳体和水质传感器组，水质传感器组包括余氯传感器、电导率传感器、PH传感器、ORP传感器和浊度传感器中的一种或多种；装置壳体的顶部固定设有无线发射器；PLC控制器配套连接有输入模块、输出模块、存储模块和数据传输模块。本实用新型的一体化装置能通过控制水质监测探头的入水深度，对不同水深的水质进行监测，能智能化控制水体的水质监测，能提高水域的水质监测精度、能便于监测掌控水域水质。

Description

一种水环境监测一体化装置

技术领域

本实用新型涉及水环境监测领域，尤其涉及一种水环境监测一体化装置。

背景技术

现有物联网水质在线监测手段采用浮标监测装置部署于被监测水域的中部区域进行水质监测，然后通过GPRS模块等移动通信网络传输模块进行远程传输。采用浮标监测装置对水域中部的水质监测数据具有较好的代表性，因此解决了容易出现监测参数偏差的问题；但是由于该浮标监测装置只能对水面附近一定深度的水质进行监测，不能对水面以下不同深度水深处的水质进行监测。

实用新型内容

针对现有水质监测装置存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种水环境监测一体化装置，可对不同水深的水质进行监测。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种水环境监测一体化装置，包括装置壳体、PLC控制器、蓄电池、驱动电机、电缆卷盘、水质监测探头、太阳能电池板、气囊和位移计；

所述PLC控制器、蓄电池、驱动电机和电缆卷盘均固定安装于装置壳体的内部；

所述电缆卷盘内设有电缆线，电缆线的一端穿过装置壳体的底部与水质监测探头固定连接；

所述驱动电机与电缆卷盘的转轴传动连接，且用于驱动电缆卷盘收卷和放卷电缆线；具体地，该电缆卷盘为现有技术设备，电缆卷盘上安装有导电滑环，避免电缆卷盘收卷和放卷电缆线时电缆线缠绕；

所述水质监测探头包括传感器壳体和固定安装于传感器壳体内部的水质传感器组，所述水质传感器组包括余氯传感器、电导率传感器、PH传感器、ORP传感器和浊度传感器中的一种或多种，具体地，水质传感器组不限于上述几种传感器，在此不再一一列举，所述传感器壳体的外侧壁呈网状，使水能与水质传感器组接触，水质传感器组能对水体进行监测；

所述装置壳体的顶部外侧壁安装有多个太阳能电池板，蓄电池的充电端通过充电控制电路分别与每个所述太阳能电池板的送电输出端电连接，具体地，充电控制电路上设有太阳能电压转换器；具体地，装置壳体的顶部呈锥形；所述装置壳体的顶部固定设有无线发射器；

所述装置壳体的底部设有用于容纳传感器壳体的腔体，便于水质监测探头收藏；所述位移计固定安装于装置壳体的内部，且用于检测电缆线的放卷长度；

所述气囊圈套安装于装置壳体的中部外侧壁，装置壳体通过气囊的支撑可漂浮于水面；

所述PLC控制器配套连接有输入模块、输出模块、存储模块和数据传输模块；所述蓄电池、位移计和电缆卷盘上电缆线的另一端分别与输入模块电连接，所述水质传感器组通过电缆线与PLC控制器的输入模块电连接；所述驱动电机与输出模块电连接；存储模块连接有数据记录仪；所述数据传输模块与无线发射器电连接；所述无线发射器与智能终端无线连接，具体地，智能终端为电脑和/或智能手机，无线发射器可采用低功耗的蓝牙发射模块、射频发射模块或WiFi发射模块等；具体地，当装置壳体通过气囊漂浮于水面时，PLC控制器控制放卷电缆线，水质监测探头在电缆线的牵引下深入水面以下，位移计能监测放卷的电缆线长度并将电信号传送至PLC控制器，PLC控制器根据放卷的电缆线长度以及系统预设的参考点，控制水质监测探头落入至指定水深位置进行监测；水质监测探头的水质传感器组分别对水体中现有参数进行监测，并将数据传输至PLC控制器，PLC控制器可存储数据和/或将监测结果发送至智能终端，实现一体化水质监测。

在此需要说明的是，对于本领域技术人员来说驱动电机、太阳能电池板、蓄电池、位移计和电缆卷盘均为现有技术设备，在此不再赘述其具体结构和工作原理，对于本领域技术人员来说，PLC控制器及其配套连接的输入模块、输出模块、存储模块和数据传输模块，以及无线发射器与智能终端无线连接均为现有技术。

进一步限定，所述装置壳体的底部均布设有多个螺旋桨机构，多个所述螺旋桨机构均分别与PLC控制器的输出模块电连接，多个所述螺旋桨机构用于控制装置壳体在水面移动；具体地，所述螺旋桨机构包括螺旋桨和用于驱动螺旋桨的电机，电机与PLC控制器的输出模块电连接，在此需要说明的是，电机和PLC控制器之间的电路均具有防水功能，螺旋桨机构为现有技术，在此不在赘述。

进一步限定，所述装置壳体的顶端安装有摄像头，所述摄像头与PLC控制器的输入模块电连接；摄像头能监控该一体化装置周围环境，并能通过PLC控制器的数据传输模块将监控信息传送至智能终端。

进一步限定，所述气囊的外部设有防护网，防护网固定安装于装置壳体的外侧壁，该一体化装置漂浮于水面时，防护网能保护气囊，避免气囊遭受水中异物损伤；具体地，防护网由塑料或金属材料制成网孔型，水能穿透防护网。

进一步限定，所述腔体的底部呈喇叭状，便于电缆线收卷时传感器壳体插入腔体的内部。

进一步限定，所述传感器壳体的底部固定设有锥形配重块，锥形配重块和水质监测探头的重量能确保电缆线处于拉直状态，确保水深控制和水质监测精度；具体地，电缆线具有耐拉和防水性，能承受锥形配重块和水质监测探头的重量。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种水环境监测一体化装置，有益效果在于：该一体化装置能通过控制水质监测探头的入水深度，对不同水深的水质进行监测，能智能化控制水体的水质监测，能提高水域的水质监测精度、能监测掌控水域水质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型一种水环境监测一体化装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种水环境监测一体化装置的使用状态示意图。

图3是本实用新型一种水环境监测一体化装置的电路连接框图。

其中：1-装置壳体，2-PLC控制器，3-蓄电池，4-驱动电机，5-电缆卷盘，6-水质监测探头，7-太阳能电池板，8-气囊，9-位移计，10-电缆线，11-传感器壳体，12-水质传感器组，13-无线发射器，14-腔体，15-螺旋桨机构，16-摄像头，17-防护网，18-锥形配重块。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1至图3所示，本实用新型的一种水环境监测一体化装置，包括装置壳体1、PLC控制器2、蓄电池3、驱动电机4、电缆卷盘5、水质监测探头6、太阳能电池板7、气囊8和位移计9；

所述PLC控制器2、蓄电池3、驱动电机4和电缆卷盘5均固定安装于装置壳体1的内部；

所述电缆卷盘5内设有电缆线10，电缆线10的一端穿过装置壳体1的底部与水质监测探头6固定连接；

所述驱动电机4与电缆卷盘5的转轴传动连接，且用于驱动电缆卷盘5收卷和放卷电缆线10；具体地，该电缆卷盘5为现有技术设备，电缆卷盘5上安装有导电滑环，避免电缆卷盘5收卷和放卷电缆线10时电缆线10缠绕；

所述水质监测探头6包括传感器壳体11和固定安装于传感器壳体11内部的水质传感器组12，所述水质传感器组12包括余氯传感器、电导率传感器、PH传感器、ORP传感器和浊度传感器中的一种或多种，具体地，水质传感器组12不限于上述几种传感器，在此不再一一列举，所述传感器壳体11的外侧壁呈网状，使水能与水质传感器组12接触，水质传感器组12能对水体进行监测；

所述装置壳体1的顶部外侧壁安装有多个太阳能电池板7，蓄电池3的充电端通过充电控制电路分别与每个所述太阳能电池板7的送电输出端电连接，具体地，充电控制电路上设有太阳能电压转换器；具体地，装置壳体1的顶部呈锥形；所述装置壳体1的顶部固定设有无线发射器13和摄像头16；

所述装置壳体1的底部设有用于容纳传感器壳体11的腔体14，便于水质监测探头6收藏；所述位移计9固定安装于装置壳体1的内部，且用于检测电缆线10的放卷长度；所述腔体14的底部呈喇叭状，便于电缆线10收卷时传感器壳体11插入腔体14的内部；所述传感器壳体11的底部固定设有锥形配重块18，锥形配重块18和水质监测探头6的重量能确保电缆线10处于拉直状态，确保水深控制和水质监测精度；具体地，电缆线10具有耐拉和防水性，能承受锥形配重块18和水质监测探头6的重量；

所述气囊8圈套安装于装置壳体1的中部外侧壁，装置壳体1通过气囊8的支撑可漂浮于水面；所述气囊8的外部设有防护网17，防护网17固定安装于装置壳体1的外侧壁，该一体化装置漂浮于水面时，防护网17能保护气囊8，避免气囊8遭受水中异物损伤；具体地，防护网17由塑料或金属材料制成网孔型，水能穿透防护网17；

所述PLC控制器2配套连接有输入模块、输出模块、存储模块和数据传输模块；所述蓄电池3、摄像头16、位移计9和电缆卷盘5上电缆线10的另一端分别与输入模块电连接，所述水质传感器组12通过电缆线10与PLC控制器2的输入模块电连接；摄像头16能监控该一体化装置周围环境，并能通过PLC控制器2的数据传输模块将监控信息传送至智能终端；所述驱动电机4与输出模块电连接；存储模块连接有数据记录仪；所述数据传输模块与无线发射器13电连接；所述无线发射器13与智能终端无线连接，具体地，智能终端为电脑和/或智能手机，无线发射器13可采用低功耗的蓝牙发射模块、射频发射模块或WiFi发射模块等；具体地，当装置壳体1通过气囊8漂浮于水面时，PLC控制器2控制放卷电缆线10，水质监测探头6在电缆线10的牵引下深入水面以下，位移计9能监测放卷的电缆线10长度并将电信号传送至PLC控制器2，PLC控制器2根据放卷的电缆线10长度以及系统预设的参考点，控制水质监测探头6落入至指定水深位置进行监测；水质监测探头6的水质传感器组12分别对水体中现有参数进行监测，并将数据传输至PLC控制器2，PLC控制器2可存储数据和/或将监测结果发送至智能终端，实现一体化水质监测。

在此需要说明的是，对于本领域技术人员来说驱动电机4、太阳能电池板7、蓄电池3、位移计9和电缆卷盘5均为现有技术设备，在此不再赘述其具体结构和工作原理，对于本领域技术人员来说，PLC控制器2及其配套连接的输入模块、输出模块、存储模块和数据传输模块，以及无线发射器13与智能终端无线连接均为现有技术。

本实施例中，所述装置壳体1的底部均布设有多个螺旋桨机构15，多个所述螺旋桨机构15均分别与PLC控制器2的输出模块电连接，多个所述螺旋桨机构15用于控制装置壳体1在水面移动；具体地，所述螺旋桨机构15包括螺旋桨和用于驱动螺旋桨的电机，电机与PLC控制器2的输出模块电连接，在此需要说明的是，电机和PLC控制器2之间的电路均具有防水功能，螺旋桨机构15为现有技术，在此不在赘述。

本实施例的工作原理：利用该一体化装置进行水域水质监测时，气囊8充气后，将该装置放置于水域水面，装置壳体1漂浮于水面；太阳能电池板7能将太阳能转换为电能并存储在蓄电池3中，为该一体化装置的电路系统供电；通过智能终端能控制PLC控制器2，使电缆卷盘5放卷电缆线10，将水质监测探头6下放至一定水深处，水质传感器组12的各个传感器分别与水深处水体接触并监测水质，将监测信号传送中PLC控制器2，PLC控制能存储监测参数，或将监测参数实时传送至智能终端；该一体化装置的PLC控制器2包含时间设置功能，通过设置一定时间间隔，使该一体化装置的电路系统运行，进行水质监测，闲时整套电路系统停止运行以节约电能。该一体化装置能通过控制水质监测探头6的入水深度，对不同水深的水质进行监测，能智能化控制水体的水质监测，能提高水域的水质监测精度。

Claims (6)

1.一种水环境监测一体化装置，其特征在于：包括装置壳体、PLC控制器、蓄电池、驱动电机、电缆卷盘、水质监测探头、太阳能电池板、气囊和位移计；

所述PLC控制器、蓄电池、驱动电机和电缆卷盘均固定安装于装置壳体的内部；

所述电缆卷盘内设有电缆线，电缆线的一端穿过装置壳体的底部与水质监测探头固定连接；

所述驱动电机与电缆卷盘的转轴传动连接，且用于驱动电缆卷盘收卷和放卷电缆线；

所述水质监测探头包括传感器壳体和固定安装于传感器壳体内部的水质传感器组，所述水质传感器组包括余氯传感器、电导率传感器、PH传感器、ORP传感器和浊度传感器中的一种或多种，所述传感器壳体的外侧壁呈网状；

所述装置壳体的顶部外侧壁安装有多个太阳能电池板，蓄电池的充电端通过充电控制电路分别与每个所述太阳能电池板的送电输出端电连接；所述装置壳体的顶部固定设有无线发射器；

所述装置壳体的底部设有用于容纳传感器壳体的腔体；所述位移计固定安装于装置壳体的内部，且用于检测电缆线的放卷长度；

所述气囊圈套安装于装置壳体的中部外侧壁，装置壳体通过气囊的支撑可漂浮于水面；

所述PLC控制器配套连接有输入模块、输出模块、存储模块和数据传输模块；蓄电池、位移计和电缆卷盘上电缆线的另一端分别与输入模块电连接，水质传感器组通过电缆线与PLC控制器的输入模块电连接；驱动电机与输出模块电连接；存储模块连接有数据记录仪；数据传输模块与无线发射器电连接；无线发射器与智能终端无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种水环境监测一体化装置，其特征在于：所述装置壳体的底部均布设有多个螺旋桨机构，多个所述螺旋桨机构均分别与PLC控制器的输出模块电连接，多个所述螺旋桨机构用于控制装置壳体在水面移动。

3.根据权利要求1所述的一种水环境监测一体化装置，其特征在于：所述装置壳体的顶端安装有摄像头，所述摄像头与PLC控制器的输入模块电连接。

4.根据权利要求1所述的一种水环境监测一体化装置，其特征在于：所述气囊的外部设有防护网，防护网固定安装于装置壳体的外侧壁。

5.根据权利要求1所述的一种水环境监测一体化装置，其特征在于：所述腔体的底部呈喇叭状。

6.根据权利要求5所述的一种水环境监测一体化装置，其特征在于：所述传感器壳体的底部固定设有锥形配重。

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