CN214524297U - 便携式水质自动监测浮标系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式水质自动监测浮标系统，包括浮标体、多参数水质仪、数据采集及控制模块,其特点是：还包括供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块；在浮标体上设置有仪器井、浮标舱，浮标舱位于浮标体内的上半部，浮标舱顶部的开口固定安装浮标舱盖。仪器井位于浮标体内的下半部，其下端伸出浮标体的底面。多参数水质仪置于所述仪器井中，多参数水质仪、无线通讯模块及卫星定位模块分别与数据采集及控制模块连接。供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块安装在浮标舱中，供电模块与数据采集及控制模块连接。能够在线进行自动、连续地监测原位水体的水质，其结构紧凑，投放和回收灵活、方便，便于携带，成本较低。

Description

便携式水质自动监测浮标系统

技术领域

本实用新型涉及一种水质监测装置，属于环境监测技术领域，具体说是一种便携式水质自动监测浮标系统。

背景技术

我国已先后在七大水系的10个重点流域建成了100个国家地表水水质自动监测站，各地方根据环境管理需要，也陆续建立了400多个地方级地表水水质自动监测站，实现了水质自动监测周报。我国的水质在线自动检测形式主要以站房式为主，通常由采水单元、检测单元、数据采集单元以及数据传输单元等多个模块组成。其中的采水单元又以泵取式取水方式为主，这种近岸测量方式对于中小河流来说有着自身的优势，但对于大江大河、大型湖泊以及水库和海洋等水体来说，站房式自动监测系统就无法真正地全面覆盖水体，无法提供科学的监测数据，原位水体测量方式更为适宜。

浮标这种半固定式的原位水体测量方式正在逐渐得到重视，浮标和站房相比有着独特的优势，理论上它可以被投放在水体的所有点位，河流中心、水库中心或者海洋上等位置，都可以利用浮标系统进行在线连续监测。目前的浮标系统大都采用锚链或者沉石投放，导致投放难度大，使得浮标的灵活性受到很大影响。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种便携式水质自动监测浮标系统，能够在线进行自动、连续地监测原位水体的水质，其结构紧凑，投放和回收灵活、方便，便于携带，成本较低。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种便携式水质自动监测浮标系统, 包括浮标体、多参数水质仪、数据采集及控制模块,其特征在于，还包括供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块；所述的浮标体上设置有仪器井、浮标舱及浮标舱盖，所述浮标舱位于所述浮标体内的上半部，所述浮标舱的顶部为开口，所述浮标舱盖固定安装在所述浮标舱的开口上，所述仪器井位于所述浮标体内的下半部，所述仪器井的下端伸出所述浮标体的底面，所述的多参数水质仪置于所述仪器井中，用于直接接触水体，所述多参数水质仪、无线通讯模块及卫星定位模块分别通过传输电缆与所述数据采集及控制模块连接；所述的供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块安装在浮标舱中，所述供电模块通过电源线与所述数据采集及控制模块连接，用于对系统供电。

对上述技术方案的改进：所述仪器井为圆筒状，所述仪器井的下端口为进水口，所述仪器井的上端口设置有防水密封盖，在所述的防水密封盖上设置水密接口，所述多参数水质仪连接的传输电缆从所述水密接口引出与所述数据采集及控制模块连接；所述仪器井的顶部设置内嵌螺纹及卡扣，所述多参数水质仪外壁上对应设置外螺纹及卡槽，所述多参数水质仪旋转连接接于所述仪器井内，并通过卡扣与卡槽固定。

对上述技术方案的进一步改进：所述无线通讯模块为4G通讯模块、5G通讯模块或北斗通讯模块，所述无线通讯模块配置通讯天线；所述的卫星定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块，所述卫星定位模块配置天线；所述的供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器及蓄电池，所述太阳能电池板通过电源线与太阳能控制器连接，所述蓄电池通过电源线与所述太阳能控制器连接。

对上述技术方案的进一步改进：所述浮标舱盖包括4个梯形侧面和一个方形顶面，所述的太阳能电池板分别安装在所述浮标舱盖的各所述梯形侧面上，在所述浮标舱盖的方形顶面上设置有航标灯。

对上述技术方案的进一步改进：所述浮标舱内设置垂直陀螺仪，所述垂直陀螺仪通过传输电缆与所述数据采集及控制模块连接。

对上述技术方案的进一步改进：所述浮标舱盖位于所述浮标体的顶面中间位置，在所述浮标体的顶面周边上设置固定把手和伸缩式把手，所述浮标体的底面上设置连接环和浮标支架，所述浮标支架的下端设置万向轮。

对上述技术方案的进一步改进：所述浮标体的顶面和底面均为平面，所述浮标体的顶面面积大于所述浮标体的底面面积，所述浮标体的侧面为上粗下细的碗状圆弧面，所述浮标体的最大直径小于95厘米，所述浮标体为离子泡沫聚合体材料制成的一体结构。

本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果是：

1、能够在线进行自动、连续地监测原位水体的水质，测量过程不需要抽水，从而得到最原始、最客观的水质数据，可采集足够密集的数据反映水体的真实情况；

2、能够将检测数据远程自动传输，还可远程对设备进行断电、供电、重启和调节采集频率等多项操作；

3、浮标体结构紧凑，可以单人进行投放，节约人力资源，投放便捷，可投放在近海、河流、湖泊、水库、池塘等多种类型的水体当中；可以搭乘小型船只投放，因此，可以运用在紧急测量任务中；因为浮标体自身含有GPS定位模块，所以能够在回收时提供准确地位置信息，从而达到能够快捷回收、再投放的目的；

4、扩展性强，可以只有一个监测点，独立成为一个系统；也可以将多个监测点合并，统一管理监控，成为一个综合系统；

5、供电模块稳定可靠，由于在四个方向都有太阳能电池板，保证了浮标无论出于何姿态都能进行有效的电力补充，系统能保证在较长时间内可靠运行；

6、浮标体顶部安装有航标灯，既能够为夜间回收提供位置指引，也能在夜间工作时提醒过往船只，以保证小尺寸浮标的安全；

7、在浮标舱内设置垂直陀螺仪，当浮标体倾斜超过一定倾斜角度，并持续一段时间，垂直陀螺仪向数据采集及控制模块发送信号，并通过数据采集及控制模块及无线通讯模块及时向用户发出报警，以便用户及时处理，防止损失；

8、长期使用稳定性好，维护量小，整体拥有成本较低。

附图说明

图1是本实用新型便携式水质自动监测浮标系统的主视图；

图2是本实用新型便携式水质自动监测浮标系统的俯视图；

图3是本实用新型便携式水质自动监测浮标系统的立体图；

图4是本实用新型便携式水质自动监测浮标系统的电路框图。

图中：1-浮标体、2-浮标舱、3-浮标舱盖、4-太阳能电池板、5-航标灯、6-固定把手、7-仪器井、8-浮标支架、9-连接环、10-数据采集及控制模块、11-太阳能控制器、12-蓄电池、13-多参数水质仪、14-GPS模块、15-4G通讯模块、16-通讯天线、17-垂直陀螺仪。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

参见图1-图4，本实用新型一种便携式水质自动监测浮标系统的实施例, 包括浮标体1、多参数水质仪13、数据采集及控制模块、供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块。在上述浮标体1上设置有仪器井7、浮标舱2及浮标舱盖3，浮标舱2位于浮标体1内的上半部，浮标舱2的顶部为开口，将浮标舱盖3固定安装在浮标舱2的开口上，将浮标舱2密封。上述仪器井7位于浮标体1内的下半部，仪器井7的下端伸出浮标体1的底面。将多参数水质仪13置于仪器井7中，用于直接接触水体。多参数水质仪13、无线通讯模块及卫星定位模块分别通过传输电缆与数据采集及控制模块10连接。上述供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块安装在浮标舱2中，供电模块通过电源线与所述数据采集及控制模块10连接，用于对系统供电。

具体而言：上述仪器井7为圆筒状，仪器井7的下端口便于进水，仪器井7的上端口设置有防水密封盖，在所述的防水密封盖上设置水密接口，多参数水质仪13连接的传输电缆从水密接口引出与数据采集及控制模块10连接。仪器井7的顶部有内嵌螺纹及卡扣，所述多参数水质仪13外壁上设置外螺纹及卡槽，所述多参数水质仪13安装到仪器井7内后，逆时针旋转多参数水质仪13即可安装完毕，并通过卡扣与卡槽固定，顺时针旋转可轻松将多参数水质仪13拆卸下来，方便安装及维护。

进一步地，上述无线通讯模块为4G通讯模块15、5G通讯模块或北斗通讯模块，4G通讯模块15上配置通讯天线16。上述的卫星定位模块为GPS定位模块14或北斗定位模块，卫星定位模块配置天线。上述的供电模块包括太阳能电池板4、太阳能控制器11及蓄电池12，太阳能电池板4通过电源线与太阳能控制器11连接，蓄电池12通过电源线与太阳能控制器11连接。

再进一步地，上述浮标舱盖3包括4个梯形侧面和一个方形顶面，多块太阳能电池板4分别安装在浮标舱盖3的4个梯形侧面上，在浮标舱盖3的方形顶面上设置有航标灯5。浮标系统放置到水域后，航标灯5起到标识和警示作用。

又进一步地，在浮标舱2内设置垂直陀螺仪17，垂直陀螺仪17通过传输电缆与数据采集及控制模块10连接。当浮标体1在使用时倾斜超过一定倾斜角度（如：45°），并持续一段时间（如：超过十分钟以上），垂直陀螺仪17向数据采集及控制模块10发送信号，并通过数据采集及控制模块10及无线通讯模块及时向用户发出报警，以便用户及时处理，防止损失。

上述浮标舱盖3位于浮标体1的顶面中间位置，在浮标体1的顶面周边上设置固定把手6和伸缩式把手（未画出），在浮标体1的底面上设置连接环9和浮标支架8，在浮标支架8的下端设置万向轮。固定把手6便于用双手搬动浮标体1，伸缩式把手与万向轮配合可以轻松地随意拖动，方便运输。浮标支架8便于浮标体1在陆地上放置，连接环9用于连接锚链或绳链。

优选地，上述浮标体1的顶面和底面均为平面，浮标体1的顶面面积大于浮标体1的底面面积，浮标体1的侧面为上粗下细的碗状圆弧面，浮标体1的最大直径小于95厘米，浮标体1为离子泡沫聚合体材料制成的一体结构。这样，浮标体1的体积较小，重量较轻，携带方便，也便于单人进行投放。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种便携式水质自动监测浮标系统, 包括浮标体、多参数水质仪、数据采集及控制模块,其特征在于，还包括供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块；所述的浮标体上设置有仪器井、浮标舱及浮标舱盖，所述浮标舱位于所述浮标体内的上半部，所述浮标舱的顶部为开口，所述浮标舱盖固定安装在所述浮标舱的开口上，所述仪器井位于所述浮标体内的下半部，所述仪器井的下端伸出所述浮标体的底面，所述的多参数水质仪置于所述仪器井中，用于直接接触水体，所述多参数水质仪、无线通讯模块及卫星定位模块分别通过传输电缆与所述数据采集及控制模块连接；所述的供电模块、无线通讯模块及卫星定位模块安装在浮标舱中，所述供电模块通过电源线与所述数据采集及控制模块连接，用于对系统供电。

2.根据权利要求1所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述仪器井为圆筒状，所述仪器井的下端口为进水口，所述仪器井的上端口设置有防水密封盖，在所述的防水密封盖上设置水密接口，所述多参数水质仪连接的传输电缆从所述水密接口引出与所述数据采集及控制模块连接；所述仪器井的顶部设置内嵌螺纹及卡扣，所述多参数水质仪外壁上对应设置外螺纹及卡槽，所述多参数水质仪旋转连接接于所述仪器井内，并通过卡扣与卡槽固定。

3.根据权利要求1或2所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述无线通讯模块为4G通讯模块、5G通讯模块或北斗通讯模块，所述无线通讯模块配置通讯天线；所述的卫星定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块，所述卫星定位模块配置天线；所述的供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器及蓄电池，所述太阳能电池板通过电源线与太阳能控制器连接，所述蓄电池通过电源线与所述太阳能控制器连接。

4.根据权利要求3所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述浮标舱盖包括4个梯形侧面和一个方形顶面，所述的太阳能电池板分别安装在所述浮标舱盖的各所述梯形侧面上，在所述浮标舱盖的方形顶面上设置有航标灯。

5.根据权利要求1或2所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于所述浮标舱内设置垂直陀螺仪，所述垂直陀螺仪通过传输电缆与所述数据采集及控制模块连接。

6.根据权利要求4所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述浮标舱内设置垂直陀螺仪，所述垂直陀螺仪通过传输电缆与所述数据采集及控制模块连接。

7.根据权利要求1或2所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述浮标舱盖位于所述浮标体的顶面中间位置，在所述浮标体的顶面周边上设置固定把手和伸缩式把手，所述浮标体的底面上设置连接环和浮标支架，所述浮标支架的下端设置万向轮。

8.根据权利要求6所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述浮标舱盖位于所述浮标体的顶面中间位置，在所述浮标体的顶面周边上设置固定把手和伸缩式把手，所述浮标体的底面上设置连接环和浮标支架，所述浮标支架的下端设置万向轮。

9.根据权利要求1或2所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述浮标体的顶面和底面均为平面，所述浮标体的顶面面积大于所述浮标体的底面面积，所述浮标体的侧面为上粗下细的碗状圆弧面，所述浮标体的最大直径小于95厘米，所述浮标体为离子泡沫聚合体材料制成的一体结构。

10.根据权利要求8所述的便携式水质自动监测浮标系统，其特征在于，所述浮标体的顶面和底面均为平面，所述浮标体的顶面面积大于所述浮标体的底面面积，所述浮标体的侧面为上粗下细的碗状圆弧面，所述浮标体的最大直径小于95厘米，所述浮标体为离子泡沫聚合体材料制成的一体结构。

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