CN216284906U - 一种地表水监测设备、监测船及监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地表水监测设备、监测船及监测系统，属于污水监测领域。监测设备包括安装箱、循环取水装置、传感器和控制组件；循环取水装置固定安装在安装箱内，以使待监测的地表水流经所述安装箱；传感器固定安装在所述安装箱，以监测流经安装箱的地表水，并生成监测数据；控制组件固定安装在安装箱内，控制组件至少包括通信模块，通信模块与传感器电性连接以通过有线或者无线通讯网络发送监测数据。本实用新型结构设计合理，便于取水的同时，也能够及时采集地表水的信息并发送给远程服务器进行处理，从而降低了部署成本，适于网格化大量部署的同时，也便于进行移动部署。

Description

一种地表水监测设备、监测船及监测系统

技术领域

本实用新型涉及水质监测技术领域，特别涉及一种地表水监测设备、监测船及监测系统。

背景技术

水质监测是环境监测领域最早开展的监测项目之一。经过几十年的努力，我国陆续建立了从总量监测到污染物单体监测的一系列方法。按照监测方式来分，主要有两种，一是实验室手工监测，另一种是固定站点连续在线监测。

1、实验室手工监测

手工监测方法的采样由于需要使用大量的人力物力，加之需要考虑采样耗材、样品保存及运输等的要求，因此采样效率低，通常为月度采样监测，数据的整体代表性较差，且单位断面监测数据量少，缺少水质的动态变化监测分析，难以形成河道水质连续性的变化规律和大数据档案，更难以及时地发现水质突变现象。随着水质监测点位和频次都大幅增加，传统的手动采样监测分析已经不能充分满足目前环境管理的要求。

2、固定站点连续在线监测

由于手工监测的数据量较少，自上世纪九十年代起，我国逐渐在地表水重点监控断面上开始着手建立地表水自动监测站。比较完备的水质自动在线监测站的监测指标为五参数(温度、pH、浊度、电导率、DO)及氨氮、总磷、总氮、高锰酸盐指数等技术指标，用于对重点断面的水质进行污染防范和预警，实现常态化水质监测，这项工作的开展，使得在线监测点位实现了24小时全天候监测的目标，对水质质量变化情况有了较为全面的了解。

其不足之处在于水质自动监测站点建设成本高、监测频率有限(2小时以上)、维护成本高且专业性强，从人力和物力成本的角度上考量，不具有区域覆盖性、网格化部署的可行性。

实用新型内容

针对现有技术存在的水质监测或费事费力、或成本高且专业性强，导致难以大量部署的问题，本实用新型的目的在于提供一种地表水监测设备、监测船及监测系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一方面，本实用新型提供一种地表水监测设备，包括

安装箱；

循环取水装置，所述循环取水装置固定安装在所述安装箱内，以使待监测的地表水流经所述安装箱；

传感器，所述传感器固定安装在所述安装箱，以监测流经所述安装箱的地表水，并生成监测数据；

以及控制组件，所述控制组件固定安装在所述安装箱内，所述控制组件至少包括通信模块，所述通信模块与所述传感器电性连接以通过有线或者无线通讯网络发送所述监测数据；

其中，所述安装箱包括外箱体以及可拆卸连接在所述箱体上的箱门，所述监测设备还包括内箱体，所述内箱体的一面敞开，且所述内箱体的敞开端可拆卸固定连接所述箱门的内侧壁上，所述控制组件固定安装在所述内箱体中。

优选的，所述循环取水装置包括依次连接的上水管、流通槽和下水管，且所述传感器的探头安装在所述流通槽上。

进一步的，所述循环取水装置还包括固定安装在所述上水管、所述流通槽和/或所述下水管上的流量计。

进一步的，所述循环取水装置还包括过滤装置，所述过滤装置位于所述安装箱内，所述过滤装置安装在所述上水管上，或者所述过滤装置通过管路连接在所述上水管与所述流通槽之间。

优选的，所述传感器为光谱法和离子选择性电极法传感器。

优选的，所述控制组件为工业智能采集网关。

另一方面，本实用新型提供一种地表水监测船，包括船体以及固定安装在所述船体上的如上所述的地表水监测设备。

又一方面，本实用新型提供一种地表水监测系统，包括如上所述的监测船以及数据处理平台，所述数据处理平台与所述通信模块通信连接，所述数据处理平台用于对接收到的监测数据进行处理，以获得地表水的水质情况。

采用上述技术方案，由于循环取水装置的设置，使得待监测的地表水能够进入到安装箱中，并由设置在安装箱内的传感器对地表水进行监测，从而获取到监测数据，并由控制组件中通信模块将监测数据发送出去，以便于数据处理平台对监测数据进行处理后得到水质情况。

附图说明

图1为本实用新型一种地表水监测设备的结构示意图；

图2为本实用新型一种地表水监测设备的俯视图；

图3为本实用新型一种地表水监测船的结构示意图；

图4为本实用新型一种地表水监测系统的结构示意图。

图中:10-地表水监测设备、1-安装箱、11-外箱体、12-箱门、2-循环取水装置、21-上水管、22-流通槽、23-下水管、24-流量计、25-过滤装置、3-传感器、4-内箱体、5-船体、6-数据处理平台、20-地表水检测船。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本实用新型结构的说明，仅是为了便于描述本实用新型的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本实用新型的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

一种地表水监测设备10，如图1-2所示，包括安装箱1、循环取水装置2、传感器3和控制组件。

本实施例中，安装箱1包括外箱体11以及可拆卸连接在箱体11上的箱门12，其中，外箱体11呈矩形，其一面敞开，而箱门12覆盖于箱体11敞开的一面上，箱门12的一侧通过合页铰接在箱体11上，另一侧通过锁扣、或卡扣等结构可拆卸固定在箱体11上。

循环取水装置2固定安装在安装箱1内，以使待监测的地表水流经安装箱1。

本实施例中，循环取水装置2包括依次连接的上水管21、流通槽22和下水管23。流通槽22固定安装在外箱体11内，上水管21的一端与流通槽22的进水口连接，上水管21的另一端从外箱体11上的通孔中伸出，以便于从外界吸取地表水，下水管23的一端与流通槽22的出水口连接，下水管23的另一端从外箱体11的通孔中伸出，以便于向外排出地表水。其中，上述的传感器3的探头安装在流通槽22上，以便于采集流过其中的地表水的数据信息，生成监测数据。

在一个实施例中，循环取水装置2还包括流量计24，流量计24固定安装在上水管21、流通槽22、下水管23中的一个或者多个上均可，流量计24用于检测地表水是否正常流经循环取水装置2。

在一个实施例中，循环取水装置2还包括过滤装置25，过滤装置25位于安装箱1内，过滤装置25安装在上水管21上，或者过滤装置25通过管路连接在上水管21与流通槽22之间。过滤装置25用于对地表水进行过滤，防止地表水中的杂质进入流通槽22，以避免对传感器3造成堵塞，从而影响检测精度。

可以理解的是，在一个实施例中，循环取水装置2包括依次连接的上水管21、过滤装置25、流量计24、流通槽22以及下水管23，其中，过滤装置24配置为过滤槽，或者是滤网。

在一个实施例中，设置循环取水装置2还包括循环泵，该循环泵安装在上水管21从外箱体11通孔出到水里取水的那一端，循环泵串接在由上水管21、流通槽22和下水管23构成的管路系统中，例如循环泵的吸水段连接上水管21、出水端连接流通槽22的进水口。或者，循环取水装置2通过无动力方式取水，例如将上水管21倾斜设置，借助监测设备的移动(利用承载监测设备的结构，例如船舶)，使地表水灌入其中；另一种无动力取水方式是，将监测设备布置在下游，上水管21的进入端布置在上游，从而借助地表水的自然落差，使地表水流过循环取水装置2。

本实施例中，传感器3为光谱法和离子选择性电极法传感器。

控制组件固定安装在安装箱1内，控制组件至少包括通信模块，通信模块与传感器3电性连接，通信模块用于通过有线或者无线通讯网络发送传感器3生成的监测数据。本实施例中，设置本监测设备10还包括内箱体4，内箱体4呈一面敞开的矩形壳状结构，且内箱体4的敞开端通过螺钉或者螺栓可拆卸固定连接箱门12的内侧壁上，从而构成一个封闭空腔，而上述的控制组件则固定安装在内箱体4中。

本实施例中，控制组件为工业智能采集网关，传感器3通过RS485通讯接口和标准Modbus协议，将其生成的监测数据传输给工业智能采集网关，再由该工业智能采集网关将相关数据通过有线或者无线网络向外界传输。

使用时，将安装箱1固定在船舶或者是固定监测点上，通过循环泵或者无动力取水方式，使地表水依次流过上水管21、流通槽22和下水管23，传感器3的探头对地表水进行数据采集，并生成监测数据，并通过RS485通讯接口和标准Modbus协议，将其生成的监测数据传输给工业智能采集网关(控制组件)，再由该工业智能采集网关将监测数据通过有线或者无线网络向外界传输。

由于不需要人工操作，且设备结构设计简单合理，使得本实用新型提出的地表水监测设备10不但能够大量部署，形成监测网络，并且还能够部署在船舶等载具上以实现移动部署，从而方便对地表水进行运动监测，提高监测效果。

实施例二

一种地表水监测船20，如图3所示，包括船体5以及固定安装在船体5上的地表水监测设备10，其中，地表水监测设备10为上述任一实施例公开的地表水监测设备。其中的安装箱10通过支架以及螺钉或者螺栓固定在船舶20上，例如船艉或者船舷等靠近地表水的位置，其中支架优选为“弓”字型，以便于适应各种不同类型的船体。

实施例三

一种地表水监测系统，如图4所示，包括上述实施例中地表水监测船20以及数据处理平台6，该数据处理平台6与控制组件(即通信模块)通信连接。数据处理平台6用于对其接收到的监测数据进行处理，以获得地表水的水质情况。

可以理解的是，通常，一个数据处理平台6对应多个地表水检测船20，即，多个地表水监测船20在不同的地方通过传感器3采集地表水的数据，生成监测数据，再通过各自配备的控制组件将监测数据发送给数据处理平台6，由数据处理平台6对其接收到的监测数据进行处理，获得各个地方的地表水的水质情况。

可以理解的是，数据处理平台6通常包括处理模块和存储模块，处理模块主要用于对监测数据进行处理，并生成地表水的水质情况，而存储模块则用于存储各个地方的地表水的水质情况，以及原始的监测数据。

在一个实施例中，地表水监测船20，其搭载的地表水监测设备10，其中的控制组件还包括用于确定位置的定位模块以及用于计时的时钟模块，例如GPS模块，而地表水监测船20向数据处理平台6发送的监测数据中不但含有地表水的数据信息，还包括该地表水的数据信息采集点的位置信息以及时序信息。相应的，数据处理平台6对监测数据进行处理，并获得水质情况后，水质情况也包含有位置信息和时序信息，以便于展示具有时间和位置信息的地表水的水质情况。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种地表水监测设备，其特征在于：包括

安装箱；

循环取水装置，所述循环取水装置固定安装在所述安装箱内，以使待监测的地表水流经所述安装箱；

传感器，所述传感器固定安装在所述安装箱，以监测流经所述安装箱的地表水，并生成监测数据；

以及控制组件，所述控制组件固定安装在所述安装箱内，所述控制组件至少包括通信模块，所述通信模块与所述传感器电性连接以通过有线或者无线通讯网络发送所述监测数据；

其中，所述安装箱包括外箱体以及可拆卸连接在所述箱体上的箱门，所述监测设备还包括内箱体，所述内箱体的一面敞开，且所述内箱体的敞开端可拆卸固定连接所述箱门的内侧壁上，所述控制组件固定安装在所述内箱体中。

2.根据权利要求1所述的地表水监测设备，其特征在于：所述循环取水装置包括依次连接的上水管、流通槽和下水管，且所述传感器的探头安装在所述流通槽上。

3.根据权利要求2所述的地表水监测设备，其特征在于：所述循环取水装置还包括固定安装在所述上水管、所述流通槽和/或所述下水管上的流量计。

4.根据权利要求2所述的地表水监测设备，其特征在于：所述循环取水装置还包括过滤装置，所述过滤装置位于所述安装箱内，所述过滤装置安装在所述上水管上，或者所述过滤装置通过管路连接在所述上水管与所述流通槽之间。

5.根据权利要求1所述的地表水监测设备，其特征在于：所述传感器为光谱法和离子选择性电极法传感器。

6.根据权利要求1所述的地表水监测设备，其特征在于：所述控制组件为工业智能采集网关。

7.一种地表水监测船，其特征在于：包括船体以及固定安装在所述船体上的如权利要求1-6任一项所述的地表水监测设备。

8.一种地表水监测系统，其特征在于：包括如权利要求7所述的监测船以及数据处理平台，所述数据处理平台与所述通信模块通信连接，所述数据处理平台用于对接收到的监测数据进行处理，以获得地表水的水质情况。

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