CN217110930U - 一种自动测量水体真光层深度的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动测量水体真光层深度的装置，包括通过配重块竖直设置在水中的刻度绳，所述刻度绳上每隔一定距离连接一个光线传感器；所述刻度绳上沿其长度方向安装有与光线传感器连接的电源线和数据线；控制器通过所述电源线和数据线与光线传感器连接，用于给所述光线传感器供电并获取所述光线传感器的测量数据；控制器通过数据传输线与光源相连，用于在夜间需要补充光照测量时控制光源开启照明。本实用新型能实现全自动的水体真光层深度测量，可随时根据需要开展原位无人监测、远程监测、同时可开展24小时监测，解决了传统装置需要人工现场工作，无法自动测量、远程测量的问题，并消除了传统人工监测方法的测量人员误差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及水生态监测装置的技术领域，尤其涉及一种自动测量水体真光层深度的装置。
背景技术
目前绿色低碳循环发展是我们当前社会需要解决的重要问题，大力加强水生态监测，改善水生态环境已是环保、水利等行业日常开展的重要内容，其中水体藻类水华相关的真光层监测是水生态监测的重要工作。
真光层指水层中有光线透过的部分，真光层深度指水体中光强下降到水面光强1％的深度。真光层深度为净初级生产力底部为临界深度，即水柱日净初级生产力为零值的深度。在海洋、湖泊、河流等水域生态系统中浮游植物基本上都分布在这一层，在研究浮游植物初级生产力时一般以真光层深度为下界，因此真光层深度直接影响到浮游植物初级生产力和沉水植物的分布。开展真光层测量的意义十分重要，如《内陆水域浮游植物监测技术规程》(SL 733-2016)就把透光层(真光层)处的浮游植物采样设定为规范的水生态监测采样方法。
目前的真光层深度测量，均采用船只将操作人员送达监测样点，现场使用水下照度计在水面上配合水深测量装置操作，费时费力，无法消除不同操作人员带来的人员误差问题，尚无法实现自动测量、远程无人测量，也无法在夜晚开展监测。该类设备多以国外进口为主，价格昂贵。也有采用遥感建立模型进行推演估算，但精度根本无法保证。
实用新型内容
基于现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种自动测量水体真光层深度的装置，结构简单，设计合理，可以解决传统装置存在的不能实现自动测量、远程测量和夜间测量的问题，同时消除了测量人员误差，设备成本低。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术措施：
一种自动测量水体真光层深度的装置，包括通过配重块竖直设置在水中的刻度绳，刻度绳位于水中的底端与配重块相连，所述刻度绳上每隔一定距离连接一个光线传感器；所述刻度绳上沿其长度方向安装有与所述光线传感器连接的电源线和数据线；一控制器通过所述电源线和数据线与所述光线传感器连接，用于给所述光线传感器供电并获取所述光线传感器的测量数据；所述控制器通过数据传输线与光源相连，用于在夜间需要补充光照测量时控制光源开启照明。
优选的，所述光线传感器的分布间隔为：水下0.5m至水下2m的相邻的两个光线传感器的间隔是水表层至水下0.5m的相邻的两个光线传感器的间隔的2倍及以上；水下2m至水下5m的相邻的两个光线传感器的间隔是水下0.5m至水下2m的相邻的两个光线传感器的间隔的2倍及以上；水下深度超过5m后相邻的两个光线传感器的间隔是2m至水下5m的相邻的两个光线传感器的间隔的2倍及以上。
进一步的，水表层至水下0.5m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为2-15cm；水下0.5m至水下2m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为5-30cm；水下2m至水下5m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为10-100cm；水下深度超过5m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为25-200cm。
可选的，刻度绳在水表层至水下0.5m的距离段，每隔5cm分布一个光线传感器；刻度绳在水下0.5m至水下2m的距离段，每隔10cm分布一个光线传感器；刻度绳在水下2m至水下5m的距离段，每隔25cm分布一个光线传感器；刻度绳在水下深度超过5m的距离段，每隔100cm分布一个光线传感器。
进一步的，所述光源采用连续光谱的氙灯光源。
可选的，控制器通过数据传输线与通信模块相连，用于远程传输测量数据及开展远程测量操作。
与现有技术相比，本实用新型的自动测量水体真光层深度的装置的有益效果和优点在于：
(1)本装置通过控制器控制操作，实现了全自动的水体真光层测量，可随时根据需要开展原位无人监测、远程监测、同时可开展24小时监测，解决了传统装置需要人工现场工作，无法自动测量、远程测量的问题。
(2)本装置通过全自动的监测分析，消除了传统人工监测方法的测量人员误差的问题。
(3)本装置便携性好，操作简易，可与水文、水位监测站相配合，用于定点长期开展跟踪监测，也可根据监测需要，随身携带开展各类水体的不定点随机监测。
(4)本装置大量采用低成本的手机光线传感探头，装置成本低，相对于同类的水下照度计具有显著的成本优势。
(5)本装置不仅可自动监测真光层深度数据，同时可计算分析水表层光强5％水深、水表层光强10％水深、水表层光强20％水深、水表层光强50％水深等多项参数，以及待测样点的水下光衰减系数。
附图说明
图1为本实用新型的自动测量水体真光层深度的装置的结构示意图。
其中：1-刻度绳、2-配重块、3-光线传感器、4-电源线、5-数据线、6-控制器、7-数据传输线、8-光源、9-通信模块。
具体实施方式
下面参见图1对本实用新型所述自动测量水体真光层深度的装置进行详细说明。
如图1所示，本实用新型所提供的自动测量水体真光层深度的装置，由刻度绳1、配重块2、光线传感器3、电源线4、数据线5、控制器6、数据传输线7、光源8、通信模块9等组成。
刻度绳1位于水中的底端与配重块2相连，使刻度绳1在水中处于竖直状态。刻度绳1上每隔一定距离连接一个光线传感器3。刻度绳1上沿其长度方向安装有电源线4和数据线5。每个光线传感器3均和电源线4和数据线5相连接。本实施例中，光线传感器3采用手机用的低成本光线传感探头。
控制器6与电源线4和数据线5相连，并通过电源线4和数据线5给光线传感器3供电及获取光线传感器3的测量数据。控制器6通过数据传输线7与光源8相连，用于在夜间需要补充光照测量时控制光源8开启照明。光源8采用连续光谱的氙灯光源。控制器6通过数据传输线7与通信模块9相连，用于远程传输测量数据及开展远程测量操作。
刻度绳1上的光线传感器3的分布间隔距离，根据刻度绳1在水下的深度有所不同。
光线传感器3的分布间隔为：水下0.5m至水下2m的相邻的两个光线传感器3的间隔是水表层至水下0.5m的相邻的两个光线传感器3的间隔的2倍及以上；水下2m至水下5m的相邻的两个光线传感器3的间隔是水下0.5m至水下2m的相邻的两个光线传感器3的间隔的2倍及以上；水下深度超过5m后相邻的两个光线传感器3的间隔是2m至水下5m的相邻的两个光线传感器3的间隔的2倍及以上。
水表层至水下0.5m，相邻的两个光线传感器3分布的间隔范围为2-15cm；水下0.5m至水下2m，相邻的两个光线传感器3分布的间隔范围为5-30cm；水下2m至水下5m，相邻的两个光线传感器3分布的间隔范围为10-100cm；水下深度超过5m，相邻的两个光线传感器3分布的间隔范围为25-200cm。
在一具体实施例中，刻度绳1在水表层至水下0.5m的距离段，每隔5cm分布一个光线传感器3；刻度绳1在水下0.5m至水下2m的距离段，每隔10cm分布一个光线传感器3；刻度绳1在水下2m至水下5m的距离段，每隔25cm分布一个光线传感器3；刻度绳1在水下深度超过5m的距离段，每隔100cm分布一个光线传感器3。
下面，参照图1并结合上述结构特征的描述，对本实用新型的自动测量水体真光层深度的装置的工作流程进行介绍：
将刻度绳1连同配重块2放入水下，开启控制器6，所有的光线传感器3开始工作，获取不同水深的水下光强数据并传至控制器6。控制器6分析不同水深的光强数据，计算得出水下光强为水表层光强1％时的水深、同时可计算分析水表层光强5％水深、水表层光强10％水深、水表层光强20％水深、水表层光强50％水深、待测样点的水下光衰减系数，通过通信模块9实现远程监测。
需要夜间测量时，操作者通过远程的方式连接控制器6，开启光源8补充照明，并进行测量操作即可。
以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解得到的变换或者替换，都应该涵盖在本实用新型的包含范围之内。
Claims (6)
1.一种自动测量水体真光层深度的装置，包括通过配重块竖直设置在水中的刻度绳(1)，其特征在于：刻度绳(1)位于水中的底端与配重块(2)相连，所述刻度绳(1)上每隔一定距离连接一个光线传感器(3)；
所述刻度绳(1)上沿其长度方向安装有与光线传感器(3)连接的电源线(4)和数据线(5)；
控制器通过电源线(4)和数据线(5)与光线传感器(3)连接，用于给光线传感器(3)供电并获取所述光线传感器(3)的测量数据；
控制器(6)通过数据传输线(7)与光源(8)相连，用于在夜间需要补充光照测量时控制光源开启照明。
2.根据权利要求1所述的一种自动测量水体真光层深度的装置，其特征在于：所述光线传感器(3)的分布间隔为：水下0.5m至水下2m的相邻的两个光线传感器的间隔是水表层至水下0.5m的相邻的两个光线传感器的间隔的2倍；水下2m至水下5m的相邻的两个光线传感器的间隔是水下0.5m至水下2m的相邻的两个光线传感器的间隔的2倍；水下深度超过5m后相邻的两个光线传感器的间隔是2m至水下5m的相邻的两个光线传感器的间隔的2倍。
3.根据权利要求2所述的一种自动测量水体真光层深度的装置，其特征在于：所述的水表层至水下0.5m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为2-15cm；水下0.5m至水下2m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为5-30cm；水下2m至水下5m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为10-100cm；水下深度超过5m，相邻的两个光线传感器分布的间隔范围为25-200cm。
4.根据权利要求1所述的一种自动测量水体真光层深度的装置，其特征在于：所述的刻度绳(1)在水表层至水下0.5m的距离段，每隔5cm分布一个光线传感器；刻度绳在水下0.5m至水下2m的距离段，每隔10cm分布一个光线传感器(3)；刻度绳(1)在水下2m至水下5m的距离段，每隔25cm分布一个光线传感器(3)；刻度绳(1)在水下深度超过5m的距离段，每隔100cm分布一个光线传感器(3)。
5.根据权利要求1所述的一种自动测量水体真光层深度的装置，其特征在于：所述的光源(8)采用连续光谱的氙灯光源。
6.根据权利要求1所述的一种自动测量水体真光层深度的装置，其特征在于：所述的控制器(6)通过数据传输线与通信模块(9)相连，用于远程传输测量数据及开展远程测量操作。
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