CN218824235U - 一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，包括壳体、储水箱、试剂盒、检测装置、控制器和供电装置，储水箱设有进水口、排水口和两个第一阀体，第一阀体用于打开或关闭进水口和排水口，储水箱还设有排水泵；试剂盒设有试剂出口和第二阀体，试剂出口与储水箱连通，第二阀体用于打开或关闭试剂出口；检测装置的检测端设于储水箱内；控制器与两个第一阀体、排水泵、第二阀体和检测装置电性连接，控制器设有数据发送模块，数据发送模块用于将检测装置获取的水质数据发送至终端；供电装置与控制器电性连接并用于给控制器供电。本实用新型的水质监测设备能够及时对水质进行监测，且无需实地采样，降低检测人员的劳动强度，提高效率。

Description

一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备

技术领域

本实用新型涉及监测设备技术领域，尤其是涉及一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备。

背景技术

水质监测涉及到每个人的切身利益，对于水质的实时、准确监控能够及时获知水质情况，以判断水体是否被污染。相关技术中，水质监测主要通过检测人员实地采样后，将样品带回实验室进行检测，以获知水质情况。然而，该种监测方式一方面存在监测不及时的问题，另一方面检测人员需在被检测水体与实验室之间频繁往返，劳动强度大，效率低；同时，现有的监测设备仅能用于检测表层水体的水质情况，检测结果准确性低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，能够及时对水质进行监测，且无需实地采样，降低检测人员的劳动强度，提高效率。

根据本实用新型实施例的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，包括：壳体；储水箱，安装于所述壳体，所述储水箱设有进水口、排水口和两个第一阀体，其一所述第一阀体用于打开或关闭所述进水口，另一所述第一阀体用于打开或关闭所述排水口，所述储水箱还设有排水泵，所述排水泵用于排出所述储水箱内的水；试剂盒，用于储存检测试剂并安装于所述储水箱的上方，所述试剂盒设有试剂出口和第二阀体，所述试剂出口与所述储水箱连通，所述第二阀体用于打开或关闭所述试剂出口；检测装置，安装于所述壳体，所述检测装置的检测端设于所述储水箱内，所述检测装置用于检测所述储水箱内水的水质数据；控制器，与两个所述第一阀体、所述排水泵、所述第二阀体和所述检测装置电性连接，所述控制器设有数据发送模块，所述数据发送模块用于将所述检测装置获取的水质数据发送至终端；供电装置，安装于所述壳体，所述供电装置与所述控制器电性连接并用于给所述控制器供电。

上述技术方案至少具有如下有益效果：通过设置储水箱、试剂盒和检测装置，当将水质监测设备置于浅海水域中，在控制器的控制下，能够打开第一阀体，使储水箱内储存该浅海水域的水样品，随后关闭第一阀体，并打开第二阀体，使试剂盒内的检测试剂经试剂出口滴入储水箱内，试剂与水样品反应后，由检测装置的检测端采集检测数据并由检测装置进行分析，从而获取水质数据，随后通过数据发送模块将水质数据发送至终端，以便了解水质情况，因此，能够对控制器进行设定以自动对水体完成采样和检测，并将水质数据发送至终端，以便及时对水体进行监测，无需检测人员实地采样，降低劳动强度，并有效提高检测效率；同时，由于试剂盒、检测装置和控制器均安装于壳体内，不受外部水体的影响，不会存在污染试剂或触水漏电危险，因此，在重力作用下，设备整体可沉没于水体，以便底层或中层水体的水进入储水箱内，以检测底层或中层水体的水质情况，从而准确检测水体的水质情况，检测结果更加准确。

根据本实用新型的一些实施例，所述储水箱内还设有水量检测器，所述水量检测器与所述控制器电性连接，所述控制器能够根据所述水量检测器控制所述第一阀体打开或关闭。

根据本实用新型的一些实施例，所述水量检测器包括重力传感器和/或水位传感器。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电装置包括波浪发电机构和储电池，所述壳体设有活动腔和两个开口，两个所述开口设于所述活动腔的左右两侧并与所述活动腔连通，所述波浪发电机构滑动安装于所述活动腔，所述储电池分别与所述波浪发电机构和所述控制器电性连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述波浪发电机构包括外壳和质量块，所述外壳设有内腔，所述质量块安装于所述内腔，沿所述波浪发电机构的滑动方向，所述质量块的两侧分别连接有多个柔性板，同一侧的多个所述柔性板首尾依次连接并与所述外壳连接，所述柔性板的两侧分别设有压电薄膜，所述压电薄膜配置为随所述柔性板弯曲而发生形变并产生电荷。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体还设有多个过水孔，多个所述过水孔设于所述活动腔的底部，并且沿所述壳体的周向均布。

根据本实用新型的一些实施例，所述终端包括显示器和/或打印机。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体包括内层板、中间板和外层板，所述内层板和所述中间板之间设有多个第一支撑柱，多个所述第一支撑柱沿所述壳体的周向均布，所述中间板和所述外层板之间设有多个第二支撑柱，多个所述第二支撑柱沿所述壳体的周向均布。

根据本实用新型的一些实施例，沿所述壳体的径向方向，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱错位布置。

根据本实用新型的一些实施例，所述进水口和所述排水口均设有过滤网。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例中水质监测设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中水质监测设备的主视剖视图；

图3为本实用新型实施例中水质监测设备的右视剖视图；

图4为本实用新型实施例中水质监测设备的俯视图；

图5为本实用新型实施例中供电装置、控制器和终端连接的原理图。

附图标记：

壳体100；内层板110；中间板120；第一支撑柱121；第二支撑柱122；外层板130；上腔室140；活动腔150；开口151；过水孔152；过滤网160；盖板170；导槽180；安装槽190；

储水箱200；进水管210；进水口211；排水管220；排水口221；第一阀体230；排水泵240；水量检测器250；

试剂盒300；试剂出口310；第二阀体320；添加口330；

检测装置400；检测端410；

控制器500；数据发送模块510；终端520；

供电装置600；波浪发电机构610；外壳611；内腔612；导块613；质量块614；柔性板615；储电池620。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图5，本实用新型的实施例提供一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，包括壳体100、储水箱200、试剂盒300、检测装置400、控制器500和供电装置600。

参照图1和图2，可以理解的是，壳体100大致呈柱状结构并具有上腔室140和下腔室，其中，上腔室140可通过顶部的盖板170进行密闭或打开，下腔室与外部连通，下腔室即为活动腔150。壳体100的底部设置有多个支脚，以便支承水质监测设备并固定于浅水海域的水底。通常而言，壳体100整体置于水中。

参照图2和图3，可以理解的是，储水箱200安装于上腔室140内，储水箱200的上端连接有延伸至壳体100的侧壁的进水管210，并于壳体100的侧壁设有进水口211，储水箱200的下端连接有延伸至壳体100的侧壁的排水管220，并于壳体100的侧壁设有排水口221，即进水口211位于排水口221的上方。在进水口211和排水口221处分别安装有第一阀体230，第一阀体230可以是电磁阀，两个第一阀体230分别用于控制进水口211打开或关闭和控制排水口221打开或关闭。当两个第一阀体230均打开时，外部的水自动进入储水箱200内，从而实现采样。储水箱200还设置有排水泵240，排水泵240设置于排水管220内或排水口221处，以便将储水箱200内的水排出至外部。当一次检测完成后，可通过排水泵240将储水箱200内已检测过的水排出至外部，并使外部未被检测的水重新进入储水箱200内，也就是说，可更新储水箱200内的水样品，以便下次检测，提高检测准确性。

参照图2和图3，可以理解的是，试剂盒300也安装于上腔室140内并位于储水箱200的上方，试剂盒300用于储存一定量的检测试剂，由于每次检测所使用的检测试剂的量较少，通过设置试剂盒300来储存一定量的检测试剂，能够进行多次检测，无需频繁添加检测试剂，提高效率。通常而言，试剂盒300的顶部设置有添加口330，用于添加检测试剂。添加口330设置有与控制器500电性连接的电磁阀，可通过控制器500控制电磁阀以打开或关闭添加口330，方便添加检测试剂。为便于添加，盖板170设置有仅与添加口330连通的通孔。

参照图2和图3，可以理解的是，试剂盒300的底部设置有连通储水箱200的试剂出口310，并且在试剂出口310处设置有第二阀体320，第二阀体320同样可设置为电磁阀，通过第二阀体320可控制试剂出口310打开或关闭，以控制每次滴入储水箱200的检测试剂的量。

参照图2和图3，可以理解的是，检测装置400也安装于上腔室140内，检测装置400具有用于采集数据的检测端410，检测端410设置于储水箱200内，检测装置400能够将检测端410采集的数据进行分析，以获得水的水质数据，水质数据如水中重金属元素的含量等。例如，检测装置400设置为紫外线光谱仪，检测试剂为氢氧化钾溶液，氢氧化钾滴入水中，能够与水中的铜离子发生化学反应，形成氢氧化铜产物，紫外线光谱仪能够检测氢氧化铜产物对一定波长光谱的吸收强度，进而定量分析铜离子的含量，从而获得水中的铜离子浓度数据，即水质数据。

参照图2、图3和图5，可以理解的是，控制器500也安装于上腔室140内，控制器500可以是控制箱、单片机等，控制器500与两个第一阀体230、排水泵240、第二阀体320和检测装置400电性连接，以控制各部件相互配合工作。控制器500还设置有数据发送模块510，例如无线数据传输模块，可通过WiFi传输方式或蓝牙传输方式等方式将数据传输至终端520。其中，终端520可以是显示器，方便监测人员直观了解水质情况；终端520还可以是打印机，方便监测人员将水质数据整理成文件；或者终端520还可以是手机，方便监测人员随时随地了解水质情况。

参照图5，可以理解的是，供电装置600安装于壳体100，供电装置600与控制器500电性连接并用于给控制器500供电，当然，可以理解的是，供电装置600也给排水泵240、检测装置400等其他部件供电，以满足水质监测设备的用电需求。

将水质监测设备整体置于浅海水域中，需要检测水质情况时，在控制器500的控制下，能够打开第一阀体230，使储水箱200内储存该浅海水域的水样品，随后关闭第一阀体230，并打开第二阀体320，使试剂盒300内的检测试剂经试剂出口310滴入储水箱200内，试剂与水样品反应后，由检测装置400的检测端410采集检测数据并由检测装置400进行分析，从而获取水质数据，随后通过数据发送模块510将水质数据发送至终端520，以便监测人员了解水质情况，因此，能够对控制器500进行设定以自动对水体完成采样和检测，例如定时检测，并将水质数据发送至终端520，以便及时对水体进行监测，无需检测人员实地采样，降低劳动强度，并有效提高检测效率。

参照图2和图3，可以理解的是，储水箱200内还设置有水量检测器250，水量检测器250包括重力传感器或水位传感器，同时包括重力传感器和水位传感器，其中，重力传感器能够检测储水箱200的重量，以获知储水箱200内的水量，水位传感器则可检测储水箱200内的水位情况，以获知储水箱200内的水量。水量检测器250与控制器500电性连接，控制器500根据水量检测器250的检测数据控制第一阀体230打开或关闭。从而在检测时能够准确控制储水箱200的进水量，避免因水量过多而需采用过多的检测试剂，达到节省检测试剂的目的，并提高检测准确度。

参照图2、图3和图5，可以理解的是，供电装置600包括波浪发电机构610和储电池620，其中，波浪发电机构610沿上下方向滑动安装于活动腔150中，蓄电池安装于上腔室140。壳体100的两侧分别设置有开口151，开口151与活动腔150连通，从而使活动腔150与水域连通，使水域中的波浪能够驱使波浪发电机构610沿上下方向往复移动，以实现发电。储电池620的一端与波浪发电机构610电性连接，另一端与控制器500连接，从而可通过波浪发电机构610将电能储存与储电池620中，并由储电池620给控制器500及其他部件供电，实现电能的自给自足，节能环保。

参照图3，可以理解的是，具体而言，波浪发电机构610包括外壳611和质量块614，外壳611的前后两侧对称设置有导块613，活动腔150的内壁前后两侧对称设置有导槽180，导槽180与导块613一一对应，导槽180的导向方向与上下方向相同，两个导块613分别滑动安装于两个导槽180中，从而使波浪发电机构610沿上下方向滑动。外壳611具有密闭的内腔612，质量块614置于内腔612中。质量块614的上下两侧分别连接有多个柔性板615。同一侧的多个柔性板615首尾依次连接，并且上侧的多个柔性板615中，最下端的柔性板615与质量块614连接，最上端的柔性板615与外壳611的顶壁连接；下侧的多个柔性板615中，最下端的柔性板615与外壳611的底壁连接，最上端的柔性板615与质量块614连接，从而使质量块614悬浮于内腔612中。每个柔性板615的两侧分别贴合安装有压电薄膜，压电薄膜能够随柔性板615弯曲而发生形变并产生电荷。因此，在水域的波浪的冲击下，波浪发电机构610整体沿上下方向移动，质量块614发生位移，从而使两侧的柔性板615发生形变，进而柔性板615两侧的压电薄膜产生极性相反的电荷，并产生电流，实现发电，给蓄电池充电，以满足水质监测设备的用电需求。

参照图2，可以理解的是，壳体100的底部还设置有多个过水孔152，多个过水孔152沿壳体100的周向均布并与活动腔150连通，从而增加波浪进入活动腔150的路径，增大波浪对外壳611的冲击，有效增加波浪发电机构610的发电量。

参照图2和图3，可以理解的是，壳体100包括内层板110、中间板120和外层板130，内层板110和中间板120之间设有多个第一支撑柱121，多个第一支撑柱121沿壳体100的周向均布，中间板120和外层板130之间设有多个第二支撑柱122，多个第二支撑柱122沿壳体100的周向均布，通常而言，沿上下方向，第一支撑柱121和第二支撑柱122均设置有多层。从而使壳体100的壁体具有中空层，即形成缓冲空间，减缓波浪对壳体100的冲击，有效保护壳体100不受波浪的冲击破坏，延长使用寿命。

参照图4，可以理解的是，沿壳体100的径向方向，第一支撑柱121和第二支撑柱122错位布置，也就是说，位于同一高度的第一支撑柱121和第二支撑柱122不在同一沿径向设置的直线上，从而增加壳体100沿周向的支撑点，结构更加稳定，有效增加壳体100的结构强度。

参照图1和图2，可以理解的是，进水口211和排水口221均设置有过滤网160。具体而言，壳体100的侧壁设置有安装槽190，安装槽190沿上下方向设置，过滤网160插接于安装槽190，并且在壳体100的径向方向上，过滤网160与进水口211、排水口221对应布置，从而储水箱200进水时，过滤网160能够过滤掉水中的异物，避免异物进入水箱内而影响检测效果或堵塞进水管210和排水管220，提高检测精度和可靠性。当然，可以理解的是，可以设置两层、三层或更多层过滤网160，多层过滤网160沿壳体100的径向方向间隔布置，从而实现多重过滤，增强过滤效果。另外，过滤网160也可以通过卡扣连接、螺钉固定等方式进行安装。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于，包括：

壳体；

储水箱，安装于所述壳体，所述储水箱设有进水口、排水口和两个第一阀体，其一所述第一阀体用于打开或关闭所述进水口，另一所述第一阀体用于打开或关闭所述排水口，所述储水箱还设有排水泵，所述排水泵用于排出所述储水箱内的水；

试剂盒，用于储存检测试剂并安装于所述储水箱的上方，所述试剂盒设有试剂出口和第二阀体，所述试剂出口与所述储水箱连通，所述第二阀体用于打开或关闭所述试剂出口；

检测装置，安装于所述壳体，所述检测装置的检测端设于所述储水箱内，所述检测装置用于检测所述储水箱内水的水质数据；

控制器，与两个所述第一阀体、所述排水泵、所述第二阀体和所述检测装置电性连接，所述控制器设有数据发送模块，所述数据发送模块用于将所述检测装置获取的水质数据发送至终端；

供电装置，安装于所述壳体，所述供电装置与所述控制器电性连接并用于给所述控制器供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述储水箱内还设有水量检测器，所述水量检测器与所述控制器电性连接，所述控制器能够根据所述水量检测器控制所述第一阀体打开或关闭。

3.根据权利要求2所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述水量检测器包括重力传感器和/或水位传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述供电装置包括波浪发电机构和储电池，所述壳体设有活动腔和两个开口，两个所述开口设于所述活动腔的左右两侧并与所述活动腔连通，所述波浪发电机构滑动安装于所述活动腔，所述储电池分别与所述波浪发电机构和所述控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述波浪发电机构包括外壳和质量块，所述外壳设有内腔，所述质量块安装于所述内腔，沿所述波浪发电机构的滑动方向，所述质量块的两侧分别连接有多个柔性板，同一侧的多个所述柔性板首尾依次连接并与所述外壳连接，所述柔性板的两侧分别设有压电薄膜，所述压电薄膜配置为随所述柔性板弯曲而发生形变并产生电荷。

6.根据权利要求4或5所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述壳体还设有多个过水孔，多个所述过水孔设于所述活动腔的底部，并且沿所述壳体的周向均布。

7.根据权利要求1所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述终端包括显示器和/或打印机。

8.根据权利要求1所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述壳体包括内层板、中间板和外层板，所述内层板和所述中间板之间设有多个第一支撑柱，多个所述第一支撑柱沿所述壳体的周向均布，所述中间板和所述外层板之间设有多个第二支撑柱，多个所述第二支撑柱沿所述壳体的周向均布。

9.根据权利要求8所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：沿所述壳体的径向方向，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱错位布置。

10.根据权利要求1所述的一种基于浅海水域的压电驱动水质监测设备，其特征在于：所述进水口和所述排水口均设有过滤网。

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