CN219320272U - 一种智能太阳能水质监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能太阳能水质监测装置,包括漂浮架(1)，漂浮架(1)的中部形成水面线(2)，水面线(2)上方的漂浮架(1)形成水上区域，水面线(2)下方的漂浮架(1)形成水下区域，水上区域上设有太阳能光伏板组(3)，水下区域上设有监测传感器组；所述漂浮架(1)的内侧形成空腔(4)，空腔(4)内设有连接监测传感器组和太阳能光伏板组(3)的控制组件，水下区域的空腔(4)内填充有发泡材料层(5)。本实用新型能够实现对水体的持续监测，并提高对水体的监测稳定性。

Description

一种智能太阳能水质监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种水质监测装置，特别是一种智能太阳能水质监测装置。

背景技术

对于河流、湖泊、水库、鱼塘等外部水体环境，经常需要通过监测装置实时采集水体的pH值、电导率、浊度、温度、有害成分等各项指标，从而方便对水体环境的维护并避免水质的恶化。由于现有的各传感器在监测时需保持通电状态，使得目前的水质监测装置主要由电动船体和监测传感器组成，使用时由电动船体对监测传感器进行供电，并由人工控制电动船体移动至指定的监测位置进行定时监测；监测完成后，由人工回收采集监测数据并对电动船体进行充电。但该监测方式的缺陷在于，一方面只能实现对水质指标的定期采集，另一方面在每次采集时均需要由处理人员抵达现场，从而降低了对水质的采集效果并增加了对应的人工成本。

其次，电动船体在移动和采集过程中还容易造成其表面壳体的破坏漏水，以及在连接接缝部位的密封损坏；导致水流会进入船体内部并造成船体内部电气元件和监测设备的遇水故障，此时即使处理人员能够及时察觉并采取措施将电动船体收回，但其内部电气件也会在短时间内浸泡至水体中，从而存在设备损坏的可能性并影响监测稳定性；若处理人员在采集过程中远离电动船体，还会导致电动船体在长时间漏水后的沉船丢失问题，从而增加了处理人员在后期的回收难度。

因此，现有的水质监测装置存在水体监测时间短、监测稳定性差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种智能太阳能水质监测装置。它能够实现对水体的持续监测，并提高对水体的监测稳定性。

本实用新型的技术方案：一种智能太阳能水质监测装置，包括漂浮架，漂浮架的中部形成水面线，水面线上方的漂浮架形成水上区域，水面线下方的漂浮架形成水下区域，水上区域上设有太阳能光伏板组，水下区域上设有监测传感器组；所述漂浮架的内侧形成空腔，空腔内设有连接监测传感器组和太阳能光伏板组的控制组件。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述水下区域的空腔内填充有发泡材料层。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述水下区域的空腔内设有用于调整装置整体重量的配重块。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述漂浮架由上盖和底座可拆卸连接而成，上盖和底座的外形均为棱锥形，上盖和底座的锥向相反。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述太阳能光伏板组分别设置在上盖的各个侧面，相邻太阳能光伏板组之间设有警示灯条。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述控制组件由相互连接的主控板、无线通信模块和电池模块组成，控制组件的外部经罩壳扣合在空腔内。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述漂浮架在水上区域上设有监控组件。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述监测传感器组包括位于漂浮架底部的安装板，安装板上经安装孔可拆卸连接有若干监测传感器，监测传感器的外部设有可拆卸连接漂浮架的防护网罩。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述漂浮架的顶部设有辅助功能件。

前述的一种智能太阳能水质监测装置中，所述漂浮架的外端连接有吊环。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

(1)本实用新型通过漂浮架、监测传感器组和太阳能光伏板组的配合，能够使漂浮架在进入水体后分别使监测传感器组和太阳能光伏板组处于水体的内外两侧，从而由太阳能光伏板组对监测传感器组进行供电，实现监测传感器组的持续监测效果和监测稳定性；通过漂浮架内部的空腔和发泡材料层的设置，一方面能够对漂浮架提供浮力，另一方面当漂浮架的水下区域出现破损漏洞时，通过发泡材料层也能够避免水分流入空腔造成漂浮架的沉没，进一步提高漂浮架的位置稳定性和监测传感器组的监测效果；在此基础上，通过配重块的设置，则能够稳定控制漂浮架的漂浮高度，使得水面线能够与水面相互齐平，进而保证太阳能光伏板组位于水面上方，降低太阳能光伏板组浸泡受损的可能性并提高其供电效果；

(2)通过将漂浮架的底座设置为棱锥形，则能够提高漂浮架整体的吃水深度，并使漂浮架的重心能够下降至水下区域，进而大幅提高漂浮架的漂浮稳定性，使得漂浮架在对抗面受到的力能够与对抗面周边的侧力相互抵消，减小漂浮架的摆动范围；

(3)通过设置在水上区域的警示灯条和监控组件，还能够对监测点的周边环境进行实时监控，并在监控到周边存在垂钓、游泳、垃圾倾倒等行为时通过警示灯条进行示警，进而实现对水体环境的监视和警戒效果；

(4)通过安装板和防护网罩的配合设置，能够对监测传感器进行防护，避免水草、垃圾等异物缠绕监测传感器造成其监测稳定性的下降；通过设置在漂浮架外端的吊环，则能够配合锚绳对水质监测装置进行牵引，避免装置的偏移丢失；

所以，本实用新型能够实现对水体的持续监测，并提高对水体的监测稳定性。

附图说明

图1是实施例1的外形图；

图2是实施例1的爆炸图；

图3是实施例1在漂浮状态的结构示意图；

图4是实施例2的外形图；

图5是实施例3的外形图；

图6是实施例4的外形图。

附图中的标记为：1-漂浮架，2-水面线，3-太阳能光伏板组，4-空腔，5-发泡材料层，6-上盖，7-底座，8-警示灯条，9-主控板，10-电池模块，11-罩壳，12-监控组件，13-安装板，14-安装孔，15-监测传感器，16-防护网罩，17-辅助功能件，18-吊环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例1。一种智能太阳能水质监测装置，构成如图1-3所示，包括漂浮架1，漂浮架1的中部形成水面线2，水面线2上方的漂浮架1形成水上区域，水面线2下方的漂浮架1形成水下区域，水上区域上设有太阳能光伏板组3，水下区域上设有监测传感器组；所述漂浮架1的内侧形成空腔4，空腔4内设有连接监测传感器组和太阳能光伏板组3的控制组件。

所述水下区域的空腔4内填充有发泡材料层5，所述控制组件位于发泡材料层5上方的空腔4内。

所述漂浮架1由上盖6和底座7可拆卸连接而成，上盖6和底座7的外形均为棱锥形，上盖6和底座7的锥向相反且沿端部方向逐渐缩小，上盖6和底座7在连接处由密封圈密封；通过棱锥形的上盖6，则能够降低对太阳能光伏板组3的固定难度，使得平板结构的太阳能光伏板组3能够稳定固定在上盖6的侧面且不形成凸起，并利用倾斜的侧面提高其光照效果。

所述太阳能光伏板组3分别设置在上盖6的各个侧面，相邻太阳能光伏板组3之间设有位于上盖6侧棱处的警示灯条8；上盖6的侧面呈30°～60°的倾角设置，从而避免表面粉尘和杂质的堆积，且能够通过雨水的冲刷实现自动清理。

所述控制组件由相互连接的主控板9、无线通信模块和电池模块10组成，该主控板9可由现有的多个功能模块在电路板上组合而成；其中无线通信模块集成在主控板9上，主控板9的外部经太阳能控制器连接太阳能光伏板组3，太阳能控制器的外部连接电池模块10，控制组件的外部经罩壳11扣合在空腔4内；所述罩壳11包括可拆卸连接的上壳体和下壳体，罩壳11的上下两侧均设有用于穿线的防水型接线端子，罩壳11的四周向外延伸并形成扣合面，所述漂浮架1内侧设有配合扣合面的扣合槽。

厂家可通过调整控制组件的重量对监测装置进行高度调节，使得水质监测装置在入水后，水面线2的位置与水面高度平齐。

所述漂浮架1在水上区域上设有监控组件12，该监控组件12可由多个不同朝向的摄像头组成，每个摄像头分别固定在上盖6的其中一个侧面，各摄像头的视野范围将漂浮架1的四周区域完全覆盖，控制组件则能够对获取到的各图像进行拼接处理，从而获得360°的全景图像。

所述监测传感器组包括位于漂浮架1底部的安装板13，安装板13上经安装孔14可拆卸连接有若干监测传感器15，该监测传感器15可由厂家定制形成长筒形且一端通过螺纹或插接卡扣连接安装孔14；监测传感器15的外部设有可拆卸连接漂浮架1的防护网罩16，该防护网罩16的四周设有若干透水孔；所述安装板13上的安装孔14数量为多个，监测传感器15可根据需要设置一个或多个，未安装监测传感器15的安装孔14通过堵头进行密封。

所述漂浮架1的顶部设有辅助功能件17，所述辅助功能件17为警示灯或环境采集器。

所述漂浮架1的外端连接有吊环18，该吊环18可用于连接锚绳，避免水质监测装置的丢失。

所述主控板9内还设有算法模块、定位模块和若干接口，所述警示灯条8、监测传感器15和监控组件12均通过接口连接主控板9；所述无线通信模块和定位模块的外部分别经天线与系统平台进行数据远程传输；无线通信模块可采用4G、5G、WiIFi、ZigBee、LoRa、图传等任一无线传输方式将采集到的数据或图像传输到系统平台，并接收由系统平台下发的控制指令；定位模块可选用GPS、北斗或伽利略卫星定位模块，用于对每个水质监测装置的物理位置自动标定，并传至系统平台，方便后续的管理维护；算法模块用于对各监测传感器15采集的数据进行智能处理，如水质采集数据的过滤、异常告警、多个摄像头图像的拼接等。

本实用新型的工作原理：本实用新型在设计时，通过对漂浮架1的外形限定以及对漂浮架1和控制组件的重量限定，使得漂浮架1在入水后，其水面线2位置能够与水面平齐，进而使水面线2的上下两侧分别形成水上区域和水下区域。通过设置在水上区域的太阳能光伏板组3，则能够对水质监测装置上的各电控元件进行供电，并由漂浮架1底部监控组件12深入水下对水质进行监测。通过位于水上区域的监控组件12和警示灯条8的配合，还能够对漂浮架1的四周区域进行实时监控，并由人工或系统在监控到水域附近存在垂钓、游泳、垃圾倾倒等情况时通过辅助功能件17和/或警示灯条8进行闪烁示警，从而提高本实用新型的功能性。

通过填充在空腔4底部的发泡材料层5，还能够对空腔4内的空余空间进行占用，进而避免当上盖6和底座7之间的密封件失效时，或底座7的侧壁破损漏水时，使水流进入空腔4内造成漂浮架1的沉没，提高其漂浮稳定性。

实施例2。一种智能太阳能水质监测装置，构成如图4所示，包括漂浮架1，漂浮架1的中部形成水面线2，水面线2上方的漂浮架1形成水上区域，水面线2下方的漂浮架1形成水下区域，水上区域上设有太阳能光伏板组3，水下区域上设有监测传感器组；所述漂浮架1的内侧形成空腔4，空腔4内设有连接监测传感器组和太阳能光伏板组3的控制组件。

所述水下区域的空腔4内填充有发泡材料层5，所述控制组件位于发泡材料层5上方的空腔4内。

所述水下区域的空腔4内设有用于调整装置整体重量的配重块，发泡材料层5包覆在配重块的四周；配重块的重量可基于漂浮架1的整体重量进行调整，保证漂浮架1在下水后其水面线2位置与水面位置齐平。

所述漂浮架1由上盖6和底座7可拆卸连接而成，上盖6和底座7的外形均为棱锥形，上盖6和底座7的锥向相反，上盖6和底座7在连接处由密封圈密封。

所述太阳能光伏板组3分别设置在上盖6的各个侧面，相邻太阳能光伏板组3之间设有位于上盖6侧棱处的警示灯条8；上盖6的侧面可呈30°～60°的倾角设置，从而避免表面粉尘和杂质的堆积，且能够通过雨水的冲刷实现自动清理。

所述控制组件由相互连接的主控板9、无线通信模块和电池模块10组成，其中无线通信模块集成在主控板9上，主控板9的外部经太阳能控制器连接太阳能光伏板组3，太阳能控制器的外部连接电池模块10；控制组件的外部经罩壳11扣合在空腔4内；所述罩壳11包括可拆卸连接的上壳体和下壳体，罩壳11的上下两侧均设有用于穿线的防水型接线端子，罩壳11的四周向外延伸并形成扣合面，所述漂浮架1内侧设有配合扣合面的扣合槽。

所述监测传感器组包括位于漂浮架1底部的安装板13，安装板13上经安装孔14可拆卸连接有若干监测传感器15，监测传感器15的上端可通过牵引绳和数据线连接安装孔14，传感器主体延伸至监测装置的下方；所述安装板13上的安装孔14数量为多个，监测传感器15可根据需要设置一个或多个，未安装监测传感器15的安装孔14通过堵头进行密封。

所述漂浮架1的顶部设有辅助功能件17，该辅助功能件17为全景摄像头或云台摄像头。

所述漂浮架1的外端连接有吊环18，该吊环18可用于连接锚绳，避免水质监测装置的丢失。

所述主控板9内还设有算法模块、定位模块和若干接口，所述警示灯条8、监测传感器15和辅助功能件17均可通过接口连接主控板9；所述无线通信模块和定位模块的外部分别经天线与系统平台进行数据远程传输；无线通信模块可采用4G、5G、WiIFi、ZigBee、LoRa、图传等任一无线传输方式将采集到的数据或图像传输到系统平台，并接收由系统平台下发的控制指令；定位模块可选用GPS、北斗或伽利略卫星定位模块，用于对每个水质监测装置的物理位置自动标定，并传至系统平台，方便后续的管理维护；算法模块用于对各监测传感器15采集的数据进行智能处理，如水质采集数据的过滤、异常告警、多个摄像头图像的拼接等。

与实施例1相比，本实施例通过对配重块的设置，能够进一步提高对水质监测装置整体的重量控制精度，使得漂浮架1上的水面线2能够准确控制在水面高度。

实施例3。一种智能太阳能水体环境监控装置，构成如图5所示，包括漂浮架1，漂浮架1的中部形成水面线2，水面线2上方的漂浮架1形成水上区域，水面线2下方的漂浮架1形成水下区域，水上区域上分别设有太阳能光伏板组3和监控组件12，该监控组件12可由多个不同朝向的摄像头组成，每个摄像头分别固定在上盖6的其中一个侧面，各摄像头的视野范围将漂浮架1的四周区域完全覆盖；所述漂浮架1的内侧形成空腔4，空腔4内设有连接监控组件12和太阳能光伏板组3的控制组件，该控制组件能够对获取到的各图像进行拼接处理，从而获得360°的全景图像。

水下区域的空腔4内填充有发泡材料层5，所述控制组件位于发泡材料层5上方的空腔4内。

所述漂浮架1由上盖6和底座7可拆卸连接而成，上盖6和底座7的外形均为棱锥形，上盖6和底座7的锥向相反，上盖6和底座7在连接处由密封圈密封。

所述太阳能光伏板组3分别设置在上盖6的各个侧面，相邻太阳能光伏板组3之间设有位于上盖6侧棱处的警示灯条8；上盖6的侧面可呈30°～60°的倾角设置，从而避免表面粉尘和杂质的堆积，且能够通过雨水的冲刷实现自动清理。

所述控制组件由相互连接的主控板9、无线通信模块和电池模块10组成，其中无线通信模块集成在主控板9上，主控板9的外部经太阳能控制器连接太阳能光伏板组3，太阳能控制器的外部连接电池模块10，控制组件的外部经罩壳11扣合在空腔4内；所述罩壳11包括可拆卸连接的上壳体和下壳体，罩壳11上设有用于穿线的防水型接线端子，罩壳11的四周向外延伸并形成扣合面，所述漂浮架1内侧设有配合扣合面的扣合槽。

所述漂浮架1的顶部设有辅助功能件17，所述辅助功能件17为警示灯或环境采集器。

所述漂浮架1的外端连接有吊环18，该吊环18可用于连接锚绳，避免水体环境监控装置的丢失。

所述主控板9内还设有算法模块、定位模块和若干接口，所述警示灯条8、辅助功能件17和监控组件12均可通过接口连接主控板9；所述无线通信模块和定位模块的外部分别经天线与系统平台进行数据远程传输；无线通信模块可采用4G、5G、WiIFi、ZigBee、LoRa、图传等任一无线传输方式将采集到的数据或图像传输到系统平台，并接收由系统平台下发的控制指令；定位模块可选用GPS、北斗或伽利略卫星定位模块，用于对每个水体环境监控装置的物理位置自动标定，并传至系统平台，方便后续的管理维护；算法模块用于对各数据进行智能处理，如异常告警、多个摄像头图像的拼接等。

本实施例通过对漂浮架1上功能件的限定，使其能够单独作为水体环境监控装置进行使用。

实施例4。一种智能太阳能水质监测装置，构成如图6所示，包括漂浮架1，漂浮架1的中部形成水面线2，水面线2上方的漂浮架1形成水上区域，水面线2下方的漂浮架1形成水下区域，水上区域上设有太阳能光伏板组3，水下区域上设有监测传感器组；所述漂浮架1的内侧形成空腔4，空腔4内设有连接监测传感器组和太阳能光伏板组3的控制组件。

所述水下区域的空腔4内填充有发泡材料层5，所述控制组件位于发泡材料层5上方的空腔4内。

所述漂浮架1由上盖6和底座7可拆卸连接而成，上盖6和底座7的外形均为棱锥形，上盖6和底座7的锥向相反，上盖6和底座7在连接处由密封圈密封。

所述太阳能光伏板组3分别设置在上盖6的各个侧面；上盖6的侧面可呈30°～60°的倾角设置，从而避免表面粉尘和杂质的堆积，且能够通过雨水的冲刷实现自动清理。

所述控制组件由相互连接的主控板9、无线通信模块和电池模块10组成，其中无线通信模块集成在主控板9上，主控板9的外部经太阳能控制器连接太阳能光伏板组3，太阳能控制器的外部连接电池模块10，控制组件的外部经罩壳11扣合在空腔4内；所述罩壳11包括可拆卸连接的上壳体和下壳体，罩壳11的上下两侧均设有用于穿线的防水型接线端子，罩壳11的四周向外延伸并形成扣合面，所述漂浮架1内侧设有配合扣合面的扣合槽。

厂家可通过调整控制组件的重量对监测装置进行高度调节，使得水质监测装置在入水后，水面线2的位置与水面高度平齐。

所述监测传感器组包括位于漂浮架1底部的安装板13，安装板13上经安装孔14可拆卸连接有若干监测传感器15，该监测传感器15可由厂家定制形成长筒形且一端通过螺纹或插接卡扣连接安装孔14；监测传感器15的外部设有可拆卸连接漂浮架1的防护网罩16，该防护网罩16的四周设有若干透水孔；所述安装板13上的安装孔14数量为多个，监测传感器15的外形为长条形且并排设置在安装板13上，监测传感器15可根据需要设置一个或多个，未安装监测传感器15的安装孔14通过堵头进行密封。

所述漂浮架1的外端连接有吊环18，该吊环18可用于连接锚绳，避免水质监测装置的丢失。

所述主控板9内还设有算法模块、定位模块和若干接口，所述监测传感器15可通过接口连接主控板9；所述无线通信模块和定位模块的外部分别经天线与系统平台进行数据远程传输；无线通信模块可采用4G、5G、WiIFi、ZigBee、LoRa、图传等任一无线传输方式将采集到的数据或图像传输到系统平台，并接收由系统平台下发的控制指令；定位模块可选用GPS、北斗或伽利略卫星定位模块，用于对每个水质监测装置的物理位置自动标定，并传至系统平台，方便后续的管理维护；算法模块用于对各监测传感器15采集的数据进行智能处理，如水质采集数据的过滤等。

本实施例通过对漂浮架1上功能件的限定，可单独用于对水质的实时监测，并保证装置的监测稳定性。

Claims (10)

1.一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：包括漂浮架(1)，漂浮架(1)的中部形成水面线(2)，水面线(2)上方的漂浮架(1)形成水上区域，水面线(2)下方的漂浮架(1)形成水下区域，水上区域上设有太阳能光伏板组(3)，水下区域上设有监测传感器组；所述漂浮架(1)的内侧形成空腔(4)，空腔(4)内设有连接监测传感器组和太阳能光伏板组(3)的控制组件。

2.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述水下区域的空腔(4)内填充有发泡材料层(5)。

3.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述水下区域的空腔(4)内设有用于调整装置整体重量的配重块。

4.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述漂浮架(1)由上盖(6)和底座(7)可拆卸连接而成，上盖(6)和底座(7)的外形均为棱锥形，上盖(6)和底座(7)的锥向相反。

5.根据权利要求4所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述太阳能光伏板组(3)分别设置在上盖(6)的各个侧面，相邻太阳能光伏板组(3)之间设有警示灯条(8)。

6.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述控制组件由相互连接的主控板(9)、无线通信模块和电池模块(10)组成，控制组件的外部经罩壳(11)扣合在空腔(4)内。

7.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述漂浮架(1)在水上区域上设有监控组件(12)。

8.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述监测传感器组包括位于漂浮架(1)底部的安装板(13)，安装板(13)上经安装孔(14)可拆卸连接有若干监测传感器(15)，监测传感器(15)的外部设有可拆卸连接漂浮架(1)的防护网罩(16)。

9.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述漂浮架(1)的顶部设有辅助功能件(17)。

10.根据权利要求1所述的一种智能太阳能水质监测装置，其特征在于：所述漂浮架(1)的外端连接有吊环(18)。

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