CN2533469Y - 线卷型自动跟踪水面的水质监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置。包括一架杆，其架设于水岸边位置；一卷轮，其组装于该架杆的一侧端；一缆绳，其缠绕于该卷轮周缘，且其具有上下二端；一浮体，其连结于该缆绳的一端；一控制元件，其连结于该卷轮；一感测器组，其固设于该浮体的周缘；一讯号线，其一端连接于该感测器组并环绕于缆绳的拉出段，且该卷曲绕设的讯号线连接该浮体；以及一监测装置，其连接于该讯号线的另一端。从而，能达到长期即时监测固定入水深度的水质讯号的功效。

Description

线卷型自动跟踪水面的水质监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置。

背景技术

现今社会的科技工业虽处于高度发展状态，然而，相对地其却导致严重的环境污染问题，而其中又以水源污染问题最为严重，即于目前随时有大量污染物质倾倒或排入于河川水库或输水渠道中，而一般常见的固定污染源如工厂排水，而常见的移动污染源则有汽车交通工具，甚而在有些状况下，亦常遇未经处理的废弃物随意排入于水道河川中，或者该废弃物的污染物质经由雨水冲洗汇流而导致污染水源，而当灌溉及民生用水若引入受到污染的水源，其除将增加水处理成本外，亦可能引发人体及水中生物的污染伤害事件。而于解决水源污染问题前，则必须先精确监测分析出其由何种污染物质而导致水源污染，及其水源污染的范围，换言之，对于水源的不同水质参数讯号则必须作长期的监测分析；

而早期例行的水质监测方式多利用人工采样，无法全天监测即时定点水质，而其人工采样不仅费时费力且成本高昂，且其采样量少及采样频率不规则，而为达到多次规律采样的目的，则必须利用自动化汲水取样方式。而目前少数自动连续监测的水质监测装置，则采用管路泵以汲水取样至室内监测分析槽，然而，其采样取水管口难以兼顾枯丰水期的水位变化；此外，习知利用浮筒或漂浮平台的装载感测器而监测水质，则多以缆索及电缆连接至岸上，然而，其浮筒会不定向漂流并导致电缆缠绕钩触水中杂物，甚而影响监测水质工作的进行；

习知为避免电缆钩触水中杂物的弊端，则有将讯号电缆卷绕于一卷轮的设计，且其利用一马达以转动该卷轮并进而调节该电缆的拉伸长度，使感测器能沉入水中而监测水质，然而，其整体装置成本较高且需配备额外电力设备。

更者，习知为将水质感测器的讯号传送至一监测装置，其以一电缆连接于该监测装置及一传讯器组的转动心轴之间，而该传讯器组的心轴与一卷轮同步转动，该传讯器组包括一不转动的炭刷以电连接于该监测装置，惟该传讯器组的心轴则转动摩擦于该炭刷，俾始能传送讯号，然而该接触性长时摩擦会造成习知讯号传讯器组的炭刷传导磨损，及增加卷轮转动阻力的弊端。

而本案创作人前曾研发申请并获贵局核准的专利公告案(专利公告编号：第452080号自动跟踪水面的水质监测装置)，该专利案揭示一种能自动调节讯号索长度及隔测传讯的装置，其于一卷轮上缠绕有一讯号索，且该讯号索连结于一浮体上的水质感应器，俾能即时将感测的水质参数讯号传讯至卷轮上的监测装置，而该卷轮能调节该讯号索的拉伸长度，俾能使该水质感应器能保持沉浸于水中，而一隔测传讯器组包括一转接基板及一收讯电路板，其藉由光发射器而将感测数值以光电讯号传送至该收讯电路板上的光接收器，即以光电转换的隔空非接触传讯方式，而达到自动连续监测水质的功效。然而，该讯号索及隔测传讯器组的价格成本极高，即该讯号索的构造于一钢缆内包覆有讯号导线，俾使该讯号索具有拉伸该浮体与传送讯号数据的双重效能，惟其制造成本较高且其相关的讯号传送与接收电路亦须花费额外的成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该水质监测装置包括一感测器组、一承载该感测器组的浮体、一拉伸连结于该浮体的缆绳，及一连接于该感测器组与一监测装置的讯号线，其中该缆绳及讯号线则能免于漂流钩触水中杂物；其中一架设于水岸边的架杆而一卷轮组装于该架杆的侧端，而一定扭力弹性元件提供该卷轮转动的固定扭力，一缆绳则缠绕于该卷轮的周缘，而一浮体连结于该缆绳的一端，一固设于该浮体周缘的感测器组能感测至少一种水质参数讯号，一卷曲的讯号线则将感测讯号传送至一监测装置，且该卷曲的讯号线环绕于该缆绳的伸出段，而该卷曲绕设的讯号线随该浮体的升降，而自动弹性调节其讯号线的拉伸长度，俾能达到长期即时监测固定入水深度的水质讯号的功效。

本实用新型是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，包括一架杆，其架设于水岸边位置；一卷轮，其组装于该架杆的一侧端；一缆绳，其缠绕于该卷轮周缘，且其具有上下二端；一浮体，其连结于该缆绳的一端；一控制元件，其连结于该卷轮；一感测器组，其固设于该浮体的周缘；一讯号线，其一端连接于该感测器组并环绕于缆绳的拉出段，且该卷曲绕设的讯号线连接该浮体；以及一监测装置，其连接于该讯号线的另一端。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该讯号线的卷曲端绕设于该缆绳的拉出段位置。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该控制元件提供有卷轮固定扭力的定扭力弹性元件。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该定扭力弹性元件为一盘式弹簧，而其一端组装于该架杆端侧，且其另端连结组装于该卷轮。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该控制元件还包括组装于该架杆端侧的一枢轴，且该卷轮以轴枢于该枢轴上。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该定扭力弹性元件为一盘式弹簧，而其一端组装于该枢轴，且其另端连结组装于该卷轮。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该控制元件还包括一轮轴以旋动组装于该架杆的端侧，且该卷轮以轴枢组装于该轮轴上。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该定扭力弹性元件为一定扭力弹簧。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该定扭力弹簧包括一第一鼓轮，其组装固设于该轮轴端侧；一第二鼓轮，其旋动枢设于该架杆的端侧；以及一弹簧，其卷绕于该第一鼓轮及第二鼓轮之间。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该感测器组一呈波浪状且钩挂绕设于该浮体周缘的感测索。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该感测索由传导聚合物材料所制成，而其于感测到浮油碳氢化合物时所产生的第二电阻值，则远大于未感测到浮油碳氢化合物时的第一电阻值。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该浮体周缘固设有数个挂钩，且该感测索呈波浪状地钩挂绕设于该浮体周缘。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该感测器组包括至少一个水质感测元件。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该感测器组包括一监测传讯板。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该监测传讯板设计为周期性读取讯号板。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该监测传讯板位设于该浮体内。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，还包括有一水位感测装置。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该水位感测装置包括数个磁铁，其对称固设于该卷轮的一侧轮缘端面；以及一磁性感测元件，其对应组装于该架杆端侧的壳座上。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该水位感测装置包括一感测轮，其组装于该架杆端侧的壳座上，而该缆绳延伸绕经于该感测轮；数个磁铁，其对称固设于该感测轮的轮缘；以及一磁性感测元件，其对应组装于该架杆端侧的壳座上，而该磁性感测元件。

本实用新型还是提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，该水位感测装置还包括有一组装于该架杆端侧的滑轮，且该缆绳能延伸绕经于该滑轮。

本实用新型能达到长期即时监测固定入水深度的水质讯号的功效。

附图说明

图1本实用新型第一实施例浮体漂浮于高水位的局部剖视图。

图2本实用新型第一实施例浮体漂浮于低水位的局部剖视图。

图3本实用新型第二实施例的局部剖视图。

图4本实用新型第三实施例的局部剖视图。

图5本实用新型第四实施例的局部剖视图。

图6本实用新型第五实施例的局部剖视图。

具体实施方式

有关于本实用新型的构造特征及实际功效，兹举数较佳的实施例并以图式而详细说明如后，期使贵审查委员能深入了解本实用新型，惟以下所述者仅为用以解释本实用新型的数种较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应属于本实用新型意图保护的范围。

首先请参阅本实用新型的第一实施例，如I图1、2所示，本实用新型为一种位设于水岸边的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其水质监测装置的壳座18固设于一架杆19的近水面顶缘端侧，而该架杆19的另侧端则架设于水岸边位置；

一枢轴11组装于该壳座18的侧壁上，而一卷轮10则藉由套设一轴承12以旋动轴枢于该枢轴11上，而于该呈圆筒状的卷轮10二侧端则对应的轮缘端面；

一盘式弹簧13连设于该卷轮10及该枢轴11之间，即该盘式弹簧13的一端卡掣于该卷轮10的内壁面，而该盘式弹簧13的另端则卡掣于该枢轴11上，俾藉由旋转扭动该盘式弹簧13而使该卷轮10具有自动转复位的功能；

一缆绳20卷绕于该卷轮10的轮面外周缘，而该缆绳20的顶侧端缘连结于该卷轮10上，且该缆绳20的底侧端缘则连结于一浮体30，而于该浮体30的侧缘环周面固设有数个挂钩32，俾得以钩挂绕设一可感测水中碳氢有机化合物的感测索31，且该感测索31呈波浪状地钩挂绕设于该浮体30周缘，而该感测索31由能感测汽柴油等碳氢化合物的传导聚合物材料(Conductive Polymer)所制成，而当该感测索31与水面碳氢化合物或油污接触时，则会导致该感测索31的电阻值剧幅增加，俾得以适时感测到水面油污及漏油的情形；

一讯号线25的一端系连接于该感测索31，而其另端则连接于一电路板17，而该电路板17则再连接于一远方的监测装置26，且该讯号线25卷曲绕设于该缆绳20的拉出段周缘；

本实用新型于实际使用状态时，该浮体30及其缠绕的感测索31漂浮于水面且直接接触感测水面上的浮油及碳氢化合物，而该浮体30受到本身重力、水中浮力及该缆绳20的弹拉力等作用力处于平衡状态，俾使该浮体30得以随水位的升降而定点漂浮于水面上，其中该缆绳20的弹拉力源自于该卷轮10内的盘式弹簧13，即当该盘式弹簧13受到扭转时则其会对该卷轮10施以相对的定扭力，是以当该缆绳20于拉动该卷轮10而其向下拉伸一长度时，则该缆绳20会施以相对的弹拉力于该浮体30；

而如图1、2所示的水位升降变化时，则该缆绳20会因其弹拉力而自动拉长或缩短其外露长度，以令该浮体30的本身重力及所受到的浮力、弹拉力等处于平衡状态，俾使该浮体30得以适度地漂浮于水面上，且使该感测索31能恒与水面保持漂浮接触状态。

有关本实用新型线卷型自动跟踪水面的水质监测装置所增进的具体功效：1、该缆绳20及讯号线25能免于钩缠水中杂物，兹由于该盘式弹簧13连结于该卷轮10及枢轴11间，俾使该缆绳20受到弹拉力，而能避免其四处漂流或钩缠杂物的弊端；另由于该讯号线25卷曲绕设于该缆绳20的拉出段周缘，且其随该浮体30的定点漂浮升降而弹性拉伸其长度，故该讯号线25亦能免于钩缠水中杂物。2、本实用新型采用分离的缆绳20及讯号线25，故其整体成本价格远较将讯号线包覆于一钢缆内的成本为低。3、该感测索31直接经由一成本低廉的讯号线25而连接于岸上监测设备，故本实用新型可避免采用复杂且昂贵的非接触型传讯装置。

继而，本实用新型水质监测装置的第二实施例，如图3所示，其中于第一实施例的感测索31由数个水质感测元件35所替换，而该数个水质感测元件35固设于该浮体30的底侧周缘，且其分别连接于该浮体30内的监测传讯板33，俾使其可分别感测恒定水深下的PH值、水温、溶氧、导电度、浊度、重金属含量…等水质参数讯号，并进而将所感测的讯号经由该讯号线25以传送至远方的监测装置，俾能达到长期精确侦测湖面定点深度水质的功效，至于，该监测传讯板33设计为周期性工作耗电，例如每分钟读取一次讯号，其余时间则进入节电状态，俾利用电池即可供电运转数个月的长段时间，进而具体增进其长时监测水质的效能。

有关本实用新型水质监测装置的第三实施例，如图4所示，其中于第一、二实施例的盘式弹簧13由一作动较精密的定扭力弹簧16所代换，一轮轴14套设一轴承15后而枢设于该壳座18的侧壁上，而一第一鼓轮21固设于该轮轴14端侧，另而一第二鼓轮22旋动枢设于该壳座18的侧壁，至于，该定扭力弹簧16的一端连结卷绕于该第一鼓轮21，且该定扭力弹簧16的另一端则连结卷绕于该第二鼓轮22，而该轮轴14连结于该卷轮10且作同步转动，是以，该定扭力弹簧16经由该轮轴14的连动，进而使得该卷轮10具有拉动弹力及转复位的作用。

本实用新型水质监测装置的第四实施例，如图5所示其另包括有一水位感测装置，其中该水位感测装置将数个磁铁43等距固设于该卷轮10的一侧轮缘端面上，而一磁性感测元件46对应组装于该壳座18上的一基板45位置，而当该浮体30随水位高度升降时，则该卷轮10及该数个磁铁43亦同时位移转动，而每当该磁铁43移动接近或远离于该磁性感测元件46时，则该磁性感测元件46会产生近接与远离的交替脉冲讯号，从而检测出该缆绳20的拉伸长度或该浮体30的浮动升降的水位高度变化，并将该感测讯号传送至远方的监测装置26；继而，数个对应滑轮48位设组装于该卷轮10的周围，而该数个滑轮48使绕经的缆绳20能更平顺的拉动，且其亦使该缆绳20能依序顺畅地缠绕排列于该卷轮10上，而有关该卷轮10及滑轮48间的卷绕缆绳20的相关详细技术，则已揭示于创作人所获核准的美国专利第6269547号专利案中，并予陈明。

本实用新型水质监测装置的第五实施例则如图6所示，其包括有另一水位感测装置，其中该缆绳20绕经一位设于该壳座18上的一感测轮66周缘，而该缆绳20随该浮体30的上下浮动而同时转动该感测轮66，且于该感测轮66的轮缘等距环设有数个磁铁67，而一位设于该壳座18上的一磁性感测元件68则依序检测出该磁铁67的移动讯号，而每当该磁铁67移动接近或远离于该磁性感测元件68时，则该磁性感测元件68会产生近接与远离的交替脉冲讯号，从而检测出该缆绳20的拉伸长度或该浮体30的浮动升降的水位高度变化，并将该感测讯号传送至远方的监测装置26；继而，该缆绳20延伸绕经一位设于该壳座18上的一滑轮64，俾使该缆绳20于改变方向的拉伸卷绕动作更加平稳顺畅。

综上所述，本实用新型提供一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其藉由位设于该浮体外侧的水质感测元件而感测固定入水深度的数种水质参数讯号，且该浮体与一受该卷轮的弹力拉伸的缆绳处于浮动平衡状态，而一线卷型讯号线则连接于该水质感测元件与监测装置之间，是以，本实用新型具有成本低廉及免于钩缠水中杂物的效能并进，而能达到即时传送恒定水深的水质监测讯号的功效，俾得以连续监测且达到立即反应处置的动态监测功能，故足证本实用新型确实具有新颖性和进步性，实已符合我国专利法有关新型专利的申请要件的规定，乃依法提起专利申请。

Claims (20)

1、一种线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：包括一架杆，其架设于水岸边位置；一卷轮，其组装于该架杆的一侧端；一缆绳，其缠绕于该卷轮周缘，且其具有上下二端；一浮体，其连结于该缆绳的一端；一控制元件，其连结于该卷轮；一感测器组，其固设于该浮体的周缘；一讯号线，其一端连接于该感测器组并环绕于缆绳的拉出段，且该卷曲绕设的讯号线连接该浮体；以及一监测装置，其连接于该讯号线的另一端。

2、根据权利要求1所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该讯号线的卷曲端绕设于该缆绳的拉出段位置。

3、根据权利要求1所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该控制元件提供有卷轮固定扭力的定扭力弹性元件。

4、根据权利要求3所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该定扭力弹性元件为一盘式弹簧，而其一端组装于该架杆端侧，且其另端连结组装于该卷轮。

5、根据权利要求3所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该控制元件还包括组装于该架杆端侧的一枢轴，且该卷轮以轴枢于该枢轴上。

6、如申请专利范围第3所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该定扭力弹性元件为一盘式弹簧，而其一端组装于该枢轴，且其另端连结组装于该卷轮。

7、根据权利要求3所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该控制元件还包括一轮轴以旋动组装于该架杆的端侧，且该卷轮以轴枢组装于该轮轴上。

8、根据权利要求3所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该定扭力弹性元件为一定扭力弹簧。

9、根据权利要求8所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该定扭力弹簧包括一第一鼓轮，其组装固设于该轮轴端侧；一第二鼓轮，其旋动枢设于该架杆的端侧；以及一弹簧，其卷绕于该第一鼓轮及第二鼓轮之间。

10、根据权利要求1所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该感测器组一呈波浪状且钩挂绕设于该浮体周缘的感测索。

11、根据权利要求10所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该感测索由传导聚合物材料所制成，而其于感测到浮油碳氢化合物时所产生的第二电阻值，则远大于未感测到浮油碳氢化合物时的第一电阻值。

12、根据权利要求1所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该浮体周缘固设有数个挂钩，且该感测索呈波浪状地钩挂绕设于该浮体周缘。

13、根据权利要求1所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该感测器组包括至少一个水质感测元件。

14、根据权利要求13所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该感测器组包括一监测传讯板。

15、根据权利要求14所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该监测传讯板设计为周期性读取讯号板。

16、根据权利要求14所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该监测传讯板位设于该浮体内。

17、根据权利要求1所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：还包括有一水位感测装置。

18、根据权利要求17所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该水位感测装置包括数个磁铁，其对称固设于该卷轮的一侧轮缘端面；以及一磁性感测元件，其对应组装于该架杆端侧的壳座上。

19、根据权利要求17所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该水位感测装置包括一感测轮，其组装于该架杆端侧的壳座上，而该缆绳延伸绕经于该感测轮；数个磁铁，其对称固设于该感测轮的轮缘；以及一磁性感测元件，其对应组装于该架杆端侧的壳座上，而该磁性感测元件。

20、根据权利要求19所述的线卷型自动跟踪水面的水质监测装置，其特征是：该水位感测装置还包括有一组装于该架杆端侧的滑轮，且该缆绳能延伸绕经于该滑轮。

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