移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置及其使用方法与流程

本发明属于气体采样装置的技术领域，具体涉及移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置。

背景技术：

目前针对污水挥发性气体的原位采样方法主要为密闭气室法。即将单位面积一定的密闭容器罩在待测污水水面上，使水面保持密封，并在单位时间内测定密闭容器内污水表面被检气体的挥发量。现有的密闭气室结构采样装置要检测大范围水体中部液面，例如湖心处被检气体的挥发量时，需要检测人员乘船到湖心位置，然后将密闭气室放在水面，检测结束时，再乘船去湖心将装置回收。这种密闭气室结构有三个明显缺点，一是每次检测要乘船，耗费人力物力较大，检测不方便，二是密闭气室只能在风平浪静的湖面检测，一旦遇到风浪，会把密闭气室吹走，导致检测失败，三是将密闭气室刚刚放到湖面上时，密闭气室内的气体和湖面气体成分并不相同，密闭气室内原本存在的气体会影响检测的精确性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能通过遥控在水面上移动、能定位在被检水体中部、检测精确的移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置及其使用方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置，包括浮板以及下部开口的气体采集室，浮板上设置有上下贯通的通腔，气体采集室下部插入通腔中与浮板密封固定，浮板放置于水面上时，气体采集室下缘完全浸没于水中使得气体采集室的下部开口被水体封闭，气体采集室上部开设有抽气孔和气压平衡孔，其中：浮板设置有螺旋桨电动机以及螺旋桨，螺旋桨电动机与螺旋桨连接并能驱动螺旋桨转动，螺旋桨电动机位于的浮板中，螺旋桨伸出浮板并浸没在水中，浮板上固定有锚链储放盒，锚链储放盒上安装有锚链电机，锚链储放盒中放置锚链，锚链的一端伸出锚链储放盒并连接有一个锚，锚链电机能驱动锚链转出锚链储放盒或转入锚链储放盒，锚链储放盒上固定有一压力感应器，锚链与锚固定的一端穿过该压力感应器，压力感应器能感应锚对锚链的拉力，气体采集室的左右两侧各开设有一与气体采集室密封贴合的移门，移门上端与气体采集室上端铰接，移门下端为活动端，气体采集室上部设置有牵拉装置，牵拉装置包括第一齿轮和第二齿轮和传动带，传动带呈“8”字型绕设在第一齿轮和第二齿轮上，传动带上连接一电动缸，电动缸包括缸座和电动杆，电动杆穿过缸座，电动杆的两端连接在传动带上，电动缸能推动电动杆在缸座中移动，第一齿轮、第二齿轮和缸座分别固定在气体采集室上部，第一齿轮和第二齿轮的轮轴上分别绕有一牵拉线，牵拉线分别与相应的移门固定连接，当第一齿轮和第二齿轮转动时，牵拉线能牵拉移门，使移门相对于气体采集室转动，从而使气体采集室内外通透，浮板或气体采集室上固定有电源、中控芯片以及无线接收器，中控芯片与螺旋桨电动机、锚链电机、电动缸、压力感应器和无线接收器连接并控制螺旋桨电动机、锚链电机、电动缸的运作，电源分别与螺旋桨电动机、锚链电机、电动缸、压力感应器、中控芯片以及无线接收器连接并为其供电，无线接收器用于接收岸上指令并将指令传递至中控芯片。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的锚链储放盒内设置有盒心柱，锚链绕在盒心柱上，盒心柱与锚链电机的转动轴固定连接，锚链电机转动时，带动盒心柱转动，根据锚链电机的正转或反转，锚链被转出或转入锚链储放盒。

上述的压力感应器包括感应板，锚链穿过感应板并与感应板摩擦配合，压力感应器能感应到感应板与锚链之间的摩擦力大小。

上述的气体采集室上部固定有齿轮座，第一齿轮、第二齿轮分别固定在相应的齿轮座中，第一齿轮、第二齿轮能在齿轮座中转动。

上述的抽气孔用于插入用于连接气体成分检测器的抽气管，气压平衡孔将气体采集室与外界空气连通，使抽气管在抽气时气体采集室内的气压与外界气压平衡。

上述的气体采集室的下部设置有数个固定板，浮板的下部设置有与固定板相配合的固定槽，气体采集室下端插入至通腔下部，使固定板固定于固定槽中。

上述的气体采集室为透明材料制备。

上述的气体采集室上部安装有支架，气体成分检测器安装在支架上，支架在气体成分检测器上方设置有挡雨顶棚。

移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将气体采集室插入浮板的通腔中，然后将固定板固定于固定槽中，使气体采集室和浮板之间密封连接，然后将抽气管一端插入抽气孔中，抽气管另一端连接气体成分检测器；

步骤二、将移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置放到被检水体中漂浮，然后用无线控制器向中控芯片发出指令，中控芯片驱动螺旋桨电动机转动，检测装置开向湖心，当到达合适位置后，中控芯片停止螺旋桨电动机转动；

步骤三、中控芯片控制锚链电机正转，锚链转出锚链储放盒，锚进入水中，持续下沉，下沉过程中，锚链会对感应板产生恒定的滑动摩擦力，当锚沉底后，锚链失去拉力，锚链无法通过感应板，压力感应器感应到摩擦力大幅减小或消失，将该信号专递至中控芯片，中控芯片停止锚链电机运作；

步骤四、中控芯片控制电动缸运作，电动缸牵动第一齿轮、第二齿轮转动，两个移门一起打开，使气体采集室成为一个左右通透的结构，气体采集室内气体和湖面气体融合为一体，经过一端时间后，中控芯片控制电动缸反向运作，两个移门关闭；

步骤五、气体成分检测器抽取气体采集室内气体，进行检测，检测完成后，气体成分检测器储存数据；

步骤六、当检测完成后，重复数次步骤四和步骤五，获得数组数据；

步骤七、控制芯片控制锚链电机反转，回收锚，然后驱动螺旋桨电动机运作，将检测装置开回湖边回收。

本发明的移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置，主要具有浮板和气体采集室两个结构，浮板的密度比水小，使气体检测装置能整个漂浮在水面上，气体采集室是一个下部开口的罩体，当装置漂浮在水面上时，气体采集室的下部开口浸没在水中，被罩住的水面挥发气体至气体采集室中，从而被检测器检测。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、具有螺旋桨，以及用于远程操控的中控芯片和无线接收器，使用者可以在岸上操作检测装置向湖心方向移动，无需乘船，能极大地降低人力物力消耗。

二、具有锚，能停靠在被检水体中部，并能抵御较大的风浪，保证检测可以正常进行。

三、具有移门，检测前，可以先打开移门，使气体采集室内气体与湖面气体充分混合，然后再关闭移门，此时气体采集室内气体与湖面气体成分一致，使检测误差减小，精度提高。

四、气体采集室上部安装有支架，支架上方设置有挡雨顶棚，气体成分检测器可以直接安装在气体采集室上，实时收集数据，等将装置回收到岸上时，再从气体成分检测器下载数据，无需人在岸边职守，降低人力消耗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的侧视剖视图；

图4是移门打开时的示意图；

图5是本发明的仰视图；

图6是本发明的电路结构示意图。

其中的附图标记为：浮板1、通腔11、螺旋桨电动机12、螺旋桨13、锚链储放盒14、盒心柱14a、锚链电机15、锚链16、锚17、压力感应器18、感应板18a、气体采集室2、抽气孔21、气压平衡孔22、移门23、齿轮座24、固定板25、牵拉装置3、第一齿轮31、第二齿轮32、传动带33、电动缸34、缸座34a、电动杆34b、牵拉线35、电源4、无线接收器5、支架6、气体成分检测器61、抽气管62、挡雨顶棚63。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

本发明的移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置，包括浮板1以及下部开口的气体采集室2，浮板1上设置有上下贯通的通腔11，气体采集室2下部插入通腔11中与浮板1密封固定，浮板1放置于水面上时，气体采集室2下缘完全浸没于水中使得气体采集室2的下部开口被水体封闭，气体采集室2上部开设有抽气孔21和气压平衡孔22，浮板1设置有螺旋桨电动机12以及螺旋桨13，螺旋桨电动机12与螺旋桨13连接并能驱动螺旋桨13转动，螺旋桨电动机12位于的浮板1中，螺旋桨13伸出浮板1并浸没在水中，浮板1上固定有锚链储放盒14，锚链储放盒14上安装有锚链电机15，锚链储放盒14中放置锚链16，锚链16的一端伸出锚链储放盒14并连接有一个锚17，锚链电机15能驱动锚链16转出锚链储放盒14或转入锚链储放盒14，锚链储放盒14上固定有一压力感应器18，锚链16与锚17固定的一端穿过该压力感应器18，压力感应器18能感应锚17对锚链16的拉力，气体采集室2的左右两侧各开设有一与气体采集室2密封贴合的移门23，移门23上端与气体采集室2上端铰接，移门23下端为活动端，气体采集室2上部设置有牵拉装置3，牵拉装置3包括第一齿轮31和第二齿轮32和传动带33，传动带33呈“8”字型绕设在第一齿轮31和第二齿轮32上，传动带33上连接一电动缸34，电动缸34包括缸座34a和电动杆34b，电动杆34b穿过缸座34a，电动杆34b的两端连接在传动带33上，电动缸34能推动电动杆34b在缸座34a中移动，第一齿轮31、第二齿轮32和缸座34a分别固定在气体采集室2上部，第一齿轮31和第二齿轮32的轮轴上分别绕有一牵拉线35，牵拉线35分别与相应的移门23固定连接，当第一齿轮31和第二齿轮32转动时，牵拉线35能牵拉移门23，使移门23相对于气体采集室2转动，从而使气体采集室2内外通透，浮板1或气体采集室2上固定有电源4、中控芯片以及无线接收器5，中控芯片与螺旋桨电动机12、锚链电机15、电动缸34、压力感应器18和无线接收器5连接并控制螺旋桨电动机12、锚链电机15、电动缸34的运作，电源4分别与螺旋桨电动机12、锚链电机15、电动缸34、压力感应器18、中控芯片以及无线接收器5连接并为其供电，无线接收器5用于接收岸上指令并将指令传递至中控芯片。

实施例中，锚链储放盒14内设置有盒心柱14a，锚链16绕在盒心柱14a上，盒心柱14a与锚链电机15的转动轴固定连接，锚链电机15转动时，带动盒心柱14a转动，根据锚链电机15的正转或反转，锚链16被转出或转入锚链储放盒14。

实施例中，压力感应器18包括感应板18a，锚链16穿过感应板18a并与感应板18a摩擦配合，压力感应器18能感应到感应板18a与锚链16之间的摩擦力大小。

实施例中，气体采集室2上部固定有齿轮座24，第一齿轮31、第二齿轮32分别固定在相应的齿轮座24中，第一齿轮31、第二齿轮32能在齿轮座24中转动。

实施例中，抽气孔21用于插入用于连接气体成分检测器的抽气管，气压平衡孔22将气体采集室2与外界空气连通，使抽气管在抽气时气体采集室2内的气压与外界气压平衡。

实施例中，气体采集室2的下部设置有数个固定板25，浮板1的下部设置有与固定板25相配合的固定槽，气体采集室2下端插入至通腔11下部，使固定板23固定于固定槽中。

实施例中，气体采集室2为透明材料制备。

实施例中，气体采集室2上部安装有支架6，气体成分检测器61安装在支架6上，支架6在气体成分检测器61上方设置有挡雨顶棚63。

本发明的中控芯片以及无线接收器5集成为一体，故在说明书附图中没有体现出中控芯片的结构，本发明的中控芯片可以为单片机。

移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将气体采集室2插入浮板1的通腔11中，然后将固定板23固定于固定槽12中，使气体采集室2和浮板1之间密封连接，然后将抽气管3一端插入抽气孔21中，抽气管3另一端连接气体成分检测器61；

步骤二、将移动式远程无人值守液面挥发气体自动检测装置放到被检水体中漂浮，然后用无线控制器向中控芯片发出指令，中控芯片驱动螺旋桨电动机12转动，检测装置开向湖心，当到达合适位置后，中控芯片停止螺旋桨电动机12转动；

步骤三、中控芯片控制锚链电机15正转，锚链16转出锚链储放盒14，锚17进入水中，持续下沉，下沉过程中，锚链16会对感应板18a产生恒定的滑动摩擦力，当锚17沉底后，锚链16失去拉力，锚链16无法通过感应板18a，压力感应器18感应到摩擦力大幅减小或消失，将该信号专递至中控芯片，中控芯片停止锚链电机15运作；

步骤四、中控芯片控制电动缸34运作，电动缸34牵动第一齿轮31、第二齿轮32转动，两个移门23一起打开，使气体采集室2成为一个左右通透的结构，气体采集室2内气体和湖面气体融合为一体，经过一端时间后，中控芯片控制电动缸34反向运作，两个移门关闭；

步骤五、气体成分检测器61抽取气体采集室2内气体，进行检测，检测完成后，气体成分检测器61储存数据；

步骤六、当检测完成后，重复数次步骤四和步骤五，获得数组数据；

步骤七、控制芯片控制锚链电机15反转，回收锚17，然后驱动螺旋桨电动机12运作，将检测装置开回湖边回收。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。