一种地表水水质测量装置的制作方法

本实用新型涉及水质检测技术领域，具体涉及一种地表水水质测量装置。

背景技术：

水质(waterquality)水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。

传统的水质检测方法是首先进行河流中的水质取样，然后送至检测机构进行检测，这样消耗检测的时间比较久，无法达到及时的预警效果。因此，急需一种可以在现场检测水体的水质检测装置，缩短水质检测的所需的周期。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种地表水水质测量装置，具有在现场检测水体的水质检测装置，缩短水质检测的所需的周期的优点。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种地表水水质测量装置，包括机架、储水箱、第一出水管及第二出水管，所述机架上设置有水泵，所述水泵的进水端连接有进水管，所述水泵的出水端连接有第一出水管，所述机架上设置有搅拌箱，所述第二出水管的一端穿设在所述储水箱的底部壁面上，所述第二出水管内设置有阀门，所述第二出水管远离储水箱的一端穿设在所述搅拌箱上，所述第二出水管的另一端穿设在所述搅拌箱内，所述搅拌箱的底部还穿设有第三出水管和第四出水管，所述机架上设置有光谱检测管和浑浊度检测管，所述第三出水管远离搅拌箱的一端与所述光谱检测管导通连接，所述第四出水管远离搅拌箱的一端与所述浑浊度检测管导通连接。

通过采用上述技术方案，进行地表水水质检测时，操作人员先将进水管的一端放置在地表水内，水泵将地表水抽取至储水箱内。再开启阀门，地表水再经过第二出水管进入搅拌箱内，使得地表水里的物质与地表水均匀混合。完成搅拌工作后的地表水，一部分经第三出水管流动至光谱检测管内进行ph值检测，还有一部分经第四出水管流动至浑浊度检测管内进行浑浊度检测，从而达到在现场检测水体的水质检测装置，缩短水质检测的所需的周期的效果。

优选的，所述搅拌箱的顶部壁面上穿设有搅拌轴，所述搅拌轴的长度方向与竖直方向平行，所述搅拌轴上均匀设置有多个搅拌扇叶，所述搅拌箱上设置有电机，所述电机的输出轴与所述搅拌轴位于搅拌箱外的一端同轴连接。

通过采用上述技术方案，被采集的地表水在搅拌箱内进行搅拌，使得地表水里的物质与地表水均匀混合，达到提高光谱检测管和浑浊度检测管检测的准确性的效果。

优选的，所述光谱检测管内设置有全光谱传感器，所述全光谱传感器(的输出端连接有控制器。

通过采用上述技术方案，全光谱传感器用于检测总有机碳toc、化学需氧量cod及生化需氧量bod。

优选的，所述浑浊度检测管由透明玻璃制成，所述机架上设置有浑浊度检测装置，所述浑浊度检测装置为包括gp2y1010au0f传感器及第二比较器u2，所述gp2y1010au0f传感器的输出端与第二比较器u2的输入端连接，所述浑浊度检测装置还包括脉冲信号发生单元，所述脉冲信号发生单元的输出端与所述gp2y1010au0f传感器的脉冲信号输出端连接，所述浑浊度检测装置还包括第二npn型三极管q2及第二指示灯d2，所述第二比较器u2的输出端与第二npn型三极管q2的基极b连接，所述第二npn型三极管q2的发射极e接地，所述第二指示灯d2串联在外接电源与第二npn型三极管q2的集电极c之间。

通过采用上述技术方案，gp2y1010au0f传感器利用了细颗粒物的相关性质和mie散射理论，当光照射到悬浮在空气中的细颗粒物上时，会产生散射光。在细颗粒物性质保持一定的前提下，产生的散射光强度与细颗粒物的质量浓度成正比，通过光电倍增管将颗粒物的散射光转换成光电流。当浑浊度检测管内的地表水较为浑浊时，gp2y1010au0f传感器输出的电压大于第二比较器u2的基准电压，第二npn型三极管q2导通，第二指示灯d2被点亮，从而达到提示操作人员地表水的较为浑浊的效果。

优选的，所述脉冲信号发生单元由ne555芯片及外围电路组成。

通过采用上述技术方案，脉冲信号发生单元输出方波信号，达到驱动gp2y1010au0f传感器的发光二极管工作的效果。

优选的，外接电源与所述水泵之间设置有按键开关s，所述储水箱内设置有水位检测开关，所述水位检测开关并联在按键开关s和水泵上。

通过采用上述技术方案，需要抽水时，操作人员打开按键开关s，使得水泵通电，开始抽水。水位检测开关检测储水箱内的液面达到预定位置时，水位开关处于闭合状态，使得水泵短路，此时水泵处于断电状态，从而达到自动关闭水泵的效果。

优选的，所述水位检测开关为pnp型常开接近开关，所述pnp型常开接近开关穿设在储水箱的顶部壁面上，所述储水箱内设置有浮板，所述浮板的两个相对设置的侧壁上均固定设置有永磁铁。

通过采用上述技术方案，浮板使得永磁铁浮动在储水箱内的液面上，在储水箱的液面达到设定位置时，永磁铁靠近pnp型常开接近开关，pnp型常开接近开关处于闭合状态，使得水泵短路，此时水泵处于断电状态，从而达到自动关闭水泵的效果。

优选的，所述进水管远离水泵的一端的端口设置有过滤网。

通过采用上述技术方案，达到阻止较大固体颗粒进入进水管、堵塞进水管的效果。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、本实用新型具有在现场检测水体的水质检测装置，检测水体的总有机碳toc、化学需氧量cod及生化需氧量bod，缩短水质检测的所需的周期的优点；

2、本实用新型的进水管远离水泵的一端的端口设置有过滤网，具有阻止较大固体颗粒进入进水管、堵塞进水管的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型用于展示储水箱的浮板的部分剖视图；

图3为本实用新型用于展示搅拌箱的搅拌轴的部分剖视图；

图4为本实用新型用于展示脉冲信号发生单元的电路示意图；

图5为本实用新型用于展示gp2y1010au0f传感器的电路示意图；

图6为本实用新型用于展示第一比较器的电路示意图；

图7为本实用新型用于展示第二比较器的电路示意图；

图8为本实用新型用于展示水位检测开关的电路示意图。

图中，1、机架；11、水泵；12、进水管；13、第一出水管；2、储水箱；21、第二出水管；22、第三出水管；23、第四出水管；3、搅拌箱；31、搅拌轴；32、搅拌扇叶；33、电机；4、光谱检测管；5、浑浊度检测管；6、全光谱传感器；7、gp2y1010au0f传感器；8、水位检测开关；9、浮板；91、永磁铁。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图1-8，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参照图1，一种地表水水质测量装置，包括机架1、储水箱2、第一出水管13及第二出水管21，机架1上设置有水泵11及蓄电池，蓄电池用于给水泵11供电。水泵11的进水端连接有进水管12，进水管12远离水泵11的一端的端口设置有过滤网，水泵11的出水端连接有第一出水管13。机架1上设置有搅拌箱3，第二出水管21的一端穿设在储水箱2的底部壁面上，第二出水管21内设置有阀门，本实施例中，阀门为截止阀。第二出水管21远离储水箱2的一端穿设在搅拌箱3上，第二出水管21的另一端穿设在搅拌箱3内。结合图3，搅拌箱3的顶部壁面上穿设有搅拌轴31，搅拌轴31的长度方向与竖直方向平行，搅拌轴31上均匀设置有四个搅拌扇叶32，搅拌箱3上设置有电机33，电机33的输出轴与搅拌轴31位于搅拌箱3外的一端同轴连接。

进行地表水水质检测时，操作人员先将进水管12的一端放置在地表水内，水泵11将地表水抽取至储水箱2内。再开启阀门，地表水再经过第二出水管21进入搅拌箱3内，被采集的地表水在搅拌箱3内进行搅拌，使得地表水里的物质与地表水均匀混合，方便光谱检测管4和浑浊度检测管5进行检测。

参照图8，蓄电池与水泵11之间设置有按键开关s，结合图1、2，储水箱2内还设置有水位检测开关8。水位检测开关8为pnp型常开接近开关，pnp型常开接近开关穿设在储水箱2的顶部壁面上，储水箱2内设置有浮板9，浮板9的两个相对设置的侧壁上均固定设置有永磁铁91。本实施中，蓄电池还用于给pnp型常开接近开关供电。

水泵11将地表水抽入至储水箱2内时，浮板9使得永磁铁91浮动在储水箱2内的液面上，在储水箱2的液面达到设定位置时，永磁铁91靠近pnp型常开接近开关，pnp型常开接近开关处于闭合状态，使得水泵11短路，此时水泵11处于断电状态，自动关闭水泵11，操作人员再打开按键开关s，完成依次抽水工作。

参照图1、4，搅拌箱3的底部还穿设有第三出水管22，机架1上设置有光谱检测管4，光谱检测管4内设置有全光谱传感器6，全光谱传感器6的输出端连接有控制器，本实施例中，控制器为单片机。

全光谱传感器6用于检测总有机碳toc、化学需氧量cod及生化需氧量bod。

参照图1、5，浑浊度检测管5由透明玻璃制成，机架1上设置有浑浊度检测装置，结合图7，浑浊度检测装置为包括gp2y1010au0f传感器7及第二比较器u2，本实施例中，gp2y1010au0f传感器7的探头正对浑浊度检测管5设置，使得gp2y1010au0f传感器7的发光二极管发出的光线方向与浑浊度检测管5的长度方向垂直。gp2y1010au0f传感器7的输出端与第二比较器u2的输入端连接。结合图6，浑浊度检测装置还包括脉冲信号发生单元，脉冲信号发生单元由ne555芯片及外围电路组成，ne555芯片的输出端与gp2y1010au0f传感器7的脉冲信号输出端连接。浑浊度检测装置还包括第二npn型三极管q2及第二指示灯d2，第二比较器u2的输出端与第二npn型三极管q2的基极b连接，第二npn型三极管q2的发射极e接地，第二指示灯d2串联在外接电源与第二npn型三极管q2的集电极c之间。本实施中，蓄电池还用于给gp2y1010au0f传感器7、第二比较器u2、脉冲信号发生单元、第二npn型三极管q2及第二指示灯d2供电。

本实施例中，光谱检测管4和浑浊度检测管5远离搅拌箱3的一端均开口设置，光谱检测管4和浑浊度检测管5远离搅拌箱3的一端均盖设有端盖，水质检测完成后，操作人员打开光谱检测管4和浑浊度检测管5的端盖，将地表水排出即可。

gp2y1010au0f传感器7利用了细颗粒物的相关性质和mie散射理论，当光照射到悬浮在空气中的细颗粒物上时，会产生散射光。在细颗粒物性质保持一定的前提下，产生的散射光强度与细颗粒物的质量浓度成正比，通过光电倍增管将颗粒物的散射光转换成光电流。当浑浊度检测管5内的地表水较为浑浊时，gp2y1010au0f传感器7输出的电压大于第二比较器u2的基准电压，第二npn型三极管q2导通，第二指示灯d2被点亮，提示操作人员地表水较为浑浊。

本实施例的实施原理为：进行地表水水质检测时，操作人员先将进水管12的一端放置在地表水内，水泵11将地表水抽取至储水箱2内。再开启阀门，地表水再经过第二出水管21进入搅拌箱3内，被采集的地表水在搅拌箱3内进行搅拌，使得地表水里的物质与地表水均匀混合，方便光谱检测管4和浑浊度检测管5进行检测。水泵11将地表水抽入至储水箱2内时，浮板9使得永磁铁91浮动在储水箱2内的液面上，在储水箱2的液面达到设定位置时，永磁铁91靠近pnp型常开接近开关，pnp型常开接近开关处于闭合状态，使得水泵11短路，此时水泵11处于断电状态，自动关闭水泵11，操作人员再打开按键开关s，完成依次抽水工作。地表水流动至光谱检测管4内后，全光谱传感器6位于地表水内，当全光谱传感器6输出的电压高于第一比较器u1的基准电压时，地表水的ph值较高，第一比较器u1输出高电平，使得第一npn型三极管q1导通，第一指示灯d1被点亮，从而提示操作人员地表水的ph值较高。gp2y1010au0f传感器7利用了细颗粒物的相关性质和mie散射理论，当光照射到悬浮在空气中的细颗粒物上时，会产生散射光。在细颗粒物性质保持一定的前提下，产生的散射光强度与细颗粒物的质量浓度成正比，通过光电倍增管将颗粒物的散射光转换成光电流。当浑浊度检测管5内的地表水较为浑浊时，gp2y1010au0f传感器7输出的电压大于第二比较器u2的基准电压，第二npn型三极管q2导通，第二指示灯d2被点亮，提示操作人员地表水的较为浑浊。

实施例2

参照图1，一种地表水水质测量装置，包括机架1、储水箱2、第一出水管13及第二出水管21，机架1上设置有水泵11及蓄电池，蓄电池用于给水泵11供电。水泵11的进水端连接有进水管12，进水管12远离水泵11的一端的端口设置有过滤网，水泵11的出水端连接有第一出水管13。机架1上设置有搅拌箱3，第二出水管21的一端穿设在储水箱2的底部壁面上，第二出水管21内设置有阀门，本实施例中，阀门为截止阀。第二出水管21远离储水箱2的一端穿设在搅拌箱3上，第二出水管21的另一端穿设在搅拌箱3内。搅拌箱3的顶部壁面上穿设有搅拌轴31，搅拌轴31的长度方向与竖直方向平行，搅拌轴31上均匀设置有四个搅拌扇叶32，搅拌箱3上设置有电机33，电机33的输出轴与搅拌轴31位于搅拌箱3外的一端同轴连接。

进行地表水水质检测时，操作人员先将进水管12的一端放置在地表水内，水泵11将地表水抽取至储水箱2内。再开启阀门，地表水再经过第二出水管21进入搅拌箱3内，被采集的地表水在搅拌箱3内进行搅拌，使得地表水里的物质与地表水均匀混合，方便光谱检测管4和浑浊度检测管5进行检测。

参照图，蓄电池与水泵11之间设置有按键开关s，储水箱2内还设置有水位检测开关8。水位检测开关8为pnp型常开接近开关，pnp型常开接近开关穿设在储水箱2的顶部壁面上，储水箱2内设置有浮板9，浮板9的两个相对设置的侧壁上均固定设置有永磁铁91。本实施中，蓄电池还用于给pnp型常开接近开关供电。

水泵11将地表水抽入至储水箱2内时，浮板9使得永磁铁91浮动在储水箱2内的液面上，在储水箱2的液面达到设定位置时，永磁铁91靠近pnp型常开接近开关，pnp型常开接近开关处于闭合状态，使得水泵11短路，此时水泵11处于断电状态，自动关闭水泵11，操作人员再打开按键开关s，完成依次抽水工作。

参照图，搅拌箱3的底部还穿设有第三出水管22，机架1上设置有光谱检测管4，第三出水管22远离搅拌箱3的一端与光谱检测管4导通连接。光谱检测管4内设置有全光谱传感器6，全光谱传感器6的输出端连接有ph值检测电路，ph值检测电路包括第一比较器u1、第一npn型三极管q1及第一指示灯d1，第一比较器u1的输入端与全光谱传感器6的输出端连接，第一比较器u1的输出端与第一npn型三极管q1的基极b连接，第一npn型三极管q1的发射极e接地，第一指示灯d1串联在外接电源与第一npn型三极管q1的集电极c之间。本实施例中，当地表水流入光谱检测管4内时，全光谱传感器6插入在地表水内。本实施例中，蓄电池还用于全光谱传感器6、第一比较器u1、第一npn型三极管q1及第一指示灯d1供电。

地表水流动至光谱检测管4内后，全光谱传感器6位于地表水内，当全光谱传感器6输出的电压高于第一比较器u1的基准电压时，地表水的ph值较高，第一比较器u1输出高电平，使得第一npn型三极管q1导通，第一指示灯d1被点亮，从而提示操作人员地表水的ph值较高。

参照图，浑浊度检测管5由透明玻璃制成，机架1上设置有浑浊度检测装置，浑浊度检测装置为包括gp2y1010au0f传感器7及第二比较器u2，本实施例中，gp2y1010au0f传感器7的探头正对浑浊度检测管5设置，使得gp2y1010au0f传感器7的发光二极管发出的光线方向与浑浊度检测管5的长度方向垂直。gp2y1010au0f传感器7的输出端与第二比较器u2的输入端连接。浑浊度检测装置还包括脉冲信号发生单元，脉冲信号发生单元由ne555芯片及外围电路组成，ne555芯片的输出端与gp2y1010au0f传感器7的脉冲信号输出端连接。浑浊度检测装置还包括第二npn型三极管q2及第二指示灯d2，第二比较器u2的输出端与第二npn型三极管q2的基极b连接，第二npn型三极管q2的发射极e接地，第二指示灯d2串联在外接电源与第二npn型三极管q2的集电极c之间。本实施中，蓄电池还用于给gp2y1010au0f传感器7、第二比较器u2、脉冲信号发生单元、第二npn型三极管q2及第二指示灯d2供电。

本实施例中，光谱检测管4和浑浊度检测管5远离搅拌箱3的一端均开口设置，光谱检测管4和浑浊度检测管5远离搅拌箱3的一端均盖设有端盖，水质检测完成后，操作人员打开光谱检测管4和浑浊度检测管5的端盖，将地表水排出即可。

gp2y1010au0f传感器7利用了细颗粒物的相关性质和mie散射理论，当光照射到悬浮在空气中的细颗粒物上时，会产生散射光。在细颗粒物性质保持一定的前提下，产生的散射光强度与细颗粒物的质量浓度成正比，通过光电倍增管将颗粒物的散射光转换成光电流。当浑浊度检测管5内的地表水较为浑浊时，gp2y1010au0f传感器7输出的电压大于第二比较器u2的基准电压，第二npn型三极管q2导通，第二指示灯d2被点亮，提示操作人员地表水的较为浑浊。

本实施例中，一种地表水水质测量装置还包括单片机控制器，控制器连接有模数转换器，全光谱传感器6的输出端和gp2y1010au0f传感器7的输出端均与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与单片机控制器进行数据传输。

在本实施例中，对一个区域的地表水进行水质检测时，在这个区域的多个位置均设置有本测量装置，每个测量装置的单片机控制器通过nrf2401无线传输器与主机进行数据传输，使得操作人员可以在主机同时采集一个区域的多个位置的地表水的水质。

本实施例的实施原理为：一个区域的多个位置均设置有本测量装置，进行地表水水质检测时，操作人员先将进水管12的一端放置在地表水内，水泵11将地表水抽取至储水箱2内。再开启阀门，地表水再经过第二出水管21进入搅拌箱3内，被采集的地表水在搅拌箱3内进行搅拌，使得地表水里的物质与地表水均匀混合，方便光谱检测管4和浑浊度检测管5进行检测。水泵11将地表水抽入至储水箱2内时，浮板9使得永磁铁91浮动在储水箱2内的液面上，在储水箱2的液面达到设定位置时，永磁铁91靠近pnp型常开接近开关，pnp型常开接近开关处于闭合状态，使得水泵11短路，此时水泵11处于断电状态，自动关闭水泵11，操作人员再打开按键开关s，完成依次抽水工作。地表水流动至光谱检测管4内后，全光谱传感器6位于地表水内，当全光谱传感器6输出的电压高于第一比较器u1的基准电压时，地表水的ph值较高，第一比较器u1输出高电平，使得第一npn型三极管q1导通，第一指示灯d1被点亮，从而提示操作人员地表水的ph值较高。gp2y1010au0f传感器7利用了细颗粒物的相关性质和mie散射理论，当光照射到悬浮在空气中的细颗粒物上时，会产生散射光。在细颗粒物性质保持一定的前提下，产生的散射光强度与细颗粒物的质量浓度成正比，通过光电倍增管将颗粒物的散射光转换成光电流。当浑浊度检测管5内的地表水较为浑浊时，gp2y1010au0f传感器7输出的电压大于第二比较器u2的基准电压，第二npn型三极管q2导通，第二指示灯d2被点亮，提示操作人员地表水的较为浑浊。每个测量装置的单片机控制器通过nrf2401无线传输器与主机进行数据传输，将地表水的ph值及浑浊度发送至主机，使得操作人员可以在主机同时采集一个区域的多个位置的地表水的水质。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。