一种水质检测系统及检测方法与流程

本发明涉及水质检测，具体涉及一种水质检测系统及检测方法。

背景技术：

1、水质监测的应用过程中，质控系统是水质监测系统的准确性，评估水样适用性评估等工作的一种监测手段，其目的是在无人条件下，在线监测水质监测系统的数据可靠性，降低维护人员运维成本。

2、目前国内所用的自动化监测系统多为国外进口设备，水质自动化监测装置在制造上已不能满足快速发展的水质监测的需要，而且应用在河水、湖水及海水等水域中的水质检测系统，大多只能对流动水域中的上层水进行检测，不能对水下不同深度水域的水质情况进行检测，无法准确获知水下污染状况。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题和不足，本发明提供了一种水质检测系统及检测方法。

2、本发明技术方案如下：

3、一种水质检测系统，包括壳体、潜水组件、检测组件、方向组件和控制装置。

4、壳体为两端外径渐缩的梭形结构，包括中间的主体和圆锥台状的底壳和上壳，且上壳与主体之间可开启的连接，主体为圆筒状，其内部设有支架组件。

5、支架组件包括第一安装板和第二安装板，第一安装板与第二安装板通过中间的立板上下连接。

6、潜水组件用于控制本发明的水质检测系统在水中上下升降，包括位于壳体下方的水箱，与水箱上方连通的第一储气罐，及与储气罐连通的气体压缩泵。水箱底部设有进水口，顶部设有进气口，进水口设有阀门，与控制装置连接，由控制装置驱动开启或关闭。进气口通过气体管道与气体压缩泵连通，压缩泵通过将第一储气罐中的气体输入水箱上部将水箱中的水向外排出，也可通过将水箱中的气体吸入第一储气罐而使外界水域中的水进入水箱，以此来控制该系统的重量，进而调整浮力与重力的合力，控制该系统下潜或上浮。水箱底部设有水位计，并与控制装置通信连接。

7、第一储气罐和气体压缩泵分别固定在立板的两侧，立板的中部设有通孔，用于供第一储气罐与气体压缩泵之间的管路穿过。本实施例中气体压缩泵采用两用双头小型24v直流真空泵微型隔膜泵。

8、检测组件固定在支架组件上，用于获取水样并检测水质，包括取样器和测试组件。

9、取样器设置在水箱内部的中间位置，具有两个取样槽和两个废液槽，且取样槽通过过滤器与水箱连通。本实施例中，取样器为圆筒状，内部设有四个容量相等的90度扇形容置槽，其中成对角布置的两个容置槽为取样槽，另外两个成对角布置的容置槽为废液槽，且两取样槽和两废液槽底部分别通过连通孔连通，便于使水箱保持平衡。

10、测试组件包括反应器、试剂瓶、检测箱和第二储气罐，反应器和试剂瓶通过支撑架固定在第二安装板上，检测箱和第二储气罐直接固定在第二安装板上。

11、反应器具有至少四个接头，其中一接头通过自吸泵与取样槽连通，一接头通过蠕动泵与试剂瓶连通，一接头与检测箱连通，一接头与第二储气罐连通，且在连接管路上设有二氧化碳气体检测装置。

12、工作时，取样槽中的水通过自吸泵进入反应器，然后试剂瓶中的试剂通过蠕动泵进入反应器，与水样进行反应，本实施例中的试剂瓶中的试剂可以采用盐酸，用于除去水样中的无机碳，产生的二氧化碳气体经过二氧化碳检测仪后进入第二储气罐，之后反应后的水样通过蠕动泵进入检测箱。检测箱用于检测总有机碳含量，内部设有紫外线光解装置和二氧化碳检测仪，外部具有一液体出口和一气体出口，其中经紫外线光解装置光解后的水从液体出口通过自吸泵进入废液槽，光解后产生的气体经二氧化碳气体检测以后从气体出口进入第二储气罐，第二储气罐与气体压缩泵连通。

13、控制装置固定在第二安装板上，并与气体压缩泵、自吸泵、蠕动泵通信连接，包括电源、主控板及信号传输装置，主控板通过控制程序控制气体压缩泵、自吸泵、蠕动泵按设定规则启动。主控板板承载了用于实现多种功能的电路，主控电路根据本技术提供的监测方法控制其他电路实现对应的功能。

14、方向组件设置在支架组件上，用于驱动本发明的水质检测系统移动。包括电机、第一传动组件、第一方向舵、第二传动组件和第二方向舵。其中，电机竖向固定在第二安装板底面且输出轴朝上穿过第二安装板，并与控制装置通信连接。

15、第一传动组件包括直齿轮组和第一驱动轴，所述直齿轮组的主动轮与电机输出轴连接，从动轮与第一驱动轴连接；第一驱动轴通过轴承转动连接在第二安装板上，且轴线与电机轴平行，顶部向上穿出壳体外，下部穿过第二安装板向下延伸到壳体中部；第一方向舵设置在第一驱动轴顶部，能够在第一驱动轴的驱动下转动，用于驱动本发明的水质检测系统在下潜或上浮时上下移动。

16、第二传动组件包括锥齿轮组和第二驱动轴，第二驱动轴与壳体侧壁通过轴承转动连接，并延伸到壳体外；锥齿轮组的主动轮与第一驱动轴下端通过销钉固定连接，从动轮与第二驱动轴内侧端通脱销钉转动连接，第二驱动轴与第一驱动轴垂直向外延伸，且其外侧端部连接有第二方向舵。第二方向舵在第二传动组件用于调整和控制本发明的水质检测系统的移动方向。

17、水箱内部设有浊度检测仪，用于检测水中的大颗粒物。两个取样槽内设有电导率和ph检测探头。上述浊度检测仪、电导率检测探头和ph检测探头均与控制装置相连，通过主控板读取并存储上述检测结果，并通过信号传输装置将检测发送给地面接收设备。

18、下潜，启动气体压缩机控制水箱排气进水，同时启动方向组件，驱动本系统下潜到达设定位置；

19、由控制装置控制进水阀门打开，之后控制气体压缩泵开启，并将水箱内的气体抽出，外部水进入水箱，并经过滤器后进入取样槽，随着水箱内进入水的增加系统重量增大，当增大到重力大于浮力时，本水质检测系统下潜，同时方向组件的电机有控制装置启动，方向组件开始工作，第一方向舵和第二方向舵转动，为本系统提供移动动力，使本系统竖向和横向移动，达到设定值后气体压缩泵启动并向水箱充气，使水箱内的水排出，当系统重力等于浮力时控制气体压缩泵和方向组件关闭。

20、取样，将水样从水箱经取样槽抽入反应器；

21、控制与取样槽相连的自吸泵启动，使进入水箱的水经过滤器进入取样器，然后经取样槽抽入反应器。

22、去除无机碳，将试剂抽入反应器，反应后生成的气体经二氧化碳检测仪后进入第二储气罐；

23、控制与试剂瓶相连的蠕动泵启动，使试剂进入反应器与反应器中的水反应，其中试剂为盐酸，反应后生成的气体经二氧化碳检测仪后进入第二储气罐，通过控制装置读取检测结果并存储在相应的存储单元中。

24、有机碳检测，将取样器中反应后的水抽入检测箱，使经过光解反应生成的气体经二氧化碳检测仪后进入第二储气罐，将检测箱中的液体排入废液槽中。

25、控制相应的蠕动泵启动，将取样器中反应后的水抽入检测箱，在检测箱中经过光解反应生成的气体经二氧化碳检测仪后进入第二储气罐，通过控制装置读取检测结果并与上面得到的无机物中的碳含量结果进行差值计算，之后经过数值转换后经信号传输装置发送到底面接收设备。之后启动与废液槽连通的自吸泵，将检测箱中的液体排入废液槽中。

26、上浮，启动气体压缩机控制水箱进气排水，同时启动方向组件，驱动本系统上移浮出水面。

27、由控制装置控制进水阀门打开，之后控制气体压缩泵开启，并向水箱内充气，使水箱中的水排出，随着水箱内进入水的减少系统重量减小，当减小到重力小于浮力时，本水质检测系统上浮，同时方向组件的电机有控制装置启动，方向组件开始工作，第一方向舵和第二方向舵转动，为本系统提供移动动力，使本系向上浮出水面。

28、本发明的有益效果是：

29、1)通过潜水组件的设置使本发明的水质检测系统能够在水中上下移动，对不同深度水域的水进行取样，并检测。水中有机物含量、浑浊度、电导率及ph值等参数，获得较准确的水质状况。

30、2)潜水组件设置在壳体内部，不会因被水中的漂浮物缠绕而影响其下潜和上浮的功能，使系统能长时间在水中移动而不损坏，延长系统使用时间。

31、3)检测组件及检测探头设置在壳体内部，不会受外部水流的冲击而损坏，因此能够保护检测组件，并提高使用寿命。