本发明涉及水体消毒设备技术领域，具体的说是一种可在线更换灯管的水体消毒罐及其使用方法。
背景技术：
水体消毒是水处理过程中的一个重要步骤，水体消毒有多种方法，其中使用紫外线对过滤后的水体进行消毒是目前最为常用的方法。
现有技术中，由于紫外线灯管完全位于消毒罐内部，在外部无法直接观察紫外线灯管的工作状态，所以只有等到检修时，排空消毒罐内的积水，然后检修人员进入消毒罐内，才能知道哪些紫外线灯管已经损坏，需要更换。这种方式存在多种弊端，首先无法知道消毒罐工作过程中是否出现紫外线灯管的损坏，另外，当出现部分紫外线灯管损坏的情况时，消毒罐继续工作的话，无异会对消毒罐的消毒效果产生影响，直接影响到最终的水体质量，另一方面，更换损坏的紫外线灯管也非常繁琐，不够便捷。
技术实现要素：
根据以上现有技术的不足，本发明提出了一种可在线更换灯管的水体消毒罐及其使用方法，致力于解决前述背景技术中的技术问题的全部或之一。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：
一种可在线更换灯管的水体消毒罐，包括罐体，罐体内设有紫外线消毒组件，罐体外壁上固定有驱动电机，驱动电机的输出轴贯穿罐体的顶壁进入罐体内，驱动电机的输出轴连接至紫外线消毒组件，紫外线消毒组件包括多个紫外线灯管，紫外线灯管的外壁上均设有温度传感器，罐体顶壁上设有条状通孔，条状通孔上方设有更换组件，还包括控制器，温度传感器、更换组件和驱动电机分别与控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，紫外线消毒组件还包括支架、安装块和多个保护套管，驱动电机的输出轴与支架固定连接，支架上设有多个安装工位，安装块搭接在安装工位内，保护套管套接在安装块的底端，保护套管的底端封闭，顶端不封闭，安装块上设有贯通的安装孔，安装孔与保护套管同轴心，安装孔与保护套管的内腔共同形成了灯管容纳腔，紫外线灯管可拆卸的安装在灯管容纳腔内。
作为本发明的进一步的改进，所述安装工位顶部设有吊耳。
作为本发明的进一步的改进，所述更换组件包括与条状通孔平行设置的轨道，轨道内设有可移动的电动滑块，电动滑块上固定有电动卷轴，电动卷轴上绕有绳卷，绳卷的一端固定在电动卷轴上，绳卷的另一端固定有电动卡爪，电动滑块、电动卷轴及电动卡爪分别与控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，所述电动卡爪上设有信号接收单元，安装块的顶端相对应的设有信号发送单元，信号接收单元与控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，所述罐体顶部与侧壁上分别设有进水口与出水口，罐体的顶部设有排水口，罐体底部设有多个支撑柱。
一种可在线更换灯管的水体消毒罐的使用方法，其特征在于：包括如下步骤
步骤一、实时监测紫外线灯管外壁的温度，当某一个紫外线灯管外壁的温度明显低于其他紫外线灯管的温度时，则判定该紫外线灯管发生故障，需要更换；
步骤二、驱动紫外线消毒组件旋转一定角度，使待更换的紫外线灯管位于条状通孔的正下方；
步骤三、将待更换的紫外线灯管从罐体中吊出；
步骤四、更换新的紫外线灯管后，将其穿过条状通孔放入紫外线消毒组件的原先位置。
根据权利要求7所述的可在线更换灯管的水体消毒罐的使用方法，其特征在于：所述步骤二中驱动电机带动紫外线消毒组件旋转角度的计算方法具体为
s1、建立直角坐标系，中心点o为支架与驱动电机输出轴的连接点，假设待更换的紫外线灯管位于位置a(x0，y0)，其需要旋转角度a后来到位置b(x1，y1)，位置b处于条状通孔的正下方，条状通孔的中心线穿过原点o；
s2、建立方程组
x02+y02＝x12+y12(1)，
y1＝kx1(2)，
其中，k为常数，
x1＞0，且y1＞0(3)；
s3、计算出旋转角度a，
根据权利要求8所述的可在线更换灯管的水体消毒罐的使用方法，其特征在于：当角度a＞180°时，控制驱动电机反向旋转，旋转角度为a’，
根据权利要求7所述的可在线更换灯管的水体消毒罐的使用方法，其特征在于：所述步骤三中电动滑块移动距离的计算方法具体为
l＝lob+c＝x02+y02+c
其中c为常数。
本发明的有益效果是：
本发明中温度传感器的设计，能够实时在线监测罐体中紫外线灯管的使用状态，及时发现需要更换的紫外线灯管，同时驱动电机与条状通孔的设计，能够将待更换的紫外线灯管露出，以便于更换，另外更换组件的设计，能够很便捷的实现对损坏的紫外线灯管的更换，从而达到实时在线更换紫外线灯管的目的，而不需要停机更换，即保证了设备的工作效率，也简化了更换方式，具有很好的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本具体实施方式的主视图；
图2为图1的a部详图；
图3为本具体实施方式的条状通孔与紫外线灯管的位置关系投影图；
图4为本具体实施方式的紫外线灯管的转动原理图。
图中：1-罐体，2-进水口，3-支撑柱，4-排水口，5-出水口，6-驱动电机，7-控制器，8-轨道，9-电动滑块，10-电动卷轴，11-绳卷，12-电动卡爪，13-安装块，14-保护套管，15-紫外线灯管，16-温度传感器，17-吊耳，18-支架。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1至图3所示，一种可在线更换灯管的水体消毒罐，包括罐体1，罐体1顶部与侧壁上分别设有进水口2与出水口5，罐体1的顶部设有排水口4，用于在检修时能够将罐体1的积水排空，罐体1底部设有多个支撑柱3。
罐体1内设有紫外线消毒组件，紫外线消毒组件用于给罐体1的水体利用紫外线灯光进行消毒。紫外线消毒组件包括支架18、安装块13、多个保护套管14和多个紫外线灯管15，支架18上设有多个安装工位，安装块13搭接在安装工位内，保护套管14套接在安装块13的底端，保护套管14的底端封闭，顶端不封闭，安装块13上设有贯通的安装孔，安装孔与保护套管14同轴心，安装孔与保护套管14的内腔共同形成了灯管容纳腔，紫外线灯管15可拆卸的安装在灯管容纳腔内，保护套管14采用石英材质制作。安装工位顶部设有吊耳17。
罐体1顶部外侧设有驱动电机6，驱动电机6的输出轴贯穿罐体1的顶壁进入罐体1内，驱动电机6的输出轴与支架18固定连接，驱动电机6能够带动支架18在罐体1内绕着驱动电机6输出轴旋转。罐体1顶壁还设有条状通孔，驱动电机6的输出轴的中心线与条状通孔的中心线的延长线垂直相交，条状通孔的上方设有与其相平行的轨道8，轨道8内设有可移动的电动滑块9，电动滑块9上固定有电动卷轴10，电动卷轴10上绕有绳卷11，绳卷11的一端固定在电动卷轴10上，绳卷11的另一端固定有电动卡爪12，电动卡爪12上设有信号接收单元，安装块13的顶端相对应的设有信号发送单元。
该可在线更换灯管的水体消毒罐还包括控制器7和多个温度传感器16，控制器7固定在罐体1外壁上，每个紫外线灯管15的外壁上均固定有一个温度传感器16，温度传感器16、驱动电机6、电动滑块9、电动卷轴10、电动卡爪12及信号接收单元分别与控制器7电性连接。紫外线灯管15正常发光过程中，必然伴随着发热的过程，也即紫外线灯管15外壁会随着紫外线灯管15的发光过程而发热，所以使用温度传感器16测量紫外线灯管15外壁的温度，当其中某个温度传感器16测量的温度数据明显低于其他温度传感器16的温度数据，则说明该温度传感器16所对应的紫外线灯管15发生异常，无法正常工作，应该及时更换。
本发明的工作原理是：控制器收集各温度传感器检测的温度数据，当发现某一个或多个温度传感器检测的温度数据低于阈值时，则判定该一个或多个温度传感器所分别对应的紫外线灯管出现异常，需要更换，控制器控制驱动电机旋转一定角度，使该紫外线灯管位于条状通孔的正下方，然后控制器控制电动滑块沿着轨道移动至该紫外线灯管的正上方，然后再控制电动卷轴旋转，使电动卡爪下降，当电动卡爪上的信号接收单元接收到该紫外线灯管上的信号发送单元发送的信号时，信号接收单元将接收的信号发送给控制器，控制器控制电动卡爪抓紧，然后控制电动卷轴反向旋转，使电动卡爪带动该紫外线灯管上升，从而将其取出，工作人员将灯管容纳腔内的紫外线灯管更换后，再控制器在控制电动卷轴反向旋转，将更换后的紫外线灯管重新放入安装工位内，松开电动卡爪，即实现了紫外线灯管的实时在线更换。
控制器控制驱动电机旋转的方法具体为：如图4所示，假设驱动电机的输出轴与支架的连接点为中心点o，以中心点o为原点建立直角坐标系，各个安装工位相对连接点的位置关系已知，假设待更换的紫外线灯管位于位置a(x0，y0)，其需要旋转角度a后来到位置b(x1，y1)，位置b未知，位置b处于条状通孔的正下方，条状通孔的中心线穿过原点o，且满足函数y＝kx，k为常数，则建立如下方程组
x02+y02＝x12+y12(1)
y1＝kx1(2)
其中，k为常数。
x1＞0，且y1＞0(3)
根据式(1)、(2)和(3)即可计算出x1和y1，又由
即可计算出电机需要控制支架逆时针旋转的角度a。当角度a＞180°时，为了节约能源，可以控制驱动电机反向旋转，旋转角度a’为
控制器控制电动滑块移动的方法具体为：由于位置b距离中心点o的长度为
lob＝x02+y02＝r2(5)
由于轨道与条状通孔平行，所以电动滑块从初始位置移动到位置b的正上方所需要的移动距离为
l＝lob+c＝x02+y02+c(6)
其中c为常数。所以控制器控制电动滑块在轨道内移动距离l即可来到待更换紫外线灯管的正上方。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。