一种基于“非完全井”的静态水质净化与监测智能仪器的制作方法

本实用新型涉及水质净化与监测技术领域，具体为一种基于“非完全井”的静态水质净化与监测智能仪器。

背景技术：

污染水体修复方式可分为：异位修复和原位修复，异位修复不适合大面积的水体，且对地理环境要求较高，因此城市污染水体的治理一般采取原位修复方式，然而城市景观水具有不同于传统河流和特点，其水体相对封闭，自身流动性差，水体自净能力差，长期的人为污染与面源污染造成污染物不断积聚，导致河流水质处理工作难以展开。

目前需要解决人工湖泊、城市河道、公园住宅区池塘等景观水体因水体封闭、自净能力差，造成污染物不断积聚，导致净水工作难以开展，水污染处理成本高的问题，以及解决水质净化过程中因地理、气象等因素造成无法全覆盖式实时动态监测水质的弊端。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于“非完全井”的静态水质净化与监测智能仪器，以解决上述背景技术中提出的水污染处理成本高和设备难以实时动态监测水质的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于“非完全井”的静态水质净化与监测智能仪器，包括太阳能电池板、抽水泵、净化装置、电池、电机、降压模块、蓝牙模块、驱动和开发板，所述太阳能电池板的底端均匀固定有固定杆，且固定杆的底端固定连接有浮箱，所述浮箱的底端固定连接有净化箱，且净化箱的内部等距离均匀设置有入水口，所述净化装置固定安装在净化箱的内部，所述净化箱的内部底端固定有杂物收集底盘，所述浮箱的内部两侧固定安装有电池，所述浮箱的背面两侧安装有螺旋桨，且螺旋桨正面的一端与电机的输出端固定焊接，所述浮箱的内部从左到右依次安装有驱动、蓝牙模块、开发板和降压模块，所述浮箱的内部中心位置处设置有出水口，且出水口的内部固定安装有抽水泵。

优选的，所述太阳能电池板的输出端通过导线与电池的输入端电连接，所述电池的输出端通过导线分别与抽水泵、电机、降压模块、蓝牙模块、驱动和开发板电连接。

优选的，所述固定杆设置有四组，且固定杆关于太阳能电池板的中心轴呈对称分布。

优选的，所述浮箱为正六边形中空结构，且浮箱的横切面积大于净化箱的横切面积。

优选的，所述出水口为面积小于浮箱面积的正六边形通孔。

优选的，所述螺旋桨设置有两组，且螺旋桨对称分布在浮箱背面的两侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于"非完全井”的静态水质净化与监测智能仪器采用人工仿生水草与生物处理技术相结合，增强了水体净化效率，显著地延长了单次净水工作周期，极大地降低了材料更换成本，同时利用“非完全井”思想，增强了静态水体的流动性，并且实现了水体曝气富氧，此外该装置能够实时动态化监测污染水体水质指标，诊断水质变化，智能移动、调整工作状态，完全实现自动化，减轻了人们的工作负担，提高了净化效率，最后该装置强调能源的可持续性，太阳能电池板发电，节能减排，环境友好型强。

附图说明

图1为本实用新型的结构立体示意图；

图2为本实用新型的抽水泵和出水口结构正视剖面示意图；

图3为本实用新型的太阳能电池板和螺旋桨结构背视立体示意图；

图4为本实用新型的浮箱内部结构俯视立体示意图；

图5为本实用新型的工作状态示意图。

图中：1、太阳能电池板；2、固定杆；3、浮箱；4、净化箱；5、入水口；6、抽水泵；7、出水口；8、净化装置；9、杂物收集底盘；10、螺旋桨；11、电池；12、电机；13、降压模块；14、蓝牙模块；15、驱动；16、开发板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

请参阅图1-5，本实用新型提供的一种实施例：一种基于“非完全井”的静态水质净化与监测智能仪器，包括太阳能电池板1、抽水泵6、净化装置8、电池11、电机12、降压模块13、蓝牙模块14、驱动15和开发板16，太阳能电池板1的底端均匀固定有固定杆2，且固定杆2的底端固定连接有浮箱3，太阳能电池板1的输出端通过导线与电池11的输入端电连接，电池11的输出端通过导线分别与抽水泵6、电机12、降压模块13、蓝牙模块14、驱动15和开发板16电连接，固定杆2设置有四组，且固定杆2关于太阳能电池板1的中心轴呈对称分布，固定杆2保证了太阳能电池板1的稳定性，浮箱3为正六边形中空结构，且浮箱3的横切面积大于净化箱4的横切面积，浮箱3的中空结构使浮箱3能够漂浮在水面上。

浮箱3的底端固定连接有净化箱4，且净化箱4的内部等距离均匀设置有入水口5，净化装置8固定安装在净化箱4的内部，净化装置8是由最外部的格栅层、中部的两级人工仿生水草、内部的隔绝层组成，格栅层拦截漂浮物等杂质，防止其进入装置内部，内部隔绝层则是减少中腔内水流运动对人工水草的扰动作用，净化箱4的内部底端固定有杂物收集底盘9，浮箱3的内部两侧固定安装有电池11，浮箱3的背面两侧安装有螺旋桨10，且螺旋桨10正面的一端与电机12的输出端固定焊接，电机12的型号是yzu，螺旋桨10设置有两组，且螺旋桨10对称分布在浮箱3背面的两侧，保证了浮箱3移动的稳定性。

浮箱3的内部从左到右依次安装有驱动15、蓝牙模块14、开发板16和降压模块13，降压模块13可为dc-dc，dc-dc是用开关电源的思想实现的，dc-dc有降压和升压两种，在这里只说降压，比如给dc-dc输入10v，dc-dc内部有个振荡器和斩波模块，把在一个时间段允许10v通过，另一时间段内不允许10v通过(等于0v)，而在输出端有一个电容进行滤波，只要电容足够大，其结果就等于将中间的那个脉冲波形进行微积分，而输出一个5v的直流波形。

开发板16以stm32单片机为基础实现总体控制，辅以双路直流电机12，电机12通过差速使浮箱3实现转弯，驱动15对电机12运行进行控制，驱动15即添加到操作系统中的一小块代码，其中包含有关硬件设备的信息，有了此信息，驱动15就可以与设备进行通信，驱动15程序是硬件厂商根据操作系统编写的配置文件，以基于ti-cc2530无限串口模块进行数据的交流与传输，从而实现了机器的运动以及信息的传输，蓝牙模块14是一种集成蓝牙功能的pcba板，用于短距离无线通讯，按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块，蓝牙模块14是指集成蓝牙功能的芯片基本电路集合，用于无线网络通讯，一般模块具有半成品的属性，是在芯片的基础上进行过加工，以使后续应用更为简单，浮箱3的内部中心位置处设置有出水口7，且出水口7的内部固定安装有抽水泵6，出水口7为面积小于浮箱3面积的正六边形通孔，便于抽水泵6安装在出水口7的内部，并且保证了浮箱3内部的密封性。

工作原理：太阳能电池板1光照对电池11充电从而为机器提供动力，基于“非完全井”原理，本产品利用抽水泵6的抽吸作用形成净化装置8内外的压强差，使得水体在压强梯度差的作用下运动，通过入水口5不断流经净化装置8，有效地增强了水体流动性，完成对污染水体的原位循环净化，同时，不断更新的水相界面实现了对水体的曝气富氧工作，进一步提升水体净化效率，具有分散、小型、多级、循环特点的水体净化特点。

本产品浮箱3的内部填充有水生植物，将高分子人工仿生水草和生物处理技术相结合，利用仿生功能强的人工水草代替传统的填料，人工水草悬挂在净化装置8的滤网上，并且人工水草给最耐污染的藻菌类微生物提供巨大的附生空间，形成生物膜净化载体的主体结构，利用生物膜上大量的微生物形成一个密集的立体生物网，通过物理吸附、过滤以及微生物的新陈代谢作用，相关研究表明，人工仿生水草形态逼真，可以为最耐污染的藻菌类微生物提供巨大的附生空间，其表层好氧内层缺氧的结构有助于形成“好氧-兼氧-厌氧”复合结构的微环境，实现硝化和反硝化作用，通过利用生物膜的吸附、降解、微生物的生物代谢等作用，提高水体透明度，逐步重建水体自然生态，提高水体的自净能力，充分立体地实现水质净化。

在产品局部安装cod、ph等水质传感器，实现对水污染处理过程及时、准确、到位的水质资料采集，同时根据实时监测的水质数据，通过开发板16智能判断工作环境的变化，调整工作状态，以stm32单片机为基础实现总体控制，辅以双路直流电机12，驱动15对电机12运行进行控制，以基于ti-cc2530无限串口模块进行数据的交流与传输，从而实现了机器的运动以及信息的传输，控制浮箱3移动，实现完全自动化，提高污水处理的工作效率，减轻人们工作的负担，通过蓝牙模块14、驱动15和开发板16对实时采集到的检测结果与相关部门进行联通与传输，使相关部门能够同步快传得到数据结果，解决水质监测数据的失真与不及时问题，本产品利用绿色廉价的太阳能电池板1作为整个装置的动力来源，用以供给抽水泵6和整体装置的移动和正常运行，经济环保。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。