一种河流水质监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种河流水质监测装置。包括漂浮圈、传感器、太阳能电池板、显示屏和箱体，箱体和传感器分别设置在漂浮圈上下两端，太阳能电池板和显示屏设置在箱体上，箱体内设有传感器模块、调理电路、A/D转换模块、控制模块和无线通信模块，传感器模块与传感器相连，且通过调理电路连接在A/D转换模块的输入端，A/D转换模块输出端与控制模块的控制端相连，显示屏以及无线通信模块分别对应连接在控制模块的控制端。本实用新型结构简单、工作稳定，通过温度传感器和pH传感器配合使用提高系统测量的准确度。
【专利说明】一种河流水质监测装置
【技术领域】：
[0001] 本实用新型涉及一种河流水质监测装置，属控制领域。
【背景技术】：
[0002] 水资源是人类生产生活的重要资源。可如今，生态环境遭到严重破坏，水体污染严 重，水资源的保护和水污染的治理成为现代社会最关注的问题之一。目前全国多数城市地 表水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低 了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略 带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
[0003] 另外，随着河流水质的不断恶化，严重制约了农业经济的发展，影响了粮食和其他 农作物的产量和质量。因此，环保部门对河流水质进行实时、有效地监测就显得十分必要。 目前，国内的水质监测设备精度较低且灵活性较差，一般需要将河水标本采样带回实验室 进行化验或者人工携带设备到现场做定期或不定期的人为采样、检测，对检测数据进行记 录处理，难以实现及时、有效地掌握河流水质或跟踪水质变化情况。
[0004] 因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
【发明内容】
：
[0005] 本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种河流水质监测装置。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案有：
[0007] -种河流水质监测装置，包括漂浮圈、传感器、太阳能电池板、显示屏和箱体，所述 箱体和传感器分别设置在漂浮圈上下两端，太阳能电池板和显示屏设置在箱体上，所述箱 体内设有传感器模块、调理电路、A/D转换模块、控制模块和无线通信模块，所述传感器模块 与传感器相连，且通过调理电路连接在A/D转换模块的输入端，A/D转换模块输出端与控制 模块的控制端相连，所述显示屏以及无线通信模块分别对应连接在控制模块的控制端。
[0008] 本实用新型的进一步设计在于：
[0009] 所述箱体内还设有显示模块、按键模块和警报模块，所述显示模块、按键模块和警 报模块分别对应连接在控制模块的控制端，显示模块与显示屏相连。
[0010] 所述显示模块的型号为LCD1602 ;所述按键模块为3个独立按键；所述警报模块为 3. 3V电磁式有源蜂鸣器。
[0011] 所述控制模块采用型号为MSP430F149的单片机。
[0012] 所述传感器模块包括pH传感器和温度传感器，所述pH传感器通过调理电路连接 至A/D转换模块的输入端，所述温度传感器直接连接至A/D转换器的输入端。
[0013] 所述pH传感器的型号为E-201-C型pH传感器；温度传感器选用两线PT100钼电 阻温度传感器。
[0014] 所述A/D转换模块采用24位三通道Σ - Λ型模数转换芯片AD7793。
[0015] 所述无线通信模块的型号为nRF905无线传输芯片。
[0016] 本实用新型具有如下有益效果：
[0017] (1)本实用新型结构简单、工作稳定，通过温度传感器和PH传感器配合使用提高 系统测量的准确度。
[0018] (2)本实用新型能够将监测的实时pH值通过无线通信模块发送给监控中心，便于 工作人员及时、全面的掌握水质变化情况。
[0019] (3)本实用新型采用太阳能供电方式，很好地解决了该装置供电的问题，节能环 保，性能稳定，可以节省大量的人力物力，提高监测效率，具有一定的现实意义和实用价值。
【专利附图】
【附图说明】：
[0020] 图1为本实用新型装置的结构示意图。
[0021] 图2为本实用新型装置的结构框图。
[0022] 图3为本实用新型中Vol-pH关系图。
[0023] 图4为本实用新型中调理电路。
[0024] 图5为本实用新型中蜂鸣器电路。
[0025] 图6为本实用新型中太阳能电池板的电压监测电路。
[0026] 图7为本实用新型中主程序流程图。
[0027] 图8为本实用新型中定时器A中断流程图（RT)。
[0028] 图9为本实用新型中定时器B中断流程图（LP)。
[0029] 图10为本实用新型中按键中断流程图。
【具体实施方式】：
[0030] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0031] 请参照图1和图2,本实用新型是一种河流水质监测装置，具有漂浮圈5、传感器6、 太阳能电池板3、显示屏4和箱体7,箱体7和传感器6分别设置在漂浮圈5的上下两端，太 阳能电池板3和显示屏4设置在箱体7上，箱体7内设有传感器模块、调理电路、A/D转换模 块、控制模块和无线通信模块，传感器模块与传感器6相连，且通过调理电路连接在A/D转 换模块的输入端，A/D转换模块输出端与控制模块的控制端相连，显示屏4以及无线通信模 块分别对应连接在控制模块的控制端。
[0032] 如图2所示，本实用新型装置需放在水面上工作，漂浮圈5通过对称设置在其两端 的平衡铁圈2保持平衡，防止河面浪涌造成装置倾覆。两个传感器6垂入河水中，太阳能电 池板3放在装置顶端为系统供电。
[0033] 1)本实用新型河流水质监测装置中硬件设计：
[0034] I. 1)传感器：
[0035] 本实用新型传感器模块包括pH传感器和温度传感器，其中：
[0036] pH传感器选用上海雷磁公司的E-201-C型pH传感器，通过调理电路连接至A/D转 换模块的输入端。pH传感器测液部分为玻璃复合电极，在测量溶液的酸碱度时，当被测溶 液的氢离子浓度发生变化，玻璃电极和参比电极之间的电动势也随之发生变化。通过调配 不同酸碱度的溶液，室温（25°C )条件下用某型pH计经过实验取样测量发现电极电压与pH 值近似成线性关系，并根据能斯特方程，利用Matlab将所测样本点拟合成一次线性函数， 样本点如表1所示。
[0037] 表 l:Vol-pH 样本值
【权利要求】
1. 一种河流水质监测装置，包括漂浮圈巧）、传感器化）、太阳能电池板（3)、显示屏（4) 和箱体（7)，所述箱体（7)和传感器（6)分别设置在漂浮圈（5)上下两端，太阳能电池板（3) 和显示屏（4)设置在箱体（7)上，其特征在于：所述箱体（7)内设有传感器模块、调理电路、 A/D转换模块、控制模块和无线通信模块，所述传感器模块与传感器（6)相连，且通过调理 电路连接在A/D转换模块的输入端，A/D转换模块输出端与控制模块的控制端相连，所述显 示屏（4) W及无线通信模块分别对应连接在控制模块的控制端。
2. 如权利要求1所述的河流水质监测装置，其特征在于：所述箱体（7)内还设有显示 模块、按键模块和警报模块，所述显示模块、按键模块和警报模块分别对应连接在控制模块 的控制端，显示模块与显示屏（4)相连。
3. 如权利要求2所述的河流水质监测装置，其特征在于：所述显示模块的型号为 LCD1602 ;所述按键模块为3个独立按键；所述警报模块为3. 3V电磁式有源蜂鸣器。
4. 如权利要求1所述的河流水质监测装置，其特征在于：所述控制模块采用型号为 MSP430F149的单片机。
5. 如权利要求1所述的河流水质监测装置，其特征在于；所述传感器模块包括抑传感 器和温度传感器，所述抑传感器通过调理电路连接至A/D转换模块的输入端，所述温度传 感器直接连接至A/D转换器的输入端。
6. 如权利要求5所述的河流水质监测装置，其特征在于：所述抑传感器的型号为 E-201-C型抑传感器；温度传感器选用两线PT100笛电阻温度传感器。
7. 如权利要求1所述的河流水质监测装置，其特征在于：所述A/D转换模块采用24位 H通道2-A型模数转换芯片AD7793。
8. 如权利要求1所述的河流水质监测装置，其特征在于；所述无线通信模块的型号为 nRF905无线传输芯片。
【文档编号】G01N27/416GK204228658SQ201420765853
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】张秀再, 陈彭鑫, 张光宇, 吴华娟, 赵益波 申请人:南京信息工程大学