一种对环境无污染的智能船用水质采样系统的制作方法

本发明涉及水质采样技术领域，特别涉及一种对环境无污染的智能船用水质采样系统。

背景技术：

水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。随着社会的日益发展，水质安全问题已经越来越受到人们的重视，在水源污染日益加剧和国家环保部门对水环境保护力度不断提高的双重压力之下，加强对水质的监测是十分必要的。

监测方法有化学法、电化学法、原子吸收分光光度法、离子选择电极法、离子色谱法、气相色谱法、等离子体发射光谱(icp-aes)法等。其中，离子选择电极法(定性、定量)、化学法(重量法、容量滴定法和分光光度法)在国内外水质常规监测中还普遍被采用。水质采样是水质监测的首要步骤，对于在河流、小溪、湖泊等可以直接取水的场合，可用手把水样瓶沉于水中，或者以适当的容器汲取，从桥上等地方采样时，可将系着绳子的水样瓶投于水中汲取水质检测的水质样本，但是，这些传统的水质采样方法，都需要工作人员去现场进行人工采样，不仅需要投入巨大的人力、采样成本高昂，并且采样地点选取和工作人员的人身安全都限制了水样的选取范围。耗时时间长且不利于管理，从而给水质环保部门的监测工作带来了不便。

技术实现要素：

鉴以此，本发明的目的在于提出一种智能船用水质采样系统，该水质采样系统可以方便用户随时采集待测水质水源的水样并且智能化。本发明旨在通过智能无人船的自主控制实现水样采集，从而降低水质采样的人力成本，提高工作人员的人身安全及工作效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种对环境无污染的智能船用水质采样系统，包括进水口、出水口和若干水质采样单元，进水口和出水口通过第一管件接头连接，若干水质采样单元通过第二管件接头连接，第一管件接头与第二管件接头通过管道连接，所述进水口和出水口与第一管件接头之间分别设有止水阀，所述水质采样单元包括通过管道依次连接的水泵、流量计和若干水样采集模块，所述水泵设于第二管件接头与流量计之间，所述水样采集模块通过管道与排气孔连接。

进一步的：所述水样采集模块由止水阀和采样瓶连接组成，所述止水阀与所述流量计连接，所述采样瓶通过管道与排气孔连接。所述由止水阀和水质采样瓶共同组成的水样采集模块可根据实际需求进行数量的增减。

进一步的：所述管道为硅胶软管。

进一步的：所述止水阀为电磁止水阀。

进一步的：所述水泵为蠕动泵。

进一步的：所述流量计为霍尔流量计。

进一步的：还包括控制电路，所述控制电路包括数字电路和开关控制电路，所述数字电路用于接收上位机控制指令并将该控制指令传输至开关控制电路，所述开关控制电路与所述止水阀连接，所述数字电路的接地与所述开关控制电路的接地之间连接有稳压电源电路。

进一步的：所述数字电路为38译码器。

进一步的：所述开关控制电路包括若干个并联的开关电路，所述开关电路由大功率三极管和电阻连接组成，所述大功率三极管的一引脚接地。

进一步的：所述稳压电源电路由反向连接的稳压二极管和电阻并联组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明水质采样系统可用于安装在智能船上使用，该水质采样系统共用同一个进水口和出水口，并可按照实际需求对采样通道上的采样通路及采样瓶的数量进行增减。具有结构合理简单、生产成本低、安装方便及耐久性高等特点，并可利用上位机软件实现水质采样功能的智能化、无人化，方便用户使用，降低水质采样工作的相关成本。且具有较高可移植性，是一种环境友好型的水质采样系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的水质采样系统结构示意图；

图2为本发明实施例2的水质采样系统控制电路原理结构示意图。

图中，1为管道；2为进水口；3为止水阀；4为出水口；5为三通；6为左水泵；7为右水泵；8为左水泵进水口；9为右水泵进水口；10为左水泵出水口；11为右水泵出水口；12为流量计；13为采样瓶；14为水样采集模块；15为左排气孔；16为右排气孔。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

本发明提供一种对环境无污染的智能船用水质采样系统，包括进水口2、出水口4和若干水质采样单元，进水口2和出水口4通过第一管件接头连接，若干水质采样单元通过第二管件接头连接，第一管件接头与第二管件接头通过管道1连接，所述进水口2和出水口4与第一管件接头之间分别设有止水阀3，所述水质采样单元包括通过管道1依次连接的水泵、流量计12和若干水样采集模块14，所述水泵设于第二管件接头与流量计12之间，所述水样采集模块14通过管道1与排气孔连接。

所述水样采集模块14由止水阀3和采样瓶13连接组成，所述止水阀3与所述流量计12连接，所述采样瓶13通过管道1与排气孔连接。所述由止水阀3和采样瓶13共同组成的水样采集模块14可根据实际需求进行数量的增减。

参见图1，本实施例中，水质采样单元优选为两个，第一管件接头和第二管件接头为三通5，进水口2与止水阀3连接，出水口4与止水阀3连接，然后通过三通5汇成一条通路再由三通5分成左右两条通路，连接两个水质采用单元，即分别与左水泵6的左水泵进水口8、右水泵7的右水泵进水口9相连，左水泵出水口10、右水泵出水口11分别连接流量计12，再连接左右两侧由止水阀3和采样瓶13共同组成的水样采集模块14，最后，左侧的水样采集模块14连接一左排气孔15、右侧的水样采集模块14连接一右排气孔16，形成整个水质采样系统的系统装置。

本发明的使用状态为：当系统开始工作时，进水口2处止水阀3打开，出水口4处止水阀3关闭，对应通路的止水阀3打开，对应水泵开始工作，此时采集水样将按顺序进入控制命令规定的采样瓶13内，并利用流量计12对采样容量进行自动化控制。当采样容量与控制命令内的规定容量相同时，对应通路的止水阀3关闭，出水口4处的止水阀3打开，进水口2处的止水阀3关闭，水泵开始反向工作，将通路内多余水样排除，避免对下一瓶水样进行污染。最后，采水系统进入待机状态，等待下一条控制指令在相应做出控制动作。

所述管道1优先为硅胶软管，具有耐腐蚀、耐高温、柔软、优良弹性、易安装及寿命长等优点。增加了系统的使用寿命，降低了系统的安装难度。

所述止水阀3为电磁止水阀，用以自动化控制采水管路的通断状态。因电磁止水阀采用橡胶密闭，所以降低了对水质样本的污染。具有启闭迅速，可靠性高等特点。

所述水泵优选为蠕动泵，用来提供采集水样的动力。液体被隔离在甭管中，对水质样本无污染，且具有可快速更换甭管、流体可逆行、密闭性好、精度高易于控制及维修成本低等特点。

所述流量计12优选为霍尔流量计，用以自动化控制采水样本的容量。霍尔流量计是一种基于位移传感的流量计，叶轮在流体推动下旋转，带动螺杆旋转，使磁系统产生上下移动。该流量计具有准确度高、可靠性高、结构简单及智能化等特点。

实施例2

本发明水质采样系统还包括控制电路，所述控制电路包括数字电路和开关控制电路，所述数字电路用于接收上位机控制指令并将该控制指令传输至开关控制电路，所述开关控制电路与所述止水阀3连接，所述数字电路的接地与所述开关控制电路的接地之间连接有稳压电源电路。

所述数字电路优选为38译码器，所述开关控制电路包括若干个并联的开关电路，所述开关电路由大功率三极管和电阻连接组成，所述大功率三极管的一引脚接地，所述稳压电源电路由反向连接的稳压二极管和电阻并联组成。

参见图2，本实施例中，采用74hc238译码器，并采用c3150大功率三极管和100欧的电阻组成的对采样瓶13选择的开关控制电路。利用数字芯片高电平输出进行控制，消减电路噪声的干扰，增加控制电路的稳定性。利用1n5822稳压二极管和100欧的电阻实现对控制电路板上的数字电路与开关控制电路的相互稳压，使得数字芯片和开关控制电路器件能够同时正常工作，并消减电源相互之间的干扰。

38译码器从系统板接收到选瓶信号(p1和p2为输入信号接头)，开关控制电路的y1输入端、y2输入端、y3输入端、y4输入端、y5输入端，y6输入端、y7输入端、y8输入端、y9输入端、y10输入端、y11输入端和y12输入端分成奇偶两组与数字电路中两个38译码器的y1管脚、y2管脚、y3管脚、y4管脚、y5管脚、y6管脚一一对应连接(p3和p4是输出信号的接头)。即，开关控制电路的y1输入端、y3输入端、y5输入端、y7输入端、y9输入端、y11输入端与数字电路中的一个38译码器的y1管脚、y2管脚、y3管脚、y4管脚、y5管脚、y6管脚一一对应连接；开关控制电路的y2输入端、y4输入端、y6输入端、y8输入端、y10输入端、y12输入端与数字电路中的另一个38译码器的y1管脚、y2管脚、y3管脚、y4管脚、y5管脚、y6管脚一一对应连接；所述数字电路的接地与所述开关控制电路的接地之间连接有稳压电源电路，p5是电源信号和地信号的接头。

水质采样系统的控制电路是为实现对止水阀3的控制，通过上位机程序发送的指令，对应实现相应的止水阀3的通断。

本发明的使用状态为：当系统开始工作时，控制电路通过接收上位机软件的对应控制指令，做出相应的采样通路的通断。此时，进水口2处止水阀3打开，出水口4处止水阀3关闭，对应通路的止水阀3打开，对应水泵开始工作，此时采集水样将按顺序进入控制命令规定的采样瓶13内，并利用流量计12对采样容量进行自动化控制。当采样容量与控制命令内的规定容量相同时，对应通路的止水阀3关闭，出水口4处的止水阀3打开，进水口2处的止水阀3关闭，水泵开始反向工作，将通路内多余水样排除，避免对下一瓶水样进行污染。最后，采水系统进入待机状态，等待下一条控制指令在相应做出控制动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。