滩涂水产养殖池水体质量检测装置的制作方法

本发明涉及水产养殖监测技术，尤其涉及滩涂水产养殖池水体质量检测装置，属于水产养殖技术领域。

背景技术：

滩涂水产养殖根据养殖的水产品品种分为淡水养殖和海水养殖，对于淡水养殖，要注重地处滩涂具有盐碱成分的土壤对养殖池水体进行渗透引起的局部盐度加重问题，对于海水养殖，要注重雨水对养殖池海水盐度的稀释问题，无论是淡水养殖还是海水养殖，不同地区、不同季节和不同时段其养殖池内的水体温度、盐度、酸碱度等都不尽相同，养殖池中水体的溶氧量和氨氮浓度也会随着养殖时间、养殖密度、养殖方法的变化而变化，即使是在同一养殖池，不同位置或不同深度的水体指标也会存在一些差异，养殖池中这些水体指标的变动直接关系到水产的养殖效果，以前都是凭借多年的养殖经验和人工到现场检查来确定，人工现场确定的方法弊端较多，一是监测简单，参数不全；二是监测不够及时，监测范围不够大，容易影响池塘水产养殖的质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种监测及时、通用性强、自动化程度高和对水体检测范围比较广的滩涂养殖池水体质量检测装置。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：所述装置由旋转横管(1)、喷气嘴(2)、水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)、横向套管(9)、销轴(10)、软管(11)、底部出气管(12)、信号处理板(13)、积液部(14)、积液池(15)、滴液口(16)、排水泵(17)、排气泵(18)、导水管(19)、导水口(20)、密封垫(21)、顶盖(22)、阀盖(23)、导流嘴(24)、铰链(25)、排水管(26)、排气管(27)、空心管(28)、风叶连杆(29)、风叶(30)、气动进气口(31)、伞形太阳板(32)、微型发电机(33)、光照度传感器(34)、雨水滤网(35)、普通进气口(36)、桶外进气管(37)、密封圈(38)、桶内进气管(39)、浮筒(40)、上部导水板(41)、空气温度传感器(42)、湿度传感器(43)、气压传感器(44)、隔离板(45)、底部导水板(46)、蓄电池(47)、底桶(48)、外转子电机(49)、气压泵(50)、垂直套管(51)、声纳发送器(52)、万向球(53)、球穴(54)、钢化玻璃(55)、凹轨(56)、椎穴(57)、衔铁线圈组件(58)、磁铁(59)、底座(60)、球形万向轮(61)、垂直连杆(62)、上方连杆(63)、下方连杆(64)、进气孔(65)和浮球(66)组成。

空气温度传感器(42)、湿度传感器(43)、气压传感器(44)构成气象参数采集机构，水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)构成水质参数采集机构，信号处理板(13)构成信息处理机构，伞形太阳板(32)、风叶连杆(29)、风叶(30)、微型发电机(33)、衔铁线圈组件(58)、磁铁(59)和蓄电池(47)构成供电机构，外转子电机(49)、气压泵(50)、旋转横管(1)、喷气嘴(2)构成动力机构。

所述养殖池底部的中心位置设有底座(60)和椎穴(57)，椎穴(57)底部设有磁铁(59)，椎穴(57)上方的底座(60)上设有钢化玻璃(55)，钢化玻璃(55)中心设有球穴(54)，钢化玻璃(55)水平面的表面设有圆形凹轨(56)，凹轨(56)的横截面为半圆形，球穴(54)内嵌有万向球(53)，万向球(53)的轴中心设有一根长的竖直的空心管(28)且空心管(28)能以万向球(53)为支点进行摇摆，空心管(28)带动其底部在球穴(54)内晃动，空心管(28)底端且在磁铁(59)上方设有衔铁线圈组件(58)，衔铁线圈组件(58)和磁铁(59)之间的吸力能使歪倒的空心管(28)恢复垂直状态即起到复位作用，空心管(28)底部的晃动能使衔铁线圈组件(58)内的磁场发生变化，使衔铁线圈组件(58)产生电动势即起到晃动发电作用。

空心管(28)顶部设有伞形太阳板(32)，空心管(28)上部设有气动进气口(31)和微型发电机(33)，气动进气口(31)与空心管(28)内部连通，微型发电机(33)由风叶(30)通过风叶连杆(29)驱动，伞形太阳板(32)、微型发电机(33)和衔铁线圈组件(58)所发的电为所述装置提供能量。

空心管(28)中部设有浮筒(40)，浮筒(40)底部设有底桶(48)，底桶(48)内设有外转子电机(49)和气压泵(50)，伞形太阳板(32)、微型发电机(33)和衔铁线圈组件(58)所发的电分别通过半导体二极管向蓄电池(47)单向充电，蓄电池(47)为信号处理板(13)、排水泵(17)、排气泵(18)、外转子电机(49)提供电源，底桶(48)底部设有底部出气管(12)。

底桶(48)与钢化玻璃(55)之间的空心管(28)上设有声纳发送器(52)和两个垂直套管(51)，垂直套管(51)一侧设有垂直连杆(62)、上方连杆(63)和下方连杆(64)，上方连杆(63)和下方连杆(64)一端均通过销轴(10)与垂直套管(51)连接，垂直连杆(62)两端通过销轴(10)分别与上方连杆(63)和下方连杆(64)的另一端连接，垂直连杆(62)、上方连杆(63)、下方连杆(64)和部分空心管(28)通过销轴(10)和垂直套管(51)组成可活动的平行四边形结构，垂直连杆(62)底端下方设有球形万向轮(61)，球形万向轮(61)能在凹轨(56)中滚动,上方连杆(63)上面设有两个横向套管(9)，横向套管(9)内嵌有一个长的旋转横管(1)，旋转横管(1)一端设有浮球(66)和喷气嘴(2)，靠近喷气嘴(2)的旋转横管(1)上设有水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)，旋转横管(1)另一端通过软管(11)与底部出气管(12)底端连接，旋转横管(1)、喷气嘴(2)、水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)、浮球(66)、底桶(48)和浮筒(40)的下半部分均浸入养殖池的水中。

外转子电机(49)转动时，气压泵(50)由外转子电机(49)驱动使底桶(48)下半部和上半部之间产生气压差，底桶(48)上半部的气压较低，大气中的空气通过气动进气口(31)、空心管(28)和进气孔(65)进入底桶(48)内，底桶(48)下半部的气压较高，底桶(48)内的空气通过底部出气管(12)、软管(11)、旋转横管(1)和喷气嘴(2)在水中喷出，喷气嘴(2)喷气时产生的反作用力推动旋转横管(1)围绕空心管(28)转动，带动水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)和浮筒(40)一起运动，运动的水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)和氨氮浓度传感器组(8)分别在水体中形成六个圆形轨迹组且六组圆为同心圆，同心圆的圆心为空心管(28)的轴中心，同心圆的半径分别等于所述传感器至空心管(28)的间距，各个水体中的传感器分别顺序检测轨迹为圆周上的不同位置的水质参数。

所有传感器分别通过屏蔽线与信号处理板(13)的输入端连接，信号处理板(13)的输出端通过屏蔽线与声纳发送器(52)连接，声纳发送器(52)发出的信号由设置在养殖池池边的声纳接收器接收且通过屏蔽线输送到池边的监测室，由监测室的计算机对传输来的信息作进一步处理或显示，旋转横管(1)的转速为24-48转/天，喷气嘴(2)的喷气方向为下斜且朝远离旋转横管(1)的方向，以避免喷出的空气给旋转横管(1)上的六个传感器组造成干扰，浮球(66)的作用是拉动旋转横管(1)的一端向上，以抵消旋转横管(1)和六个传感器的重力，使旋转横管(1)在水中保持水平，所述的四边形结构能使浮筒(40)和空心管(28)在风力作用下晃动或摇动时，旋转横管(1)保持与底座(60)平行。

由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：装置的能源来自太阳能和风能，不会对养殖池水体产生污染，且具有供电稳定、电池使用时间较长、数据检测及时、自动化程度高、无需人工干预、对水体检测的范围比较广和通用性强的特点，可应用于滩涂水产养殖、滩涂环境保护和滩涂资源开发等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下3幅附图：

图1是本装置的整体结构图，

图2是本装置的局部放大图，

图3是本装置在晃动时的示意图。

在附图中所标各数字分别表示如下：

1.旋转横管，2.喷气嘴，3.水体温度传感器组，4.盐度传感器组，5.酸碱度传感器组，6.溶氧量传感器组，7.浑浊度传感器组，8.氨氮浓度传感器组，9.横向套管，10.销轴，11.软管，12.底部出气管，13.信号处理板，14.积液部，15.积液池，16.滴液口，17.排水泵，18.排气泵，19.导水管，20.导水口，21.密封垫，22.顶盖，23.阀盖，24.导流嘴，25.铰链，26.排水管，27.排气管，28.空心管，29.风叶连杆，30.风叶，31.气动进气口，32.伞形太阳板，33.微型发电机，34.光照度传感器，35.雨水滤网，36.普通进气口，37.桶外进气管，38.密封圈，39.桶内进气管，40.浮筒，41.上部导水板，42.空气温度传感器，43.湿度传感器，44.气压传感器，45.隔离板，46.底部导水板，47.蓄电池，48.底桶，49.外转子电机，50.气压泵，51.垂直套管，52.声纳发送器，53.万向球，54.球穴，55.钢化玻璃，56.凹轨，57.椎穴，58.衔铁线圈组件，59.磁铁，60.底座，61.球形万向轮，62.垂直连杆，63.上方连杆，64.下方连杆，65.进气孔，66.浮球，67.水面。

具体实施方式

1.根据图1至图3，所述装置由旋转横管(1)、喷气嘴(2)、水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)、横向套管(9)、销轴(10)、软管(11)、底部出气管(12)、信号处理板(13)、积液部(14)、积液池(15)、滴液口(16)、排水泵(17)、排气泵(18)、导水管(19)、导水口(20)、密封垫(21)、顶盖(22)、阀盖(23)、导流嘴(24)、铰链(25)、排水管(26)、排气管(27)、空心管(28)、风叶连杆(29)、风叶(30)、气动进气口(31)、伞形太阳板(32)、微型发电机(33)、光照度传感器(34)、雨水滤网(35)、普通进气口(36)、桶外进气管(37)、密封圈(38)、桶内进气管(39)、浮筒(40)、上部导水板(41)、空气温度传感器(42)、湿度传感器(43)、气压传感器(44)、隔离板(45)、底部导水板(46)、蓄电池(47)、底桶(48)、外转子电机(49)、气压泵(50)、垂直套管(51)、声纳发送器(52)、万向球(53)、球穴(54)、钢化玻璃(55)、凹轨(56)、椎穴(57)、衔铁线圈组件(58)、磁铁(59)、底座(60)、球形万向轮(61)、垂直连杆(62)、上方连杆(63)、下方连杆(64)、进气孔(65)和浮球(66)组成。

2.空气温度传感器(42)、湿度传感器(43)、气压传感器(44)构成气象参数采集机构，水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)构成水质参数采集机构，信号处理板(13)构成信息处理机构，伞形太阳板(32)、风叶连杆(29)、风叶(30)、微型发电机(33)、衔铁线圈组件(58)、磁铁(59)和蓄电池(47)构成供电机构，外转子电机(49)、气压泵(50)、旋转横管(1)、喷气嘴(2)构成动力机构。

3.所述养殖池底部的中心位置设有底座(60)和椎穴(57)，椎穴(57)底部设有磁铁(59)，椎穴(57)上方的底座(60)上设有钢化玻璃(55)，钢化玻璃(55)中心设有球穴(54)，钢化玻璃(55)水平面的表面设有圆形凹轨(56)，凹轨(56)的横截面为半圆形，球穴(54)内嵌有万向球(53)，万向球(53)的轴中心设有一根长的竖直的空心管(28)且空心管(28)能以万向球(53)为支点进行摇摆，空心管(28)带动其底部在球穴(54)内晃动，空心管(28)底端且在磁铁(59)上方设有衔铁线圈组件(58)，衔铁线圈组件(58)和磁铁(59)之间的吸力能使歪倒的空心管(28)恢复垂直状态即起到复位作用，空心管(28)底部的晃动能使衔铁线圈组件(58)内的磁场发生变化，使衔铁线圈组件(58)产生电动势即起到晃动发电作用。

4.空心管(28)顶部设有伞形太阳板(32)，空心管(28)上部设有气动进气口(31)、微型发电机(33)和光照度传感器(34)，气动进气口(31)与空心管(28)内部连通，微型发电机(33)由风叶(30)通过风叶连杆(29)驱动，伞形太阳板(32)、微型发电机(33)和衔铁线圈组件(58)所发的电为所述装置提供能量。

5.空心管(28)中部设有浮筒(40)，浮筒(40)顶部设有顶盖(22)、桶外进气管(37)、桶内进气管(39)和斜向的上部导水板(41)，桶外进气管(37)垂直穿过顶盖(22)，桶内进气管(39)垂直穿过上部导水板(41)，桶外进气管(37)底端和桶内进气管(39)顶端均设为斜口，且两个斜口交错设置，桶外进气管(37)的底尖与上部导水板(41)的上表面接触，桶外进气管(37)顶部设有向水平方向开口的普通进气口(36)，普通进气口(36)中设有雨水滤网(35)。

6.浮筒(40)上设有排水管(26)和排气管(27)，排水管(26)和排气管(27)均穿过顶盖(22)和上部导水板(41)进入浮筒(40)内部，排水管(26)中部且在浮筒(40)内设有排水泵(17)，排气管(27)中部且在浮筒(40)内设有排气泵(18)，排水管(26)和排气管(27)顶部且在浮筒(40)外均设为l形弯头，弯头水平端的开口处设有阀盖(23)和导流嘴(24)，浮筒(40)内部的中部设有隔离板(45)和斜向的底部导水板(46)，隔离板(45)和底部导水板(46)之间形成积液池(15)，浮筒(40)内壁一侧设有垂直的导水管(19)，导水管(19)顶部的导水口(20)位于上部导水板(41)的最低处且与上部导水板(41)的上表面连通，导水管(19)底部的滴液口(16)与积液池(15)连通，浮筒(40)中的空心管(28)上设有空气温度传感器(42)、湿度传感器(43)和气压传感器(44)，浮筒(40)底部设有信号处理板(13)、蓄电池(47)和底桶(48)，底桶(48)内设有外转子电机(49)和气压泵(50)，伞形太阳板(32)、微型发电机(33)和衔铁线圈组件(58)所发的电分别通过半导体二极管向蓄电池(47)单向充电，蓄电池(47)为信号处理板(13)、排水泵(17)、排气泵(18)、外转子电机(49)提供电源，底桶(48)底部设有底部出气管(12)。

7.底桶(48)与钢化玻璃(55)之间的空心管(28)上设有声纳发送器(52)和两个垂直套管(51)，垂直套管(51)一侧设有垂直连杆(62)、上方连杆(63)和下方连杆(64)，上方连杆(63)和下方连杆(64)一端均通过销轴(10)与垂直套管(51)连接，垂直连杆(62)两端通过销轴(10)分别与上方连杆(63)和下方连杆(64)的另一端连接，垂直连杆(62)、上方连杆(63)、下方连杆(64)和部分空心管(28)通过销轴(10)和垂直套管(51)组成可活动的平行四边形结构，垂直连杆(62)底端下方设有球形万向轮(61)，球形万向轮(61)能在凹轨(56)中滚动,上方连杆(63)上面设有两个横向套管(9)，横向套管(9)内嵌有一个长的旋转横管(1)，旋转横管(1)一端设有浮球(66)和喷气嘴(2)，靠近喷气嘴(2)的旋转横管(1)上设有水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)，旋转横管(1)另一端通过软管(11)与底部出气管(12)底端连接，旋转横管(1)、喷气嘴(2)、水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)、浮球(66)、底桶(48)和浮筒(40)的下半部分均浸入养殖池的水中。

8.外转子电机(49)转动时，气压泵(50)由外转子电机(49)驱动使底桶(48)下半部和上半部之间产生气压差，底桶(48)上半部的气压较低，大气中的空气通过气动进气口(31)、空心管(28)和进气孔(65)进入底桶(48)内，底桶(48)下半部的气压较高，底桶(48)内的空气通过底部出气管(12)、软管(11)、旋转横管(1)和喷气嘴(2)在水中喷出，喷气嘴(2)喷气时产生的反作用力推动旋转横管(1)围绕空心管(28)转动，带动水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)、氨氮浓度传感器组(8)和浮筒(40)一起运动，运动的水体温度传感器组(3)、盐度传感器组(4)、酸碱度传感器组(5)、溶氧量传感器组(6)、浑浊度传感器组(7)和氨氮浓度传感器组(8)分别在水体中形成六个圆形轨迹组且六组圆为同心圆，同心圆的圆心为空心管(28)的轴中心，同心圆的半径分别等于所述传感器至空心管(28)的间距，各个水体中的传感器分别顺序检测轨迹为圆周上的不同位置的水质参数，浮筒(40)和空心管(28)晃动时，旋转横管(1)保持与底座(60)平行。

9.所有传感器分别通过屏蔽线与信号处理板(13)的输入端连接，传感器的信号由信号处理板(13)进行信号处理，信号处理至少包括多路前置放大、线性补偿、分路采样、模数转换、编码合成和信号调制等功能，信号处理板(13)上至少包括运算放大电路、模数转换电路、单片机和存储器，存储器中至少存储了人工智能的程序和信息处理所需的各种软件模块，信号处理板(13)的输出端通过屏蔽线与声纳发送器(52)连接，声纳发送器(52)发出的信号由设置在养殖池池边的声纳接收器接收且通过屏蔽线输送到池边的监测室，由监测室的计算机对传输来的信息作进一步处理或显示，采用声纳发送与接收的目的是提高信号传输的可靠性，由于本装置是转动的，而监测室是静止的，静动之间需采用无线传输技术。

10.所述装置工作时，养殖池水面上的空气通过普通进气口(36)、桶外进气管(37)和桶内进气管(39)进入浮筒(40)内，空气温度传感器(42)、湿度传感器(43)、气压传感器(44)对进入桶内的空气进行气象参数测量，浮筒(40)内用过的空气通过排气泵(18)、排气管(27)和导流嘴(24)排出到浮筒(40)外面，完成空气循环，对于雨水，由雨水滤网(35)进行一级防护，由桶外进气管(37)底端和桶内进气管(39)顶端形成的交错结构进行二级防护，使雨水不会进入浮筒(40)内部，以免水珠对湿度传感器(43)产生干扰，对于微量通过雨水滤网(35)进入普通进气口(36)的水珠，由桶外进气管(37)底尖与上部导水板(41)的接触使水珠顺着上部导水板(41)的斜面滚落到导水口(20)中且通过导水管(19)和滴液口(16)滚落积液池(15)中形成积液部(14)，积液部(14)的中的水通过排水泵(17)、排水管(26)和导流嘴(24)排出到浮筒(40)外面，导流嘴(24)、阀盖(23)、排水泵(17)和排气泵(18)能防止雨水反向进入浮筒(40)内部。

11.伞形太阳板(32)能在有阳光的前提下浮筒(40)旋转时始终有一部分太阳板板面被阳光照射到，伞形太阳板(32)、微型发电机(33)和衔铁线圈组件(58)所发的电分别通过半导体二极管向蓄电池(47)单向充电的目的是在某个发电部分欠压时防止其从蓄电池(47)上消耗电能，衔铁线圈组件(58)与磁铁(59)组成的晃动发电机构其能量来自风力，风力一方面给浮筒(40)直接造成晃动，另一方面通过养殖池的水面波浪给浮筒(40)间接地造成晃动，排水泵(17)、排气泵(18)和外转子电机(49)均为微小功率即蓄电池(47)的电量足够排水泵(17)、排气泵(18)和外转子电机(49)消耗，旋转横管(1)的转速为24-48转/天，喷气嘴(2)的喷气方向为下斜且朝远离旋转横管(1)的方向，以避免喷出的空气给旋转横管(1)上的六个传感器组造成干扰，浮球(66)的作用是拉动旋转横管(1)的一端向上，以抵消旋转横管(1)和六个传感器的重力，使旋转横管(1)在水中保持水平，浑浊度传感器组(7)用于测量养殖池的含砂量或含藻量。

12.装置中所述的屏蔽线以及发电机构与蓄电池之间的连线必要时可在部分空心管(28)中走线，由于部分空心管(28)需要走气，则走线部分与走气部分的空心管(28)之间需要隔断，并用玻璃胶封死，防止空心管(28)漏气，浮筒(40)、排水管(26)、排气管(27)和空心管(28)的材质为不锈钢。

13.由于本装置采用伞形太阳板(32)太阳能发电、微型发电机(33)风力发电和衔铁线圈组件(58)晃动发电(能量来自风力)三种方式发电，且由蓄电池进行蓄电和稳压，所以装置供电稳定，电池使用时间较长，且由于装置采用智能的信号处理板(13)，所以装置的自动化程度较高，由于水体中的六组传感器是运动的，能顺序检测不同位置不同深度的水质参数，所以本装置对水体的检测范围比较广，旋转横管(1)的长度不局限于附图中的比例，其长度可根据养殖池的大小进行确定，所述的四边形结构能使浮筒(40)和空心管(28)在风力作用下晃动或摇动时，旋转横管(1)保持与底座(60)平行。