一种实现多点取样的水质监测装置的制作方法

本公开涉及环境监测相关技术领域，具体的说，是涉及一种实现多点取样的水质监测装置。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

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。水质标志着水体的物理、化学和生物的特性及其组成的状况。水质监测的主要监测项目可分为两大类: 一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生物需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。

随着工业的发展，水资源被污染的越来越严重。生活饮用水如果不进行监控会影响人们的身体健康，养殖水产或渔业用水不监测会导致养殖的水产品产出率低、产出的水产品体内含有大量的污染物等，水质监测越来越重要。现有的水质监测装置，有些不能够进行实时的自动监测；有些实时监测装置，在长时间使用时，内壁积累了大量的污物，使得检测的数据不够准确；也有些监测设备结构简单，不能适应比较恶劣环境而不能持续的进行监测，例如在冬天温度较低时，水质监测装置会因为结冰，损坏监测装置。现有的大多数设备采样装置和监测装置是分离的，需要单独取样后，将样品运输至监测装置进行水质的分析，并且现有的设备不能实现多点自动取样。

技术实现要素：

本公开为了解决上述问题，提出了一种实现多点取样的水质监测装置，同时设置了取样装置和检测装置，取样装置与检测装置通过长度可伸缩的水管连接，能够实现取样装置相对于检测装置移动实现多点取样，同时检测水箱内部设置了水样预存水箱将水样中的体积大的物质过滤后进入水样检测水箱，大大减少了水质检测传感器损坏的概率，并提高了检测的准确度。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种或多个实施例提供了一种实现多点取样的水质监测装置，其特征是：包括取样装置和检测装置，取样装置与检测装置通过长度可伸缩的水管连接；在可伸缩的水管上设置进水水泵；

所述取样装置包括漂浮箱、设置在漂浮箱内的驱动电机和设置在箱体下的取样管，所述取样管与可伸缩的水管连接；

所述检测装置包括箱体和设置在箱体内的主控制室、水样预存水箱和水样检测水箱，所述水样预存水箱连接可伸缩的水管，水样预存水箱和水样检测水箱连接，在所述水样检测水箱内设置水质检测传感器组，所述主控室中设置主控制器、显示屏、控制开关和电源模块，所述控制器分别与显示屏、控制开关、水质检测传感器组和电源模块连接。

进一步的，所述取样装置还可以包括取样控制器、太阳能板、GPS 定位模块和第一无线通信模块。所述取样控制器与定位模块、第一无线通信模块和蓄电池分别连接，所述太阳能板和蓄电池连接；所述主控制室内还设置第二无线通信模块，所述第二无线通信模块与主控制器连接。

进一步的，可伸缩的水管为硬管，所述水管为至少两节的套接管，每节套接管可以与相邻的套接管的其中一个套接管套接。

进一步的，还包括水管盘绕装置，可伸缩的水管为软管，在所述检测装置上设置水管盘绕装置，所述水管盘绕在水管盘绕装置上，所述水管盘绕装置包括支架、设置在支架上的盘绕轴和盘绕电机，所述盘绕电机与主控制器连接。

进一步的，所述水样预存水箱内设置第一出水口，通过第一出水口与水样检测水箱连接，在第一出水口处设置孔径大于5mm的网孔板。

进一步的，还包括加热装置和温度传感器，所述加热装置设置在水样预存水箱和水样检测水箱底部，温度传感器设置在箱体上，所述加热装置和温度传感器分别与主控制器连接。

进一步的，还包库设置在水样预存水箱或/和水样检测水箱内的清洁装置，所述清洁装置与主控制器连接。

进一步的，所述清洁装置包括清洁刷、清洁杆和旋转电机，所述清洁刷与清洁杆连接，所述清洁杆与旋转电机连接，所述旋转电机与主控制器电连接。

进一步的，所述水样预存水箱内设置第一排水管，第一排水管上设置第一排水阀；所述水样检测水箱设置第二排水管，第二排水管上设置第二排水阀。所述第一排水阀和第二排水阀分别与主控制器连接。

进一步的，所述水质检测传感器组包括浊度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、TDS探针和电导率传感器。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开的装置通过设置取样装置和检测装置，取样装置与检测装置通过长度可伸缩的水管连接，实现了取样装置相对于检测装置能够移动，实现多点取样。

(2)本公开通过在取样装置和检测装置分别设置无线通信模块，能够实现取样装置和检测装置的无线通信，从而实现检测装置对取样装置的控制，能够实现取样装置的多点自动取样。

(3)本公开设置的水样预存水箱将水样中的体积大的物质过滤后再进入水样检测水箱，大大减少了水质检测传感器损坏的概率，并提高了检测的准确度。

(4)本公开设置的加热装置，能够根据环境温度的变化对装置进行升温，避免温度低时水结冰损坏检测设备，实现了本装置的实时在线检测。

(5)本公开的装置适合江河湖海等地表水的水质检测，能够实现地表水水域中的多点取样，实时测量，减少了水样取样后的间隔时间，不需要进行运输，水质检测的数据准确。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是根据一个或多个实施方式的装置的框图；

图2是本公开的水管盘绕装置的结构示意图；

其中：1、水管，2、进水水泵，4驱动电机，5、取样管，6、检测装置箱体，7、主控制室，8、水样预存水箱，9、水样检测水箱， 10、水质检测传感器组，11、水管盘绕装置，11-1、支架，11-2、盘绕轴，11-3、盘绕电机，12、主控制器，13、显示屏，14、控制开关， 15、电源模块，16、清洁装置，17、网孔板，18、第一排水阀，19、第二排水阀，20、温度传感器，21、加热装置。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种实现多点取样的水质监测装置，包括取样装置和检测装置，取样装置与检测装置通过长度可伸缩的水管1连接；在可伸缩的水管上设置进水水泵2；进水水泵为水的流动提供动力。

所述取样装置包括漂浮箱3、设置在漂浮箱3上面的太阳能板、设置在漂浮箱3内的驱动电机4和蓄电池、设置在漂浮箱3的取样管 5，所述取样管5与可伸缩的水管1连接；所述漂泊箱为中空的箱体，壳体材料可以为金属板材外敷泡沫材料，漂泊箱箱体漂浮材料可以采用较先进的空心玻璃微珠闭孔型泡沫塑料，漂浮性强、隔热性好，并且吸水率低，大大增强了漂泊箱箱体的易用性。漂浮箱通过设置中空的腔体和采用密度比水小材料的能够实现漂浮在水面上，通过漂泊箱箱体结构的设置能够增加箱体在水面漂浮的稳定性，可以设置为船形。蓄电池为驱动电机4的工作提供电能，在白天有太阳的时候可以通过太阳能电池板对蓄电池充电。所述太阳能板可以为太阳能光伏板。驱动电机为漂浮箱的移动提供动能。

所述检测装置包括检测装置箱体6和设置在箱体6内的主控制室 7、水样预存水箱8和水样检测水箱9，所述水样预存水箱8连接可伸缩的水管1，水样预存水箱8和水样检测水箱9连接，在所述水样检测水箱9内设置水质检测传感器组10，所述主控室中设置主控制器12、显示屏13、控制开关14和电源模块15，所述主控制器12分别与显示屏13、控制开关14、水质检测传感器组10和电源模块15 连接。所述显示屏13可以为液晶显示屏，用于显示检测的数据。电源模块为系统的工作提供电能，可以直接连接市电，电源模块经过变换后对系统进行供电。

所述水质检测传感器组10可以根据实际的监测要求设置，可以包括浊度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、TDS探针和电导率传感器。所述浊度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、TDS探针和电导率传感器依次排列或者以矩阵的形式排列在水质检测水箱9内，当水位到达传感器设置的位置，传感器将检测的数据传输至主控制器12。本实施例浊度传感器型号可以为JZ-WQZ，溶解氧传感器型号可以为 H15191，PH传感器型号可以为:XLCM-SH-1002，TDS探针型号可以为 KINGHS品牌的KTDS-2，电导率传感器型号可以为SC8SG。

基于上述装置可以实现人工监视下的多点取样和检测，首先，当需要进行检测时，控制取样装置开始工作，可以通过电路设置定时控制驱动电机4的工作，可以为定时正传5分钟，然后停顿设定的时间，驱动电机4反转，取样装置返回。在取样装置停止运行时，打开控制开关14，检测装置开始工作，控制进水水泵2工作，水样进入检测装置进行检测，检测后存储数据，完成一次手动取样并检测，下次的测量可以在取样装置运行前调整方向和设定定时器的时间，可以实现多点取样。通过定时器控制电机的运行的控制电路采用现有技术的控制电路。

作为进一步的改进，为实现自动取样，所述取样装置还可以包括取样控制器、GPS定位模块和第一无线通信模块。所述取样控制器与 GPS定位模块、第一无线通信模块和蓄电池分别连接，所述主控制室内还设置第二无线通信模块，所述无线通信模块与主控制器连接。当开始进行取样，主控制器12通过无线发送取样信号，取样控制器接收到信号后控制取样装置的驱动电机4工作设定的工作时间，取样控制器通过无线传输将GPS定位信息和电机停止工作信号传输至主控制器12，主控制器12判断位置是否变化，如果与上次定位位置不同，开启进水水泵2，将水样泵入检测装置。第一无线通信模块和第二无线通信模块的型号可以为LoRa---SX1278无线通信芯片。取样后，发送开启驱动电机4的信号，进行下一地点的取样。进行下一地点的取样可以设定间隔时间，以便于检测装置完成检测。取样控制器的型号可以为：AT91SAM7X256C-AU，主控制器型号可以为AT91SAM7S64C-AU。 GPS定位模块可以选用MT3337芯片。

下面是水管可伸缩的一种实现方式，设置水管盘绕装置11，可伸缩的水管1为软管，所述软管有一定的硬度，缠绕后仍然可以通水，如可以为橡胶软管、PVC软管、或者为波纹管。水管盘绕装置11可以连接设置在检测装置上，所述水管1盘绕在水管盘绕装置11上，所述水管盘绕装置11包括支架11-1、设置在支架上11-1的盘绕轴 11-2和盘绕电机11-3，所述盘绕电机11-3与主控制器12连接。盘绕电机11-3可以正传和反转，或者盘绕电机11-3只正传，当盘绕电机11-3不工作时，盘绕轴11-2可以在外力的作用下旋转，当取样装置上的驱动电机4工作可以拉动软管，使得盘绕轴11-2旋转伸长水管1的长度。

作为进一步的改进，可以将所述水样预存水箱8内设置第一出水口，通过第一出水口与水样检测水箱连接，在第一出水口处设置孔径大于5mm的网孔板17，所述网孔板17作用为阻碍大的漂浮物进入水样检测水箱，对水样检测水箱中的水质检测传感器组10产生影响，例如大的漂浮物缠绕在传感器上，从而影响检测数据的准确性。

为进一步提高检测准确性，还可以在水样预存水箱8或/和水样检测水箱9内设置清洁装置16，所述清洁装置16与主控制器12连接，如图1所示所述清洁装置16可以包括清洁刷、清洁杆和旋转电机，所述清洁刷与清洁杆连接，所述清洁杆与旋转电机连接，所述旋转电机与主控制器12电连接。清洁杆在旋转电机的带动下可以以一定的速度旋转，清洁刷可移动的连接在清洁杆上。清洁刷可以直接铰接清洁杆，清洁杆旋转速度大时，清洁刷的张开的角度大，速度低时，清洁刷张开的角度小，可以实现一定范围内的水箱壳体内部的表面的清刷。清洁装置16的工作可以以设定的周期进行，当检测完数据将水排出前进行清洗。

还可以在所述水样预存水箱8内设置第一排水管，第一排水管上设置第一排水阀18；所述水样检测水箱9设置第二排水管，第二排水管上设置第二排水阀19，所述第一排水阀18和第二排水阀19分别与主控制器12连接。每次检测完主控制器控制排水阀打开将水排出。

作为进一步的改进，针对冬天温度低水容易结冰的问题，本公开的装置还可以包括加热装置21和温度传感器20，所述加热装置21 设置在水样预存水箱8和水样检测水箱9底部，温度传感器20设置在检测装置箱体6上，所述加热装置21和温度传感器20分别与主控制器12连接。温度传感器20用于检测环境温度或者检测装置箱体6 内的温度，根据具体的需要设置，当温度低于设定的阈值可以控制开启加热装置21，所述加热装置21可以为现有的任意加热装置，可以为电阻丝加热，如图1所示为设置在水样预存水箱8和水样检测水箱 9底部，加热装置21还可以为设置在水样预存水箱和水样检测水箱内的加热装置，可以为电加热棒。

实施例2

与实施例1不同在于，可伸缩的水管的实现方式不同，除去此结构不同外，其他结构与实施1相同。本实施例的可伸缩的水管1为硬管，所述水管为至少两节的套接管，每节套接管可以与相邻的套接管的其中一个套接管套接，实现水管1长度的变化。每节套接管之间通过管接头连接，管接头可以实现套接管之间的相对移动，在套接管的接头处设置密封垫，实现密封。本实施例的套接管的伸长和缩短可以直接在取样装置的驱动电机的作用下实现。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。