一种双向水质测量管道装置的制作方法

本发明涉及水质监测装置的技术领域，尤其涉及一种双向水质测量管道装置。

背景技术：

在水产养殖、智能渔业等领域，水体水质参数情况直接关联养殖结果，甚至关系到养殖成果的成败，所以利用水质传感器进行水质指标的在线测量已经大量普及。

而在现有技术中，存在以下技术缺陷：

1．水质传感器长期设置在水体中进行检测的方式：

（1）因为是周期性测量，更多时间传感器是处于非测量状态，而对于大量普遍应用的电化学类的水质传感器，在非测量期间，也持续进行着电化学反应，消耗了传感器的电解液以及内部的电极片组件，影响了传感器的正常使用寿命；

（2）长期放置在水体中，容易附着污物，导致测量结果不准确，需要定期进行清洗维护，导致传感器易脏易坏，也增加了维护成本。

2．从水体中抽水的方式进行测量：

（1）对于部分传感器，比如溶解氧传感器，在测量时还对水体流速有要求，而传统的技术实现一般是抽水到指定的测量腔，再进行相关参数的测量，会影响测量的准确性，存在测量方式导致的结果误差；

（2）在传统的应用中，抽水过程随意性较大，没有进行密封处理，水流与空气接触，如果水质传感器是溶解氧检测类的传感器，这种检测方式就会直接影响测量结果，空气中的氧气与水流融合，会增加水流中的溶解氧，导致检测结果与实际不相符，存在误差，甚至是错误而影响对水体实际情况的判断，造成经济损失；

（3）同样存在污物附着的情况，为了不影响测量精度，一般还需要定期拆开检测装置，对传感器进行清洗，这种方式也是十分不方便，需要相对专业的人士操作执行，维护成本高，且过程繁杂，经济性也不好。

在申请号为cn201810189080.8的中国发明专利中，公开了一种多路养殖池水样采集测量装置，包括水质监测箱，水质监测箱中安装有各种水质监测探头，用于对多路水样进水管送入的水样进行检测，最终通过排水泵及排水管将检测完的水样排出。此专利通过plc时序控制各电磁阀的导通与关闭，控制水样的输入与排出。但此专利同样存在上述所列的一个或者多个技术缺陷，比如水质监测探头与空气接触了，需要定期进行人工维护清洗等。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种可以在测量过程同步进行传感器刷洗的双向水质测量管道装置，且测量管道装置可以密封，水流不与空气直接接触。

为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：

一种双向水质测量管道装置，其特征在于，所述双向水质测量管道装置包括设有阀门并通过电磁铁进行进出水控制的管道主体；所述管道主体设有第一进水口、第二进水口、第一出水口、第二出水口以及清洗组件；所述清洗组件布置在管道中间基座上，结合水流的作用，对用于水质监测的传感器的测量部进行清洗或刷洗。

所述第一进水口设有第一上截止阀部，所述第二进水口设有第二上截止阀部，所述第一出水口设有第一下截止阀部，所述第二出水口设有第二下截止阀部；所述第一上截止阀部、所述第二上截止阀部、所述第一下截止阀部以及所述第二下截止阀部分别用于对水流的进出水控制。

进一步地，所述管道主体还设有第一阀控腔和第二阀控腔，所述第一阀控腔内穿透有第一阀支杆，所述第二阀控腔内穿透有第二阀支杆，所述第一阀支杆以及所述第二阀支杆分别通过电磁铁的磁吸力作用进行上下滑动，用于开启或闭合对应的所述第一上截止阀部、所述第二上截止阀部、所述第一下截止阀部或者所述第二下截止阀部。

进一步地，所述第一阀支杆固定连接有第一强磁滑块，所述第一强磁滑块设于所述第一阀控腔内；所述第二阀支杆固定连接有第二强磁滑块，所述第二强磁滑块设于所述第二阀控腔内。

进一步地，所述第一阀支杆以及所述第二阀支杆的两端分别设置有堵头部。

进一步地，所述第一阀控腔以及所述第二阀控腔内部靠近进出水管道处分别设有密封部，所述密封部又分别固定设置有电磁铁。

进一步地，所述电磁铁固定安装布置，并且连接有缓冲部件。

进一步地，所述清洗组件包括有清洗叶轮，所述清洗叶轮连接有清洗轴，所述清洗轴下部分安装布置在所述管道中间基座的孔洞中。

进一步地，所述清洗组件还设有清洗片组件，所述清洗片组件包括有一根刷杆，所述刷杆上布置有若干软刷毛。

进一步地，所述清洗叶轮是多叶片可转动的叶轮，所述叶轮与所述清洗轴固定连接。

进一步地，所述管道主体还设有排污口。

与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）在测量过程中，同步进行传感器清洗和刷洗，使得传感器能够保持在较佳测量状态，测量数据更加准确；

（2）不需要定期拆开装置对传感器进行清洗维护，本技术方案实现方式更加直接和便利，减少维护成本，提高传感器的使用寿命；

（3）测量管道装置可以密封设置，水流不与空气直接接触，测量方式更加科学，测量结果比较可靠、准确；

（4）可选择不同的进水口和出水口，双向可控，清洗更加彻底，并且可以根据实际需求，适应不同的应用场景；

（5）测量过程保持一定的水流速度，测量结果科学有效，对部分对流速有要求的特定传感器而言，测量结果更加准确；

（6）双向的进水口可以控制全部关闭，可以控制选择测量管道内保持残留水体、空气甚至部分真空状态，可以针对不同的传感器，采用不同的控制模式，便于在非测量期间，对传感器起到保护或自维护的效果，延长传感器的使用寿命；

（7）采用管道式抽水检测，可以根据实际情况，从指定深度的水体中抽取水到管道中，水流保持原特定水体深度的水质情况，也不与空气接触交换，不被空气干扰，在水产养殖领域，其实用价值很高。

附图说明

图1为本发明实施例的双向水质测量管道装置的结构解剖示意图。

图2为本发明实施例的双向水质测量管道装置的第一阀控腔部分的局部结构解剖示意图。

图3为本发明实施例的双向水质测量管道装置的第二阀控腔部分的局部结构解剖示意图。。

图4为本发明实施例的双向水质测量管道装置的清洗组件的结构解剖示意图。

图5为本发明实施例的双向水质测量管道装置的清洗组件的立体结构示意图。

图6为本发明实施例的双向水质测量管道装置带有排污口的结构解剖示意图。

图1中：1-管道主体、101-第一进水口、102-第二进水口、103-第一出水口、104-第二出水口、11-清洗组件、14-管道中间基座、2-传感器、131-第一上截止阀部、132-第二上截止阀部、133-第一下截止阀部、134-第二下截止阀部、121-第一阀控腔、122-第二阀控腔、1210-第一阀支杆、1220-第二阀支杆。

图2中：121-第一阀控腔、1211-密封部、12101-堵头部、1214-第一强磁滑块、1213-第一上弹簧、1215第一下弹簧、1212-第一上电磁铁、1216-第一下电磁铁、1210-第一阀支杆。

图3中：122-第二阀控腔、1211-密封部、12101-堵头部、1224-第二强磁滑块、1223-第二上弹簧、1225-第二下弹簧、1222-第二上电磁铁、1226-第二下电磁铁、1220-第二阀支杆。

图4中：1-管道主体、2-传感器、11-清洗组件、14-管道中间基座、1211-密封部、1102-清洗叶轮、1101-清洗轴、1103-清洗片组件、201-传感器测量部。

图5中：1101-清洗轴、1102-清洗叶轮、1103-清洗片组件。

图6中：1-管道主体、101-第一进水口、102-第二进水口、103-第一出水口、104-第二出水口、11-清洗组件、2-传感器、15-排污口。

具体实施方式

下面将对具体实施方式所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，附图是本发明一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他形式的附图。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本发明描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了不同的实施方式或者实施例，用于实现本发明的不同结构或者不同实现方法。为了简化本发明的公开，下文中对特定实施例的部件和设置进行描述。

如图1所示，一种双向水质测量管道装置，包括设有阀门并通过电磁铁进行进出水控制的管道主体1；所述管道主体1设有第一进水口101、第二进水口102、第一出水口103、第二出水口104以及清洗组件11；所述清洗组件11布置在管道中间基座14上，结合水流的作用，对用于水质监测的传感器2的测量部进行清洗或刷洗；所述第一进水口101设有第一上截止阀部131，所述第二进水口102设有第二上截止阀部132，所述第一出水口103设有第一下截止阀部133，所述第二出水口104设有第二下截止阀部134；所述第一上截止阀部131、所述第二上截止阀部132、所述第一下截止阀部133以及所述第二下截止阀部134分别用于对水流的进出水控制。

进一步地，所述管道主体1还设有第一阀控腔121和第二阀控腔122，所述第一阀控腔121内穿透有第一阀支杆1210，所述第二阀控腔122内穿透有第二阀支杆1220，所述第一阀支杆1210以及所述第二阀支杆1220分别通过电磁铁的磁吸力作用进行上下滑动，用于开启或闭合对应的所述第一上截止阀部131、所述第二上截止阀部132、所述第一下截止阀部133或者所述第二下截止阀部134。

在本实施例中，所述第一进水口101设于所述第一出水口103上方，所述第一进水口101及所述第一出水口103的中间间隔着所述第一阀控腔121；所述第二进水口102设于所述第二出水口104上方，所述第二进水口102及所述第二出水口104的中间间隔着所述第二阀控腔122。所述第一阀支杆1210和所述第二阀支杆1220可以上下滑动。

在本实施例中，所述第一上截止阀部131、所述第二上截止阀部132、所述第一下截止阀部133以及所述第二下截止阀部134分别设有过水孔。所述管道主体1通过在中间区域布置有所述管道中间基座14，将所述管道主体1分隔成两个出水通道，所述出水通道分别连接所述第一出水口103和所述第二出水口104。

在本实施例中，所述管道主体1设有监测孔，用于安装所述用于水质监测的传感器2，所述传感器2布置在所述管道中间基座14的正上方，方便通过所述清洗组件11进行清洗或刷洗。

如图2及图3所示，所述第一阀支杆1210固定连接有第一强磁滑块1214，所述第一强磁滑块1214设于所述第一阀控腔121内；所述第二阀支杆1220固定连接有第二强磁滑块1224，所述第二强磁滑块1224设于所述第二阀控腔122内。所述第一阀支杆1210以及所述第二阀支杆1220的两端分别设置有堵头部12101。

在本实施例中，所述堵头部12101为圆锥状，所述第一上截止阀部131、所述第二上截止阀部132、所述第一下截止阀部133以及所述第二下截止阀部134的所述过水孔也是圆锥状，所述堵头部12101的凸出部与所述过水孔可以吻合，用于阻断水流经过所述过水孔，从而实现管道的封堵或者开启。

在本实施例中，所述第一阀控腔121以及所述第二阀控腔122内部靠近进出水管道处分别设有密封部1211，所述密封部1211又分别固定设置有电磁铁。通过控制作用于所述电磁铁的电流的大小及方向实现所述电磁铁的磁性强度与磁性方向，并带动所述第一强磁滑块1214或者所述第二强磁滑块1224滑动，从而带动所述第一阀支杆1210或者所述第二阀支杆1220滑动，实现通过所述堵头部12101各自对所述第一上截止阀部131、所述第二上截止阀部132、所述第一下截止阀部133或者所述第二下截止阀部134的截流或者开放。

在本实施例中，所述电磁铁分别有四个，包括第一上电磁铁1212、第一下电磁铁1216、第二上电磁铁1222和第二下电磁铁1226。

在本实施例中，所述电磁铁固定安装布置，并且连接有缓冲部件。所述缓冲部件为缓冲弹簧，所述缓冲弹簧包括有四个，分别为第一上弹簧1213、第一下弹簧1215、第二上弹簧1223、第二下弹簧1225。所述第一上弹簧1213设于所述第一上电磁铁1212与所述第一强磁滑块1214之间，所述第一下弹簧1215设于所述第一强磁滑块1214与所述第一下电磁铁1216之间，所述第二上弹簧1223设于所述第二上电磁铁1222与所述第二强磁滑块1224之间，所述第二下弹簧1225设于所述第二强磁滑块1224与所述第二下电磁铁1226之间。

在控制作用于所述电磁铁的电流大小与方向时，在磁性相吸或者相斥的作用下，所述第一强磁滑块1214或者所述第二强磁滑块1224会产生滑动，为了避免对所述电磁铁造成冲击，通过所述缓冲弹簧进行缓冲，减少瞬时的冲击力。也可以通过控制作用于所述电磁铁的电流大小，采取逐渐加大电流大小的方向，避免形成较强的瞬间吸合的冲击力。

作为可实施的一种方式之一，所述第一强磁滑块1214以及所述第二强磁滑块1224也可以是采用电流控制的电磁铁。

上述所述的电磁铁在没有电流控制时，是无极性的，不会产生磁性相吸或者相斥的现象。

如图4所示，所述清洗组件11包括有清洗叶轮1102，所述清洗叶轮1102连接有清洗轴1101，所述清洗轴1101下部分安装布置在所述管道中间基座14的孔洞中。所述清洗组件11还设有清洗片组件1103，所述清洗片组件1103包括有一根刷杆，所述刷杆上布置有若干软刷毛。

在本实施例中，在布置时，所述清洗片组件1103处于所述传感器2上的传感器测量部201之下，且所述软刷毛与所述传感器测量部201接触。

如图5所示，所述清洗叶轮1102是多叶片可转动的叶轮，所述叶轮与所述清洗轴1101固定连接。在本实施例中，当水流经过时，冲击所述清洗叶轮1102，使其产生转动，并带动所述清洗轴1101进行旋转，所述清洗轴1101依靠所述管道中间基座14的支撑作用进行位置固定。所述清洗片组件1103也与所述清洗轴1101固定连接，此时，所述清洗片组件1103在所述清洗轴1101的带动下同步进行旋转，所述清洗片组件1103上的所述软刷毛对传感器2的测量部进行刷洗。

在本实施例中，在所述管道中间基座14的孔洞的入口处也设置有密封部1211，用于对所述清洗轴1101与所述管道中间基座14的孔洞产生密封作用。

作为可实施的方式之一，所述软刷毛与所述传感器测量部201还可以不直接接触，间隔有一微小距离，当水流冲击所述清洗叶轮1102带动所述清洗片组件1103进行旋转时，在水流的冲击使用下，所述清洗轴1101除了同步旋转，还有轻微上下窜动，在向上窜动时，所述软刷毛与所述传感器测量部201接触，从而实现刷洗和冲洗。此种方式更适合于所述传感器测量部201设置有透气薄膜的场景，比如电化学法相关原理的溶解氧传感器，可以确保有效进行清污又尽量减少持续接触刷洗的时间。

如图6所示，所述管道主体1还设有排污口15。所述排污口15在需要时可以打开，放掉残留的水体。

在本实施例中，当进行所述电磁铁的控制时，所述第一阀支杆1210或者所述第二阀支杆1220在磁性作用下进行滑动，可以向上或者向下滑动。所以，此时，所述第一进水口101与所述第一出水口103只有一方导通，另一方则封闭，所述第二进水口102与所述第二出水口104也只有一方导通，另一方则封闭，即所述第一阀支杆1210或者所述第二阀支杆1220上的两端所述堵头部12101只有一端起到截流作用。

本发明较佳实施方式之一，利用水泵等设备将待检测水体中的水抽到所述第一进水口101，控制作用于所述第一上电磁铁1212或者所述第一下电磁铁1216的电流方向及大小，使得所述第一阀支杆1210在所述第一强磁滑块1214的带动下，向下滑动，此时，所述第一上截止阀部131处于打开状态，所述第一下截止阀部133处于关闭状态；抽进来的水流则从所述第一进水口101进入所述双向水质测量管道装置。

同时，控制作用于所述第二上电磁铁1222或者所述第二下电磁铁1226的电流方向及大小，所述第二强磁滑块1224向上滑动，带动所述第二阀支杆1220也向上滑动，从而使得所述第二上截止阀部132处于关闭状态，所述第二下截止阀部134处于打开状态。

在所述第一强磁滑块1214以及所述第二强磁滑块1224的滑动过程中，通过所述第一下弹簧1215或者所述第二上弹簧1223进行缓冲，避免磁性太大时造成冲击。而在实际的实施过程中，还可以通过分别控制作用于上下两个电磁铁的方向，使得其中一个电磁铁与中间的所述第一强磁滑块1214或者所述第二强磁滑块1224磁性相吸，其中另一个则是磁性相斥，可以加大力度，使得所述堵头部12101与所述第一上截止阀部131、所述第二上截止阀部132、所述第一下截止阀部133或者所述第二下截止阀部134闭合更紧。作为优选，还需要时间延迟的控制，磁性相吸的先执行，当闭合时，再通过磁性相斥进行加固密封作用。所述堵头部12101还可以设置有密封材质层。

当水流从所述第一进水口101进入所述管道主体1时，由于此时所述第一下截止阀部133和所述第二上截止阀部132处于闭合状态，水流经过所述清洗组件11后，再向所述第二出水口104流出。

在水流经过所述清洗组件11时，冲击所述清洗叶轮1102，使得所述清洗叶轮1102开始旋转，带动所述清洗轴1101以及所述清洗片组件1103一起旋转，在所述清洗片组件1103上的软刷毛以及水流的共同作用下，对传感器2上的测量部进行清洗和刷洗。

在实际的实施应用中，当所述传感器2是水质传感器时，比如是原电池法或者极谱法的溶解氧传感器，在进行水质测量时，还对待测水体有流速要求，本技术方案的实施优于常规的直接抽水到水槽的测量方式，可以提高测量的准确度。

根据传感器种类的不同，在非测量期间，可以通过控制作用于所述第一上电磁铁1212、所述第一下电磁铁1216、所述第二上电磁铁1222或者所述第二下电磁铁1226的电流方向，从而控制所述第一上截止阀部131、所述第二上截止阀部132、所述第一下截止阀部133或者所述第二下截止阀部134的开启或者闭合截流。

比如，所述第一上截止阀部131和所述第二上截止阀部132全部闭合，此时，所述第一下截止阀部133和所述第二下截止阀部134全部开启，所述管道主体1有残留水体，部分从所述第一出水口103或者所述第二出水口104外流，此时在所述管道主体1内腔管道的上端形成很细微的局部真空的区域，或者是所述管道主体1内腔管道的上端有一层空气区域。所以，在非测量期间，可以选择不让水体继续接触所述传感器2的测量部，起到保护传感器2的作用。根据实际场合的需求，也可以选择让水体始终与所述传感器2的测量部保持接触。

在实际实施的过程中，所述管道主体1处于密封状态，水体水流从所述第一进水口101进入所述管道主体1，水体不与空气直接接触。同样地，当所述传感器2是水质传感器时，比如是原电池法或者极谱法的溶解氧传感器，或者是荧光法溶解氧传感器，当抽水至水槽进行检测时，如果抽水过程中，水体与空气进行了接触，会影响测量结果的准确性，本方案的双向水质测量管道装置，也优于传统的抽水检测方式。

本发明还包括有电气部分或者智能控制部分。

本发明提供的一种双向水质测量管道装置，在测量过程中，同步进行传感器清洗和刷洗，使得传感器能够保持在较佳测量状态，测量数据更加准确。

本发明提供的一种双向水质测量管道装置，不需要定期拆开装置对传感器进行清洗维护，本技术方案实现方式更加直接和便利，减少维护成本，提高传感器的使用寿命。

本发明提供的一种双向水质测量管道装置，测量管道装置可以密封设置，水流不与空气直接接触，测量方式更加科学，测量结果比较可靠、准确。

本发明提供的一种双向水质测量管道装置，可选择不同的进水口和出水口，双向可控，清洗更加彻底，并且可以根据实际需求，适应不同的应用场景。

本发明提供的一种双向水质测量管道装置，测量过程保持一定的水流速度，测量结果科学有效，对部分对流速有要求的特定传感器而言，测量结果更加准确。

本发明提供的一种双向水质测量管道装置，双向的进水口可以控制全部关闭，可以控制选择测量管道内保持残留水体、空气甚至部分真空状态，可以针对不同的传感器，采用不同的控制模式，便于在非测量期间，对传感器起到保护或自维护的效果，延长传感器的使用寿命。

本发明提供的一种双向水质测量管道装置，采用管道式抽水检测，可以根据实际情况，从指定深度的水体中抽取水到管道中，水流保持原特定水体深度的水质情况，也不与空气接触交换，不被空气干扰，在水产养殖领域，其实用价值很高。

以上所述仅为本发明较佳实施例，只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，但并不能以此限制本发明的保护范围。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明涵盖范围。