一种用于供水管网的多参数水质在线监测装置的制作方法

1.本发明属于水质监测技术领域，尤其涉及一种用于供水管网的多参数水质在线监测装置。


背景技术：

2.供水管网是输送生活饮用水的主要渠道，管网中的水质直接关系到最终的用户能否用上干净合格的水，为确保供水管网末梢水质达标且满足国家生活饮用水卫生安全标准，因此需要对管网中的水质进行实时监控、及时预警。然而大型的水质离线检测站价格昂贵，柜式在线监测站安装条件限制较多且监测过程中持续排除监测液，浪费水资源，较难广泛应用于管网各个点，用于供水管网的多参数水质在线监测装置由于其可以直接如水表一样安装在供水管网，适用广泛。
3.现有技术中，cn111766360a公开了一种用于供水管网的综合参数监控装置。该装置由文丘里管结构获取动力，为检测盒提供水样。该装置的测量方式需要等待检测盒中的水样完全静止，加上检测盒的换水时间，延长了整个测量周期。并且，当主管道流速不稳定时，文丘里结构会导致支路中水的流速也不稳定，由于无法准确判断检测盒中的水是否静止，因此可能会导致测量结果不准确。
4.现有技术中，现有的管网水质在线监测装置的各个水质传感器均安装在同一个检测盒中，这样就直接导致测量时水流受到各个水质传感器位置的影响而产生漩涡，影响了水质传感器的测量精度，测量结果不准确。
5.现有技术中，现有的管网水质在线监测装置尚不存在可以排出水中微小气泡的装置。水体中的微小气泡易附着于传感器测量元件上，传感器测量元件难以区分气泡与水中杂质，对于测量精度影响较大，测量结果不准确。
6.因此，亟需一种用于供水管网的多参数水质在线监测装置，能够带压测量、不外排水样，且结构紧凑、占用空间少。以解决现有技术中水质在线监测装置存在测量周期延长、测量结果不准确的问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于供水管网的多参数水质在线监测装置，包括：计量水表、测量管、电控球阀、过滤器、调速泵、测量盒及电路板盒；
8.所述计量水表连接所述测量管并安装在供水管网中，所述测量管通过所述电控球阀并联一监测支路，所述电控球阀控制所述监测支路通断；
9.所述过滤器安装在所述监测支路的进水端，所述过滤器过滤监测水样；
10.所述过滤器的出水端连接所述调速泵，所述调速泵连接测量盒，所述调速泵输出稳定的流量并流入所述测量盒；
11.所述测量盒内设有一流通槽，所述流通槽内部形成若干独立腔室，其中，第一腔室中设有排气装置；所述流通槽上方设有传感器盖，所述传感器盖上固定有排气阀、水质传感
器及压力传感器；
12.所述测量盒的外侧安装所述电路板盒，所述电路板盒连接到所述计量水表、所述电控球阀、所述调速泵及所述测量盒；
13.所述电控球阀配置阀门执行器，所述电路板盒通过所述阀门执行器控制所述电控球阀通断；
14.所述测量盒在线监测水质并传输监测数据至所述电路板盒，所述电路板盒发送监测数据。
15.可选地，所述排气装置为导流柱，所述导流柱紧密装配于所述第一腔室；
16.所述导流柱的上部形成为集气室，所述排气阀连通所述集气室；
17.所述导流柱设置环形水道，所述环形水道的进水端连接到所述调速泵，所述环形水道的出水端连通所述集气室，所述集气室的底部设置出水孔，所述出水孔供水于所述流通槽。
18.可选地，所述传感器盖配置密封圈，所述密封圈配合所述传感器盖密封所述测量盒。
19.可选地，所述测量盒配置保护罩，所述保护罩紧固安装在所述测量盒的上方，所述保护罩保护所述测量盒。
20.可选地，所述测量盒配置转接模块，所述转接模块安装于所述保护罩内，所述测量盒通过所述转接模块连接到所述电路板盒。
21.可选地，所述测量管配置取水球阀，所述取水球阀用于离线检测取水。
22.可选地，所述电路板盒配置天线，所述电路板盒通过所述天线传送监测数据。
23.可选地，所述压力传感器装配于第二腔室。
24.可选地，所述水质传感器包括ph传感器、余氯传感器及浊度传感器，所述ph传感器装配于第三腔室，所述余氯传感器装配于第四腔室，所述浊度传感器装配于第五腔室。
25.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
26.1、本发明结构简单，便于安装，可直接安装在供水管网中。
27.2、利用调速泵作为水在监测支路以及测量盒循环的动力，提供稳定的测量环境。
28.3、水质传感器安装在流通槽独立的各个专属腔室中，不仅测量环境独立，减少干扰，而且通过调节各独立腔室进水口的孔径获得各传感器所需最佳流速，测量更加准确。
29.4、设有排气装置，通过狭窄流道使流速提高再释放的方式，使其中小气泡汇集为大气泡，再由排气阀排出，排出后的水流入水质传感器测量腔，避免了小气泡随水流移动并附着在水质传感器上，影响水质监测的结果。
附图说明
30.图1为本发明的用于供水管网的多参数水质在线监测装置的整体示意图；
31.图2为本发明的用于供水管网的多参数水质在线监测装置的局部剖视意图；
32.图3为图2的局部放大示意图；
33.图4为测量盒及部分附件的示意图；
34.图5为测量盒及部分附件的另一示意图；
35.图6为测量盒的立体示意图；
36.图7为流通槽的立体示意图；
37.图8为流通槽的另一立体示意图；
38.图9为传感器盖的立体示意图；
39.图10为传感器盖的另一立体示意图；
40.图11为转接模块的立体示意图；
41.图12为电路板盒的立体示意图；
42.图13为导流柱的两立体示意图；
43.图14为导流柱的水流示意图；
44.图15为本发明的另一导流柱的立体示意图；
45.图16为本发明的另一导流柱的水流示意图；
46.图17为本发明的用于供水管网的多参数水质在线监测装置的工作流程示意图。
47.图示说明：
48.200、计量水表；201、测量管；202、电控球阀；203、过滤器；204、调速泵；205、测量盒；206、电路板盒；207、法兰；208、监测支路；209、流通槽；210、第一腔室；211、第二腔室；212、第三腔室；213、第四腔室；214、第五腔室；215、传感器盖；216、排气阀；217、水质传感器；218、压力传感器；219、导流柱；220、集气室；221、环形水道；222、ph传感器；223、余氯传感器；224、浊度传感器；225、阀门执行器；226、天线；227、保护罩；228、密封圈；229、航空插头；230、转接模块；231、取水球阀；232、红外指示灯。
具体实施方式
49.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
51.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.此外，后续所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
53.如图1-14，本发明的实施例提供一种用于供水管网的多参数水质在线监测装置，包括计量水表200、测量管201、电控球阀202、过滤器203、调速泵204、测量盒205、电路板盒206等。测量管201与计量水表200通过法兰207连接安装在供水管网中，测量管201并联一个监测支路208，测量管201的两端设置有监测支路208的进出水口，能够为水质传感器217监测供水。监测支路208的两端分别安装电控球阀202，电控球阀202连接到测量管201的首尾
两端，电控球阀202用以控制监测支路208进水与出水的通断，控制监测支路208与测量盒205监测水样的供给；同时保证可以随时切断监测支路208的水流进行维护。过滤器203安装于监测支路208的进水端的电控球阀202后，过滤器203起到过滤水的作用，过滤器203过滤水中的大颗粒物或杂物，保证流经监测支路208的水样无大颗粒物或杂物，避免损坏水质传感器217、调速泵204以及对水质测量造成干扰，监测结果更加准确。调速泵204位于过滤器203后方，连接过滤器203的出水端，调速泵204的输出端连接测量盒205，调速泵204输出稳定的流量并流入测量盒205。调速泵204可通过监测支路208流量的变化动态调节功率，以保证注入测量盒205的水流流量恒定不变。监测支路208中各部件由接管、接管螺母、密封垫圈连接密封。监测装置结构简单，便于安装；利用调速泵204作为水在监测支路208以及测量盒205循环的动力，提供稳定的测量环境，监测速度快；水质传感器217安装在流通槽209独立的各个专属腔室中，不仅测量环境独立，减少干扰，而且通过调节各独立腔室进水口的孔径获得各传感器所需最佳流速，测量更加准确。
54.进一步地，测量盒205内设有一个流通槽209，流通槽209呈柱体结构，流通槽209内部形成有若干独立的腔室，包括有第一腔室210、第二腔室211、第三腔室212、第四腔室213及第五腔室214。流通槽209上方设有传感器盖215，传感器盖215上紧固安装有排气阀216、水质传感器217及压力传感器218；具体地，在第一腔室210中设置有一个排气装置，排气装置具体为一个导流柱219，导流柱219呈柱体结构，导流柱219紧密地配合第一腔室210安装。导流柱219的上部形成为集气室220，导流柱219的下部设置有进水口及出水口，排气阀216连通集气室220。排气阀216可以排出监测支路208中的空气，保证水质监测时支路中水样处于无气泡状态，避免气泡对水质监测的影响，监测结果更加准确。
55.进一步地，导流柱219的中部设置两级环形水道221，环形水道221连通导流柱219的进水口，环形水道221为狭窄的流道，导流柱219的进水口连接到调速泵204，环形水道221的出水端连通集气室220，集气室220的底部设置出水孔，出水孔通过出水通道连通导流柱219的出水口，出水孔供水于流通槽209。出水通道的上部相对宽广，下部相对狭窄。导流柱219通过环形水道221的狭窄流道使流速提高再释放的方式，使监测水样中的小气泡汇集为大气泡，再由排气阀216排出，排气后的水流入装有水质传感器217的腔室，避免了小气泡随水样流动并附着在水质传感器217上，影响水质监测的结果。
56.在一些实施例中，如图15-16所示，导流柱219呈柱体结构，设置有进水口、出水口及集气室220，进水口通过进水通道连通集气室220，集气室220通过出水通道连通出水口，集气室220位于导流柱219的顶部，进水口及出水口位于导流柱219的底端。其中，进水通道的前端为相对狭窄的通道，后端为相对宽大的通道。出水通道的前端为相对宽大的通道，后端为相对狭窄的通道。
57.进一步地，压力传感器218装配于第二腔室211，压力传感器218监测供水管网水压并传送至电路板盒206。
58.进一步地，水质传感器217包括ph传感器222、余氯传感器223及浊度传感器224，用于在线监测水质。ph传感器222装配于第三腔室212，ph传感器222用于监测水质的ph值并传送至电路板盒206；余氯传感器223装配于第四腔室213，余氯传感器223用于监测水质的余氯并传送至电路板盒206；浊度传感器224装配于第五腔室214，浊度传感器224用于监测水质的浊度并传送至电路板盒206。流通槽209的各独立腔室由水流流道连通，实现各传感器
独立的监测环境，利用同流量情况下腔室进水口大小不同流速不同的方式确保各独立腔室流速满足传感器监测条件。
59.进一步地，电路板盒206安装在测量盒205的外侧，电路板盒206连接到计量水表200、电控球阀202、调速泵204及测量盒205。电路板盒206集成有处理器或单片机，电路板盒206可以采集计量水表200的流量数据，电路板盒206可以采集测量盒205的监测数据。
60.进一步地，电控球阀202配置阀门执行器225，阀门执行器225集成有蓝牙模块，能够接收指令并执行。电路板盒206发射蓝牙信号被阀门执行器225的蓝牙模块接收，阀门执行器225执行电路板盒206的指令控制电控球阀202通断，可以防止非相关人员随意开关阀门，影响水质传感器217测量；在水质传感器217需要维护时可下发命令进行关闭，便于各传感器拆卸。
61.进一步地，调速泵204可以根据实际需求设定额定流量，设定额定流量可以通过电路板盒206进行设定。具体地，调速泵204可根据监测支路208流量的反馈调节自身功率，从而使监测支路208流量稳定在一个设定值，确保水质传感器217稳定、准确地监测。
62.进一步地，电路板盒206配置一个天线226，电路板盒206可以通过天线226进行传送监测数据或者接收命令。测量盒205在线监测水质并传输监测数据至电路板盒206，电路板盒206发送监测数据，监测数据可以上传至云端。计量水表200测量供水管网中水的瞬时流量和累计流量，并通过天线226将流量数据上传至云端。
63.进一步地，测量盒205的上部配置一个保护罩227，保护罩227紧固安装在测量盒205的上方，保护罩227保护测量盒205。
64.进一步地，传感器盖215配置一个o型密封圈228，密封圈228配合传感器盖215安装使测量盒205密封，测量盒205由螺栓对传感器盖215轴向限位。
65.进一步地，电路板盒206周边均布多个航空插头229；测量盒205配置转接模块230，转接模块230安装于保护罩227内，转接模块230连接航空插头229，测量盒205通过转接模块230连接到电路板盒206。
66.进一步地，测量管201配置取水球阀231，取水球阀231可以用于离线检测取水；既打开取水球阀231从主管道中取水，通过离线设备测试水样，离线检测的检测结果与水质传感器217在线监测的监测结果进行比对，可以检验水质传感器217在线监测的准确性。
67.进一步地，传感器盖215可根据需要调整水质传感器217数量或类型，也可以连接转接头以满足不同水质传感器217螺纹的需要。
68.进一步地，电路板盒206带有红外指示灯232，可通过手抄机对程序进行无线升级。也可利用通讯线连接手提电脑或平板电脑，进行程序升级和数据显示。电路板盒206可外接显示屏进行数据显示。电路板盒206的电源可接市电供电，也可以通过蓄电池供电，也可以通过“太阳能+蓄电池”的方式进行供电。
69.实施本发明的用于供水管网的多参数水质在线监测装置时，其工作流程如图17所示，将水质在线监测装置安装于供水管网中，设备供电连接服务器，此时，电控球阀202关闭；测量管201通水，电控球阀202开启，此时，排气阀216排气，过滤器203过滤杂质；调速泵204开启，此时，流通槽209提供测量环境，测量盒205内提供稳定流量；水质传感器217测量，电路板盒206上报测量数据，云端显示数据。管网中水流首先流经计量水表200测得流量数据，然后在测量管201中由调速泵204提供动力流经监测支路208进行测量。在监测支路208
中水流在测量盒205内流通槽209的作用下依次流经各个传感器的测量腔室从而获取水质参数和压力参数，通过转接模块230将数据传输给电路板盒206，并通过天线226将数据上报至云端，实现远程监控水质参数。
70.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。