CN111175464A - 一种压力校核下的水质指标垂向分布监测***及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力校核下的水质指标垂向分布监测***及使用方法,包括船、水质仪(201)、可调节高度和长度支撑装置(1)和滑轮***(2),可调节高度和长度支撑装置(1)固定在船上,并与滑轮***(2)连接,滑轮***(2)与可调节高度和长度支撑装置(1)配合使水质仪(201)实现竖直方向的升降,水质仪(201)通过太阳能(205)供电并与计算机(204)连接。该***自动化强、节省人力物力、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测装置及使用方法,特别涉及一种压力校核下的水质指标垂向分布监测***及使用方法。
背景技术
在自然河流和湖泊等开放水体中,水质的好坏对一个地区的生态环境和居民生活具有重要的影响。通过水质组分研究,能够及时发现被监测水源的水质污染状况,一旦发现水源污染问题,能够为治理工作提供第一手的资料,快速分析污染原因,对于水污染事故的处理方案制定与实施具有重要的意义。
环境水质现场监测有利于及时发现水质存在问题,并及时采取措施来解决。但是,环境水质现场监测过程存在很多不规范的问题,影响了水质监测结果的可靠性和准确性。传统意义上的现场水质监测采用采集水样的方法,样品的采集方式有断面采样、中间采样或者左右采样等方式,但是,现有的手段直接在岸边或者沿船边进行采样,这样获得样品不具有代表性,会影响结果的准确性。而且,采样时使用工具的不同也会对水质监测结果产生影响。水样采集工具一般有塑料桶和瓢舀等,水样采集后需要保存和运输到实验室进行检测,在样品保存和运输过程中,如果存在密封不当、温度变化及掺混污染等问题,水质监测数据会在一定程度上产生偏差,影响结果的准确性和信息的时效性。对河湖水质指标垂向分布的监测,现有的技术都是通过人工沿船的边缘往河湖一定深度取一定体积水样,运回实验室进行监测。传统的方法可以看出一些基本缺点:a.人力成本耗费较高,每次出野外需要取大量水样。b.沿船边缘取样具有一定的危险系数,最终获得的数据时效性较差。
发明内容
发明目的:本发明目的是提供一种压力校核下的水质指标垂向分布监测***。
本发明另一目的是提供所述压力校核下的水质指标垂向分布监测***的使用方法。
技术方案:本发明提供一种压力校核下的水质指标垂向分布监测***,包括船、水质仪、可调节高度和长度支撑装置和滑轮***,可调节高度和长度支撑装置固定在船上,并与滑轮***连接,滑轮***与可调节高度和长度支撑装置配合使水质仪实现竖直方向的升降,水质仪通过太阳能供电并与计算机连接。
进一步地,所述水质仪外部设置底部敞口防护装置。
进一步地,所述底部敞口防护装置包括锥型金属外壳,顶部连接线圈,内壁水平方向上设置多层内部固定压力传感器的可向中心自动开合板,开时,板卡住水质仪探头,锥型金属外壳封闭,合时,释放探头,探头周边水位上升,水质仪顶部通过螺栓固定在锥型金属外壳内壁上,压力传感器和开合板均与计算机无线连接,锥型金属外壳上配置重物。压力传感器将实时数据传输给计算机,通过计算机显示屏显示,判断压力是否稳定,压力稳定信号传输给自动开合板,板合,此时进行水质数据监测,由下往上层层类推,该结构在校核压力的同时也能保证探头保持垂向固定。可向中心自动开合板为现有技术,可参考自动门的结构设计。
进一步地,所述可调节高度和长度支撑装置包括相互垂直的横向伸缩金属杆、竖向伸缩金属杆,竖向伸缩金属杆固定在移动装置上。
进一步地,所述横向伸缩金属杆和竖向伸缩金属杆上分别设置若干小孔,小孔之间固定连接斜杆。
进一步地,所述滑轮***包括分别安装在横向伸缩金属杆、竖向伸缩金属杆的定滑轮、线圈缠绕装置和变频电机,线圈的一端与变频电机连接,另一端依次绕过两个定滑轮与水质仪连接。
线圈缠绕装置优选双柱线圈,线圈钢丝线缠绕在双柱上,有效解决金属线在收放过程中绞在一起,影响实验进度和效率的问题。
进一步地,所述船的甲板上设置轨道,用于穿引各类线,避免缠绕。
所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***的使用方法,利用GPS导航将船行驶到预先计划需要监测水体水质指标垂向分布的位置,保持船的稳定,安装可调节高度和长度支撑装置,调节好高度和长度,并与滑轮***连接,滑轮***再与水质仪连接,使水质仪位于水体上方,调节变频电机的方向,使水质仪进入水体进行水质指标的监测,监测完毕后调节变频电机的方向,使水质仪反向运动离开水体,之后将船驶入下一个待监测位置继续监测。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下显著优点:
(1)本发明利用基本的机械原理,在船上进行河湖任意断面实时监测,在不同水位压力校核准确的前提下,进行水面到水体底部的水质指标垂向分布。只需要少量的人工(两人即可),结构简单,可操作性强,高度自动化。
(2)本发明中的探头与计算机连接,可原位即时观测该断面的水质指标垂向分布,如数据趋势较差,可取出探头,在附近水体重选断面进行监测,可多次重复性实验,即时保证数据的合理性。
(3)本发明中的水质仪装有保护装置,防止探头从水面进入到水体底部时撞击底部沉积物时,破坏内部高精度探针和探头。内壁水平方向上设置多层内部固定压力传感器的可向中心自动开合板,开时,板卡住水质仪探头,锥型金属外壳封闭,合时,释放探头,探头周边水位上升。在校核准确的情况下,进行水质指标测量。
(4)本发明中的滑轮***可控制探头的方向(进入水体,离开水体)和运行速度(档位1,2,3,4),高效率完成多个断面水质指标的垂向分布监测。
(5)本发明中可调节高度和长度支撑装置具有很强的灵活性,通过伸长收缩可控制探头的空间初始放置位置,实验结束后可随时拆卸,节约船体上有限的空间。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明可调节高度和长度支撑装置(1)和滑轮***(2)结构示意图;
图3为本发明底部敞口防护装置结构示意图。
具体实施方式
本实施例的压力校核下的水质指标垂向分布监测***,包括船、水质仪201、可调节高度和长度支撑装置1和滑轮***2,可调节高度和长度支撑装置1固定在船上,并与滑轮***2连接,滑轮***2与可调节高度和长度支撑装置1配合使水质仪201实现竖直方向的升降,水质仪201通过太阳能205供电并与计算机204连接。
进一步地,所述水质仪201外部设置底部敞口防护装置。
进一步地,所述底部敞口防护装置包括锥型金属外壳303,顶部连接线圈,内壁水平方向上设置多层内部固定压力传感器的可向中心自动开合板301,开时,板卡住水质仪201探头304,锥型金属外壳303封闭,合时,释放探头304,探头304周边水位上升,水质仪201顶部通过螺栓300固定在锥型金属外壳303内壁上,压力传感器和开合板301均与计算机无线连接,锥型金属外壳303上配置重物302。压力传感器将实时数据传输给计算机,通过计算机显示屏显示,判断压力是否稳定,压力稳定信号传输给自动开合板301,板合,此时进行水质数据监测,由下往上层层类推,该结构在校核压力的同时也能保证探头保持垂向固定。可向中心自动开合板301为现有技术,可参考自动门的结构设计。
进一步地,所述可调节高度和长度支撑装置1包括相互垂直的横向伸缩金属杆102、竖向伸缩金属杆100,竖向伸缩金属杆100固定在移动装置上。
进一步地,所述横向伸缩金属杆102和竖向伸缩金属杆100上分别设置若干小孔104,小孔104之间固定连接斜杆103。
进一步地,所述滑轮***2包括分别安装在横向伸缩金属杆102、竖向伸缩金属杆100的定滑轮200、线圈缠绕装置202和变频电机203,线圈的一端与变频电机203连接,另一端依次绕过两个定滑轮200与水质仪201连接。
线圈缠绕装置202优选双柱线圈,线圈钢丝线缠绕在双柱上,有效解决金属线在收放过程中绞在一起,影响实验进度和效率的问题。
进一步地,所述船的甲板上设置轨道,用于穿引各类线,避免缠绕。
本实施例的压力校核下的水质指标垂向分布监测***的使用方法,包括如下步骤:
A、在准备野外实验的船上固定竖向伸缩金属杆100和横向伸缩金属杆102,根据需要调节高度并用铆钉101固定,将斜杠103固定在两伸缩金属杆的小孔104上,增加稳定性;
B、装配好横向伸缩金属杆102和竖向伸缩金属杆100的定滑轮200,将线圈的金属钢丝线连接在可调整转动方向和速率的变频电机203上,在顶部定滑轮200的线段上固定重物,此时无须将物体放入水体中,在船上做基本的升降测试,检测变频电机203能否完成转变方向和速率的功能;
C、安装水质仪201,水质仪201外部设置底部敞口防护装置,水质仪201固定在螺栓300上,为保持垂直,将水质仪201探头卡在内部设有压力传感器的可向中心自动开合板301,探头进入水中并监测水质指标,最底层的压力传感器开始检测压力,通过计算机观测压力稳定后,板合,释放探头304,探头304周边水位上升,探头监测次层水质指标,次层的压力传感器开始检测压力,以此类推;
D、将水质仪201放置在船的甲板上,启动船,利用GPS导航到预先计划需要监测水体水质指标垂向分布的位置,一人在船舱控制船,维持船的稳定,另一人将水质仪201放入水中,调节变频电机的方向(下)和速率,船舱内的人观看笔记本电脑204屏幕的实时监测数据是否稳定,等到水质仪201临近水体底部的时候,改变变频电机的方向(上)和速率,快速从水体上升,开始下一个监测点进行监测;
E、完成所有的监测地点的监测后,取下水质仪201,将横向伸缩金属杆102和竖向伸缩金属杆100收起,节约船上空间,完成此次野外所有监测点的水质监测。
Claims (8)
1.一种压力校核下的水质指标垂向分布监测***,其特征在于:包括船、水质仪(201)、可调节高度和长度支撑装置(1)和滑轮***(2),可调节高度和长度支撑装置(1)固定在船上,并与滑轮***(2)连接,滑轮***(2)与可调节高度和长度支撑装置(1)配合使水质仪(201)实现竖直方向的升降,水质仪(201)通过太阳能(205)供电并与计算机(204)连接。
2.根据权利要求1所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***,其特征在于:所述水质仪(201)外部设置底部敞口防护装置。
3.根据权利要求2所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***,其特征在于:所述底部敞口防护装置包括锥型金属外壳(303),顶部连接线圈,内壁水平方向上设置多层内部固定压力传感器的可向中心自动开合板(301),开时,板卡住水质仪(201)探头(304),锥型金属外壳(303)封闭,合时,释放探头(304),探头(304)周边水位上升,水质仪(201)顶部通过螺栓(300)固定在锥型金属外壳(303)内壁上,压力传感器和开合板(301)均与计算机无线连接,锥型金属外壳(303)上配置重物(302)。
4.根据权利要求1所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***,其特征在于:所述可调节高度和长度支撑装置(1)包括相互垂直的横向伸缩金属杆(102)、竖向伸缩金属杆(100),竖向伸缩金属杆(100)固定在移动装置上。
5.根据权利要求4所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***,其特征在于:所述横向伸缩金属杆(102)和竖向伸缩金属杆(100)上分别设置若干小孔(104),小孔(104)之间固定连接斜杆(103)。
6.根据权利要求1或4所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***,其特征在于:所述滑轮***(2)包括分别安装在横向伸缩金属杆(102)、竖向伸缩金属杆(100)的定滑轮(200)、线圈缠绕装置(202)和变频电机(203),线圈的一端与变频电机(203)连接,另一端依次绕过两个定滑轮(200)与水质仪(201)连接。
7.根据权利要求1所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***,其特征在于:所述船的甲板上设置轨道,用于穿引各类线,避免缠绕。
8.根据权利要求1-7任一项所述的压力校核下的水质指标垂向分布监测***的使用方法,其特征在于:利用GPS导航将船行驶到预先计划需要监测水体水质指标垂向分布的位置,保持船的稳定,安装可调节高度和长度支撑装置(1),调节好高度和长度,并与滑轮***(2)连接,滑轮***(2)再与水质仪(201)连接,使水质仪(201)位于水体上方,调节变频电机的方向,使水质仪(201)进入水体进行水质指标的监测,监测完毕后调节变频电机的方向,使水质仪(201)反向运动离开水体,之后将船驶入下一个待监测位置继续监测。
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