CN111521217A - 一种水文、水资源调查评价用数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,以解决目前没有同时具有水文监测与水质监测功能的装置问题。该水文、水资源调查评价用数据采集装置,包括采集壳体,采集壳体上端固定有缆绳,采集壳体为立方体结构,其内部中空,采集壳体内底部中心设有配重块,配重块上设有蓄电池和控制盒,配重块周向设有支架,支架端部设有采样盖,采样盖上可拆卸连接有采样瓶,采样盖端部的采样管伸出采集壳体,采样管与采样瓶连通,所述采样管上设有电磁阀,采集壳体底部设有与控制盒连接的摄像头、水质监测探头、水流测速器和液位传感器,所述蓄电池、电磁阀与控制盒连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据采集装置,具体涉及一种水文、水资源调查评价用数据采集装置。
背景技术
我们国家现阶段水文监测与水质监测为分开作业,水文监测装置能够实时测量河流湖泊相应信息,但对该水域水质工作监测则必须从现场取水样到化验室进行测验,反映所测水域水质信息。随着科学技术发展,用于测量水文信息和水质信息的高精度传感器越来越丰富,涉及到水位、流量、流速、水质、空气温湿度等方面,在水文、水资源调查时就需要现场的取样。但目前没有同时具有水文监测与水质监测装置,监测时需要较多的器材来满足水质取样、水质监测的功能,因此给水文监测与水质监测的工作带来了较多不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,以解决目前没有同时具有水文监测与水质监测功能的装置问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,包括采集壳体,采集壳体上端固定有缆绳,采集壳体为立方体结构,其内部中空,采集壳体内底部中心设有配重块,配重块上设有蓄电池和控制盒,配重块周向设有支架,支架端部设有采样盖,采样盖上可拆卸连接有采样瓶,采样盖端部的采样管伸出采集壳体,采样管与采样瓶连通,所述采样管上设有电磁阀,采集壳体底部设有与控制盒连接的摄像头、水质监测探头、水流测速器和液位传感器,所述蓄电池、电磁阀与控制盒连接。
优选的,所述摄像头通过转盘固定在采集壳体的底部,所述转盘的转轴与设置在采集壳体内部的电机输出轴连接,所述电机与控制盒电性连接。
优选的,还包括浮体,所述浮体中心开设有与采集壳体结构适配的通孔,浮体上表面内边沿处设有限位板;浮体的厚度比采集壳体的厚度大5-10cm;所述缆绳端部穿过所述通孔与设置在浮体上方的线轮连接,线轮两侧的转轴通过轴承与设置在浮体两侧的支座连接,一侧的所述支座下设有步进电机,步进电机的转轴通过传动装置与所述线轮的转轴连接;另一侧的支座下设有电源与控制板,所述步进电机、电源与控制板电性连接。
优选的,浮体周向下端均布四个动力模块,动力模块包括电机与螺旋桨,电机设置在浮体内,电机输出轴与设置在浮体外的螺旋桨连接,电机与控制板电性连接。
优选的,采集壳体上端的周向为圆弧结构,圆弧结构处的表面铺设有防撞垫。
优选的,采集壳体周向设有垂直于采集壳体侧壁的滚轮,滚轮水平方向的长度大于采样管伸出采集壳体外的长度。
优选的,所述缆绳内部设有数据线,所述数据线两端分别与控制板、控制盒连接。
优选的,所述控制盒上设有数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块和远程控制模块;数据采集模块用于控制电磁阀进行水样采集,以及将摄像头、水质监测探头、水流测速器和液位传感器采集到的数据存储至数据存储模块;数据传输模块将数据存储模块存储的数据发送至控制板,远程控制模块根据控制板发送的操作命令对数据采集模块进行数据采集的控制。
优选的,所述浮体顶部设有声光警示器,所述声光警示器与控制板连接。
优选的,所述控制板上设有GPS定位模块、中央处理模块、无线传输模块、存储模块,所述中央处理模块通过无线传输模块与远程工作平台与手持设备连接,手持设备为智能手机;工作人员通过远程工作平台或手持设备将操作命令发送至中央处理模块。
本发明的有益效果为:
1.本发明提供的水文、水资源调查评价用数据采集装置,在控制板、控制盒内预设水资源数据采集的地理位置、采集深度,将浮体放置于河流湖泊中,浮体通过GPS定位模块、动力装置将该装置移动至设定的地理位置;通过线轮将缆绳伸长,使采集壳体沉入设定的深度,通过摄像头、水质监测探头、水流测速器能够进行水内拍摄、水质检测、水的流速检测,以及通过采样瓶采集该深度的水;采集完毕后将采集壳体下沉至下一采集深度;该位置采集完毕后,收起采集壳体,将浮体移动至下一位置;进而完成数据的采集;因此本发明的装置能够同时具有水文监测与水质监测功能,不需要携带额外的器材来满足水质取样、水质监测,因此大大提升了水文监测与水质监测的工作效率。
2.限位板可限制采集壳体竖直向上的位置,因此采集壳体向上移动到位后能够自动停止移动。
3.工作人员可通过远程工作平台或手持设备临时设定采集条件进行水资源数据的采集。
4.采集壳体上端周向为圆弧结构便于将采集壳体收纳至所述通孔中,防撞垫可在采集壳体与浮体碰撞时避免采集壳体损坏。
5.采集壳体在通孔内时,滚轮可避免采集壳体侧壁与浮体内壁摩擦,同时还可避免采样管与浮体内壁碰撞导致损坏的问题。
6.摄像头通过转盘固定因此能够实现水下360度的拍摄,使得水内拍摄资料更加完整。
7.缆绳内部设置的数据线可及时将控制盒采集的信息传输至控制板,同时便于工作人员将操作命令通过控制板发送至控制盒。
附图说明
图1是本发明水文、水资源调查评价用数据采集装置的结构示意图;
图2为图1的A-A视图;
图3为采样瓶的结构示意图。
附图标记如下:
1-采集壳体,2-缆绳,3-配重块,4-蓄电池,5-控制盒,6-采样盖,7-采样瓶,8-采样管,9-摄像头,10-水质监测探头,11-水流测速器,12-液位传感器,13-转盘,14-浮体,15-限位板,16-线轮,17-支座,18-步进电机,19-控制板,20-动力模块,21-滚轮,22-声光警示器,23-防撞垫。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述:
一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,如图1至图3所示,包括采集壳体1、缆绳2、配重块3、蓄电池4、控制盒5、支架、采样盖6、采样瓶7、采样管8、电磁阀、摄像头9、水质监测探头10、水流测速器11、液位传感器12、转盘13、浮体14、限位板15、步进电机18、控制板19、动力模块20、防撞垫23、滚轮21、数据线、声光警示器22。
浮体14为立方体结构,其内设有多个气囊,船体侧边与底部圆滑过渡,浮体14上表面设有支撑板,支撑板为刚性件。
浮体14中心开设有与采集壳体1结构适配的通孔,浮体14上表面内边沿处设有限位板15;浮体14的厚度比采集壳体1的厚度大8cm;因此采集壳体1能够被收纳至所述通孔内,限位板15可限制采集壳体1竖直向上的位置,因此采集壳体1向上移动到位后能够自动停止移动。
支撑板的左右侧均设有支座17,线轮16两端的转轴通过轴承与左右侧的支座17连接,右侧的支座17下设有步进电机18,步进电机18的转轴通过传动装置与线轮16的转轴连接;传动装置包括主动轮、从动轮和同步带,主动轮固定在步进电机18输出端,从动轮固定在线轮16的转轴上,主动轮与从动轮通过同步带连接。步进电机18通过传动装置驱动线轮16转动。
左侧的支座17下设有电源与控制板19,所述步进电机18、电源与控制板19电性连接。
控制板19上设有GPS定位模块、中央处理模块、无线传输模块、存储模块,所述中央处理模块通过无线传输模块与远程工作平台与手持设备连接,手持设备为智能手机;工作人员通过远程工作平台或手持设备将操作命令发送至中央处理模块。
支座17、线轮16、步进电机18、传动装置、电源与控制板19均位于浮体14上的保护壳内部。保护壳可避免雨水、鸟类等毁坏保护壳内的设备。
浮体14上的保护壳顶部设有声光警示器22,所述声光警示器22与控制板19连接。通过声光警示器22能够在本装置夜间使用时提醒来往船只,进而提高了使用本装置的安全性。
浮体14周向下端均布四个动力模块20,动力模块20包括电机与螺旋桨,电机设置在浮体14内,电机输出轴与设置在浮体14外的螺旋桨连接,电机与控制板19电性连接。因此浮体14能够在动力模块的驱动下自行移动位置。
线轮16上缠绕有缆绳2,缆绳2的端部穿过所述通孔与采集壳体1上端固定,通过线轮16将缆绳2伸长,可使采集壳体1沉入水中,进而实现水资源的数据采集。
采集壳体1上端的周向为圆弧结构,圆弧结构处的表面铺设有防撞垫23。通过缆绳2上提采集壳体1时,圆弧结构便于将采集壳体1收纳至所述通孔中,防撞垫23可在采集壳体1与浮体14碰撞时避免采集壳体1损坏。
采集壳体1周向设有垂直于采集壳体1侧壁的滚轮21,滚轮21水平方向的长度大于采样管8伸出采集壳体1外的长度。采集壳体1在所述通孔内时,滚轮21可避免采集壳体1侧壁与浮体14内壁摩擦,同时还可避免采样管8与浮体14内壁碰撞导致损坏的问题。
采集壳体1为立方体结构,其内部中空,采集壳体1内底部中心设有配重块3,配重块3上设有蓄电池4和控制盒5。蓄电池4、电磁阀与控制盒5连接。
配重块3周向设有支架,支架端部设有采样盖6,采样盖6上可拆卸连接有采样瓶7,采样瓶7与采样盖6为螺纹连接方式,进而便于后期将采样瓶7取出。
采样盖6端部的采样管8伸出采集壳体1,采样管8与采样瓶7连通,所述采样管8上设有电磁阀,电磁阀打开时,水能够通过采样管8流入采样瓶7,设定时间后,关闭电磁阀,即完成水样的采集。
采集壳体1底部设有与控制盒5连接的摄像头9、水质监测探头10、水流测速器11和液位传感器12,通过液位传感器12能够得到采集壳体1的下沉量。摄像头9、水质监测探头10、水流测速器11能够进行水内拍摄、水质检测、水的流速检测。
摄像头9通过转盘13固定在采集壳体1的底部,所述转盘13的转轴与设置在采集壳体1内部的电机输出轴连接,所述电机与控制盒5电性连接。摄像头9通过转盘13固定能够实现水下360度的拍摄,使得水内拍摄资料更加完整。
所述缆绳2内部设有数据线,数据线两端分别与控制板19、控制盒5连接。数据线可及时将控制盒5采集的信息传输至控制板19,同时便于工作人员将操作命令通过控制板19发送至控制盒5。
控制盒5上设有数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块和远程控制模块;数据采集模块用于控制电磁阀进行水样采集,以及将摄像头9、水质监测探头10、水流测速器11和液位传感器12采集到的数据存储至数据存储模块;数据传输模块将数据存储模块存储的数据发送至控制板19,远程控制模块根据控制板19发送的操作命令对数据采集模块进行数据采集的控制。
本发明的水文、水资源调查评价用数据采集装置操作步骤包括:
在控制板19、控制盒5内预设水资源数据采集的地理位置、采集深度,将浮体14放置于河流湖泊中,浮体14通过GPS定位模块、动力装置将该装置移动至设定的地理位置;通过线轮16将缆绳2伸长,使采集壳体1沉入设定的深度,通过摄像头9、水质监测探头10、水流测速器11能够进行水内拍摄、水质检测、水的流速检测,以及通过采样瓶7采集该深度的水;采集完毕后将采集壳体1下沉至下一采集深度;该位置采集完毕后,收起采集壳体1,将浮体14移动至下一位置;进而完成数据的采集。工作人员可通过远程工作平台或手持设备临时设定采集条件进行水资源数据的采集。
以上所述仅为本发明的实施例,并非对本发明保护范围的限制,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:包括采集壳体(1),采集壳体(1)为立方体结构,其内部中空,采集壳体(1)上端固定有缆绳(2),采集壳体(1)内底部中心设有配重块(3),配重块(3)上设有蓄电池(4)和控制盒(5),配重块(3)周向设有支架,支架端部设有采样盖(6),采样盖(6)上可拆卸连接有采样瓶(7),采样盖(6)端部的采样管(8)伸出采集壳体(1),所述采样管(8)与采样瓶(7)连通,采样管(8)上设有电磁阀,采集壳体(1)底部设有与控制盒(5)连接的摄像头(9)、水质监测探头(10)、水流测速器(11)和液位传感器(12),所述蓄电池(4)、电磁阀与控制盒(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:所述摄像头(9)通过转盘(13)固定在采集壳体(1)的底部,所述转盘(13)的转轴与设置在采集壳体(1)内部的电机输出轴连接,所述电机与控制盒(5)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:还包括浮体(14),所述浮体(14)中心开设有与采集壳体(1)结构适配的通孔,浮体(14)上表面内边沿处设有限位板(15);浮体(14)的厚度比采集壳体(1)的厚度大5-10cm;所述缆绳(2)端部穿过所述通孔与设置在浮体(14)上方的线轮(16)连接,线轮(16)两侧的转轴通过轴承与设置在浮体(14)两侧的支座(17)连接,一侧的所述支座(17)下设有步进电机(18),步进电机(18)的转轴通过传动装置与所述线轮(16)的转轴连接;另一侧的支座(17)下设有电源与控制板(19),所述步进电机(18)、电源与控制板(19)电性连接。
4.根据权利要求1至3所述的水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:浮体(14)周向下端均布四个动力模块(20),动力模块(20)包括电机与螺旋桨,电机设置在浮体(14)内,电机输出轴与设置在浮体(14)外的螺旋桨连接,电机与控制板(19)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:采集壳体(1)上端的周向为圆弧结构,圆弧结构处的表面铺设有防撞垫(23)。
6.根据权利要求5所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:采集壳体(1)周向设有垂直于采集壳体(1)侧壁的滚轮(21),滚轮(21)水平方向的长度大于采样管(8)伸出采集壳体(1)外的长度。
7.根据权利要求6所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:所述缆绳(2)内部设有数据线,所述数据线两端分别与控制板(19)、控制盒(5)连接。
8.根据权利要求7所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:所述控制盒(5)上设有数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块和远程控制模块;数据采集模块用于控制电磁阀进行水样采集,以及将摄像头(9)、水质监测探头(10)、水流测速器(11)和液位传感器(12)采集到的数据存储至数据存储模块;数据传输模块将数据存储模块存储的数据发送至控制板(19),远程控制模块根据控制板(19)发送的操作命令对数据采集模块进行数据采集的控制。
9.根据权利要求8所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:所述浮体(14)顶部设有声光警示器(22),所述声光警示器(22)与控制板(19)连接。
10.根据权利要求9所述的一种水文、水资源调查评价用数据采集装置,其特征在于:所述控制板(19)上设有GPS定位模块、中央处理模块、无线传输模块、存储模块,所述中央处理模块通过无线传输模块与远程工作平台与手持设备连接,手持设备为智能手机;工作人员通过远程工作平台或手持设备将操作命令发送至中央处理模块。
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