CN117589960B - 一种河流水质参数综合监测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水质监测设备技术领域，公开了一种河流水质参数综合监测仪，包括监测仪本体、设置在河流水底的采样机构和输样机构，输样机构用于将采样机构采集的样液输送到监测仪本体，采样机构包括抽液组件、波纹管和采样筒，波纹管的底端与抽液组件相连通；本发明通过波纹管、牵引组件和浮球的设置，使得采样机构能够收缩在河流水底的同时，又使得采样筒能够上升较大的距离，从而能够采集各深度的样液，当船通行时，可控制采样机构下潜在河流水底，从而避免干扰到船的通行。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测设备技术领域，具体是一种河流水质参数综合监测仪。
背景技术
河流水质监测是评估和监视水体中污染物种类、浓度及变化趋势的过程，监测对象包括未被污染和已受污染的天然水（如江、河、湖、海和地下水）以及各种工业排水等，河流水质参数综合监测仪则是一种可以同时监测多种水质参数的仪器，它可以通过传感器实时监测水质，并将数据传输到计算机或移动设备上，以便实时监测和分析水质状况。
中国专利CN116183856A公开了一种河流水质监测装置，包括浮板，所述浮板的顶部中心处设有支撑柱，所述支撑柱的顶部设有太阳能安装板，所述太阳能安装板上安装有太阳能光伏板，所述支撑柱上设有监测数据显示屏，所述浮板顶部靠近所述支撑柱一端设有蓄电池，所述浮板的底部设有回流通道，所述回流通道底部设有侧板，所述侧板的侧边顶部中心处设有与所述回流通道底部相贯通的储气腔体，所述储气腔体内设有监测机构，所述监测机构上设有空气动力装置，所述空气动力装置固定在所述侧板侧边靠近所述回流通道底部两端位置处。上述装置有益效果：对不同水深处进行不同的监测，从而可以及时发现不同水深中的水质及污染情况。
但是，该河流水质监测装置通过设置浮板将装置悬浮在水面上，并通过可上下移动的监测探头来检测不同深度的河水的水质情况，然而，河流上会有船通过，将监测装置设置在水面上，会影响船的通行，且船通过时可能会存在违法排污行为，而现有的监测装置无法及时监测到船的排污行为。
因此，有必要提供一种河流水质参数综合监测仪解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种河流水质参数综合监测仪，通过波纹管、牵引组件和浮球的设置，使得采样机构能够下潜在到河流水底，又可以上升较大的距离，从而能有效避免干扰到船的通行。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种河流水质参数综合监测仪，包括监测仪本体、设置在河流水底的采样机构和输样机构，所述输样机构用于将采样机构采集的样液输送到监测仪本体，所述采样机构包括抽液组件、波纹管和采样筒，所述波纹管的底端与抽液组件相连通，所述采样筒固定安装于波纹管的顶端，且所述采样筒与波纹管相连通，所述采样筒的顶端固定安装有浮球，所述采样筒上连接有用于拉动采样筒向下移动的牵引组件。
本发明的进一步设置为：所述抽液组件包括缸筒、滑动安装在缸筒内的活塞、固定安装在缸筒顶端的盒体和设置在缸筒底端的电动推杆，所述电动推杆的输出端伸入缸筒内部并与活塞固定连接，所述盒体与缸筒相连通，所述盒体的顶端连通设置有连通管，所述波纹管的底端与盒体相连通。
本发明的进一步设置为：所述浮球的下方设置有防护壳，所述缸筒、盒体和电动推杆均设置在防护壳内，所述连通管贯穿防护壳的顶壁且固定连接，所述防护壳的顶端固定安装有防护筒，所述采样筒和波纹管均设置在防护筒的内部，所述浮球的底端固定安装有密封盘，所述密封盘与防护筒的顶部开口相适配。
本发明的进一步设置为：所述防护壳的底端固定安装有固定盘，所述固定盘上固定安装有多个固定锚。
本发明的进一步设置为：所述监测仪本体的顶端设置有监控摄像头。
本发明的进一步设置为：所述采样筒上开设有进样口，所述进样口内设置有滤网，所述采样筒的内部滑动设置有用于对进样口进行封堵的封堵环，所述采样筒内腔的底部固定安装有安装环，所述安装环的顶端设置有弹簧，所述弹簧的顶端与封堵环固定连接，所述弹簧的底端与安装环固定连接，所述封堵环的内侧固定安装有连接板，所述牵引组件与连接板传动连接。
本发明的进一步设置为：所述牵引组件包括驱动盒、转动安装在驱动盒内部的转轴、固定安装在盒体侧壁上的正反转电机、第一拉绳和第二拉绳，所述驱动盒固定安装在盒体的内部，所述正反转电机的输出端与转轴的一端固定连接，所述转轴上套装有两个绕绳轮，两个绕绳轮均与转轴固定连接，所述第一拉绳和第二拉绳均贯穿驱动盒的顶壁，第一拉绳的底端缠绕安装在其中一个绕绳轮上，第二拉绳的底端缠绕安装在另一个绕绳轮上，第一拉绳的顶端与采样筒固定连接，第二拉绳的顶端与连接板固定连接，所述驱动盒的上方设置有引导环，所述第二拉绳贯穿所述引导环，所述盒体内设置有用于驱动引导环引动的传动组件。
本发明的进一步设置为：所述传动组件包括两个顶壁与盒体相连接的连接座、转动安装于两个连接座之间的连接轴和固定安装于活塞顶端的驱动杆，所述引导环的一侧固定连接有调节杆，所述调节杆的中部与连接轴固定连接，所述连接轴的两端均套设有扭簧，所述扭簧的一端与连接轴固定连接，所述扭簧的另一端与连接座固定连接，当所述扭簧处于自然状态时，所述调节杆位于水平状态，所述驱动杆的顶端伸入波纹管的内部，所述驱动杆的顶端设置有用于按压调节杆的按压部。
本发明的进一步设置为：所述输样机构包括保护管路、进气管和输样管，所述保护管路的一端与防护壳相连接，所述保护管路的另一端与监测仪本体相连接，所述进气管和输样管均设置在保护管路的内部，所述监测仪本体的内部设置有气泵，所述气泵的出气端与进气管的一端相连通，所述进气管的另一端与驱动盒的顶部相连通，所述驱动盒的底壁开设有通孔，所述通孔内设置有单向阀板，所述输样管的一端与缸筒的顶壁固定连接，且该端与缸筒相连通，输样管另一端伸入监测仪本体内部。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明的采样机构可安装在河流河底，通过浮球使得采样筒能够上浮，通过牵引组件能够拉动采样筒向下移动，从而使得采样筒所处的深度能够上下调节，采样筒采集的样液可通过波纹管输送至抽液组件内，并通过输样机构输送到监测仪本体内进行水质检测，通过输液机构和气泵的设置，实现了远距离的采样，通过波纹管、牵引组件和浮球的设置，使得采样机构能够下潜在河流水底的同时，又使得采样筒能够上升较大的距离，从而能够采集各深度的样液，当船通行时，可控制采样机构下潜在河流水底，从而避免干扰到船的通行；
本发明通过监控摄像头的设置，使得监测到有船通过时，可控制采样机构进行采样，并将采取到的样液通过输液机构输送到监测仪本体内进行检测，能够及时准确的监控到驶过的船是否存在违法排污行为，从而能够辅助环保工作的进行；
本发明在采样筒向下移动时，由于波纹管收缩后容积变小，部分的水样通过进样口排出，此时可对进样口内的滤网进行反冲洗，以防止杂质堵塞滤网，能够自动对滤网进行反冲洗，提高了装置的使用寿命；
本发明在输样时通过气泵向进气管内输入气体，气体进入驱动盒内，再推开单向阀板进行排气，排出的气体首先将波纹管、采样筒、盒体和缸筒内的水样压入输样管内，再继续出气将输样管内的水样排空，使得水样全部进入监测仪本体内，从而避免采样机构内残留水样，避免残留水样的存在使得下次采样过程中新水样与旧水样混合导致检测结果不准确，实现了远距离的水样输送，进气管吹入的气体先进入驱动盒内，能够将第一拉绳和第二拉绳带入的驱动盒水通过单向阀板排出，以防止驱动盒内积水，且后续的持续吹气还能够对绕绳轮、第一拉绳和第二拉绳进行风干，以提高其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的三维结构示意图；
图2为本发明的采样机构的三维结构示意图；
图3为本发明的采样机构的剖视结构示意图；
图4为本发明的缸筒的三维结构示意图；
图5为本发明的图4的A处放大结构示意图；
图6为本发明的采样筒的剖视结构示意图；
图7为本发明的驱动盒的剖视结构示意图；
图8为本发明的图7的B处放大结构示意图；
图9为本发明的驱动盒的三维结构示意图。
图中：1、监测仪本体；2、监控摄像头；3、保护管路；4、固定盘；5、固定锚；6、防护壳；7、浮球；8、密封盘；9、采样筒；901、进样口；902、倾斜角；10、波纹管；11、防护筒；12、封堵环；13、弹簧；14、安装环；15、连接板；16、第一拉绳；17、第二拉绳；18、缸筒；19、盒体；20、活塞；21、电动推杆；22、连通管；23、驱动盒；24、绕绳轮；25、正反转电机；26、转轴；27、引导环；28、调节杆；29、连接轴；30、连接座；31、扭簧；32、驱动杆；3201、按压部；33、进气管；34、输样管；35、单向阀板；36、滤网。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进一步的说明。
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种河流水质参数综合监测仪，包括监测仪本体1、设置在河流水底的采样机构和输样机构，所述输样机构用于将采样机构采集的样液输送到监测仪本体1，所述采样机构包括抽液组件、波纹管10和采样筒9，所述波纹管10的底端与抽液组件相连通，所述采样筒9固定安装于波纹管10的顶端，且所述采样筒9与波纹管10相连通，所述采样筒9的顶端固定安装有浮球7，所述采样筒9上连接有用于拉动采样筒9向下移动的牵引组件；使用时，将抽液组件安装在河流河底，通过浮球7使得采样筒9能够上浮，通过牵引组件能够拉动采样筒9向下移动，从而使得采样筒9所处的深度能够上下调节，采样筒9采集的样液可通过波纹管10输送至抽液组件内，并通过输样机构输送到监测仪本体1内进行水质检测，通过波纹管10、牵引组件和浮球7的设置，使得采样机构能够收缩在河流水底的同时，又使得采样筒9能够上升较大的距离，从而能够采集各深度的样液，当船通行时，可控制采样机构收缩在河流水底，从而避免干扰到船的通行。
监测仪本体1内具备多个模块，以实现对水质各项指标的全面监测，主要的模块包括：温度测量模块：用于测量水体的温度；pH值测量模块：用于测量水体的酸碱度；浊度测量模块：用于测量水体的浑浊程度，反映水中悬浮和胶体颗粒对光线透过的程度；电导率测量模块：用于测量水体的电导性，间接反映水中溶解物质的总量；溶解氧测量模块：用于测量水体中的溶解氧含量，是评估水体自净能力的重要指标；高光谱技术模块：一些高级的水质监测设备会集成高光谱技术，能够辨别肉眼、普通的光学技术不能识别的物体，分辨出其内在的物理、化学特性。
本实施例中，优选的，所述监测仪本体1的顶端设置有监控摄像头2，监控摄像头2可进行旋转和角度调节，从而提高监控范围，监控摄像头2监测到有船通过时，可控制采样机构进行采样，并将采取到的样液通过输液机构输送到监测仪本体1内进行检测，以测出驶过的船是否存在违法排污行为。
本实施例中，优选的，所述抽液组件包括缸筒18、滑动安装在缸筒18内的活塞20、固定安装在缸筒18顶端的盒体19和设置在缸筒18底端的电动推杆21，所述电动推杆21的输出端伸入缸筒18内部并与活塞20固定连接，所述盒体19与缸筒18相连通，所述盒体19的顶端连通设置有连通管22，所述波纹管10的底端与盒体19相连通；通过电动推杆21可驱动活塞20上下移动，以调节缸筒18内腔的空间。
本实施例中，优选的，所述浮球7的下方设置有防护壳6，所述缸筒18、盒体19和电动推杆21均设置在防护壳6内，所述连通管22贯穿防护壳6的顶壁且固定连接，连通管22与防护壳6的连接处进行密封处理，所述防护壳6的顶端固定安装有防护筒11，所述采样筒9和波纹管10均设置在防护筒11的内部；所述浮球7的底端固定安装有密封盘8，所述密封盘8与防护筒11的顶部开口相适配，使得密封盘8与防护壳6相接触时，密封盘8能够将防护筒11的顶部开口封闭，以防止装置不使用时，泥垢进入防护筒11内，防护壳6为防水密闭结构，能够防止水进入其内部。
本实施例中，优选的，所述防护壳6的底端固定安装有固定盘4，所述固定盘4上固定安装有多个固定锚5，安装时，将固定锚5***河流底部的硬质土壤内，并使得防护壳6埋入泥土内，使得防护筒11从泥土内伸出即可，从而对防护壳6进行固定。
本实施例中，优选的，所述采样筒9底端的边缘开设有倾斜角902，使得采样筒9更易***防护筒11内。
请参阅图4～9，本发明实施例中，所述采样筒9上开设有进样口901，所述进样口901内设置有滤网36，所述采样筒9的内部滑动设置有用于对进样口901进行封堵的封堵环12，所述采样筒9内腔的底部固定安装有安装环14，所述安装环14的顶端设置有弹簧13，所述弹簧13的顶端与封堵环12固定连接，所述弹簧13的底端与安装环14固定连接，所述封堵环12的内侧固定安装有连接板15，所述牵引组件与连接板15传动连接。
本实施例中，优选的，所述牵引组件包括驱动盒23、转动安装在驱动盒23内部的转轴26、固定安装在盒体19侧壁上的正反转电机25、第一拉绳16和第二拉绳17，所述驱动盒23固定安装在盒体19的内部，所述正反转电机25的输出端与转轴26的一端固定连接，所述转轴26上套装有两个绕绳轮24，两个绕绳轮24均与转轴26固定连接，所述第一拉绳16和第二拉绳17均贯穿驱动盒23的顶壁，第一拉绳16的底端缠绕安装在其中一个绕绳轮24上，第二拉绳17的底端缠绕安装在另一个绕绳轮24上，第一拉绳16的顶端与采样筒9固定连接，第二拉绳17的顶端与连接板15固定连接，所述驱动盒23的上方设置有引导环27，所述第二拉绳17贯穿所述引导环27，所述盒体19内设置有用于驱动引导环27引动的传动组件。
本实施例中，优选的，所述传动组件包括两个顶壁与盒体19相连接的连接座30、转动安装于两个连接座30之间的连接轴29和固定安装于活塞20顶端的驱动杆32，所述引导环27的一侧固定连接有调节杆28，所述调节杆28的中部与连接轴29固定连接，所述连接轴29的两端均套设有扭簧31，所述扭簧31的一端与连接轴29固定连接，所述扭簧31的另一端与连接座30固定连接，当所述扭簧31处于自然状态时，所述调节杆28位于水平状态，所述驱动杆32的顶端伸入波纹管10的内部，所述驱动杆32的顶端设置有用于按压调节杆28的按压部3201，当活塞20向下移动至即将与缸筒18的底壁相接触时，按压部3201与调节杆28相接触，并随着活塞20的继续移动，按压部3201按压调节杆28使其旋转，从而使得引导环27呈弧形轨迹向上移动。
本实施例中，优选的，所述输样机构包括保护管路3、进气管33和输样管34，所述保护管路3的一端与防护壳6相连接，所述保护管路3的另一端与监测仪本体1相连接，所述进气管33和输样管34均设置在保护管路3的内部，所述监测仪本体1的内部设置有气泵（图中未示出），所述气泵的出气端与进气管33的一端相连通，所述进气管33的另一端与驱动盒23的顶部相连通，所述驱动盒23的底壁开设有通孔，所述通孔内设置有单向阀板35，单向阀板35使得驱动盒23内的气体能够进入盒体19内，而盒体19内的气体无法进入驱动盒23内，所述输样管34的一端与缸筒18的顶壁固定连接，且该端与缸筒18相连通，输样管34另一端伸入监测仪本体1内部，输出的水样通过监测仪本体1内的检测模块自动进行检测，该检测方式为现有技术，故未做详细描述，正反转电机25和电动推杆21的线路均穿过保护管路3，监测仪本体1内设置有PLC控制器用于控制正反转电机25和电动推杆21的工作。
工作原理：取样时，根据取样深度控制正反转电机25的输出端旋转，使得转轴26带动两个绕绳轮24旋转，从而将第一拉绳16和第二拉绳17从绕绳轮24上放出，使得采样筒9在浮球7的浮力作用下向上移动，并使得波纹管10拉伸，上浮到指定取样位置后，正反转电机25停止工作，然后控制电动推杆21的输出端收缩，从而带动活塞20向下移动，活塞20向下移动时带动驱动杆32向下移动，当活塞20向下移动至即将与缸筒18的底壁相接触时，按压部3201与调节杆28相接触，并随着活塞20的继续移动，按压部3201按压调节杆28使其旋转，从而使得引导环27呈弧形轨迹向上移动，使得第二拉绳17局部弯折，从而使得第二拉绳17的顶端通过连接板15拉动封堵环12向下移动，使得采样筒9上的进样口901打开，在此过程中，通过气泵向进气管33内输入气体，气体通过驱动盒23进入盒体19内，再进入缸筒18内，以平衡缸筒18内的气压，直至进样口901打开，进样口901打开后，河流内的通过进样口901流入采样筒9内，再通过波纹管10和连通管22进入盒体19内，然后进入缸筒18内，当缸筒18内装满水样后，控制正反转电机25的输出端反向旋转，从而通过转轴26带动绕绳轮24反向旋转，使得第一拉绳16和第二拉绳17重新缠绕在绕绳轮24上，从而使得采样筒9向下移动，采样筒9向下移动时，由于波纹管10收缩后容积变小，部分的水样通过进样口901排出，此时可对进样口901内的滤网36进行反冲洗，以防止杂质堵塞滤网36，随后采样筒9的底部***防护筒11内，并通过密封盘8对防护筒11的顶部开口进行封堵，从而对采样筒9进行保护，然后即可控制电动推杆21的输出端伸出，从而带动活塞20向上移动，活塞20向上移动时将缸筒18内的水样输入输样管34内，当活塞20向上移动至即将与缸筒18的顶部内壁相接触时停止移动，然后控制气泵向进气管33内输入气体，气体进入驱动盒23内，再推开单向阀板35进行排气，排出的气体首先将波纹管10、采样筒9、盒体19和缸筒18内的水样压入输样管34内，再继续出气将输样管34内的水样排空，使得水样全部进入监测仪本体1内，从而避免采样机构内残留水样，避免残留水样的存在使得下次采样过程中新水样与旧水样混合导致检测结果不准确，实现了远距离的水样输送，进气管33吹入的气体先进入驱动盒23内，能够将第一拉绳16和第二拉绳17带入的驱动盒23水通过单向阀板35排出，以防止驱动盒23内积水，且后续的持续吹气还能够对绕绳轮24、第一拉绳16和第二拉绳17进行风干，以提高其使用寿命。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (1)
1.一种河流水质参数综合监测仪，包括监测仪本体（1）、设置在河流水底的采样机构和输样机构，所述输样机构用于将采样机构采集的样液输送到监测仪本体（1），其特征在于：所述采样机构包括抽液组件、波纹管（10）和采样筒（9），所述波纹管（10）的底端与抽液组件相连通，所述采样筒（9）固定安装于波纹管（10）的顶端，且所述采样筒（9）与波纹管（10）相连通，所述采样筒（9）的顶端固定安装有浮球（7），所述采样筒（9）上连接有用于拉动采样筒（9）向下移动的牵引组件；
所述抽液组件包括缸筒（18）、滑动安装在缸筒（18）内的活塞（20）、固定安装在缸筒（18）顶端的盒体（19）和设置在缸筒（18）底端的电动推杆（21），所述电动推杆（21）的输出端伸入缸筒（18）内部并与活塞（20）固定连接，所述盒体（19）与缸筒（18）相连通，所述盒体（19）的顶端连通设置有连通管（22），所述波纹管（10）的底端与盒体（19）相连通；
所述浮球（7）的下方设置有防护壳（6），所述缸筒（18）、盒体（19）和电动推杆（21）均设置在防护壳（6）内，所述连通管（22）贯穿防护壳（6）的顶壁且固定连接，所述防护壳（6）的顶端固定安装有防护筒（11），所述采样筒（9）和波纹管（10）均设置在防护筒（11）的内部，所述浮球（7）的底端固定安装有密封盘（8），所述密封盘（8）与防护筒（11）的顶部开口相适配；
所述防护壳（6）的底端固定安装有固定盘（4），所述固定盘（4）上固定安装有多个固定锚（5）；
所述监测仪本体（1）的顶端设置有监控摄像头（2）；
所述采样筒（9）上开设有进样口（901），所述进样口（901）内设置有滤网（36），所述采样筒（9）的内部滑动设置有用于对进样口（901）进行封堵的封堵环（12），所述采样筒（9）内腔的底部固定安装有安装环（14），所述安装环（14）的顶端设置有弹簧（13），所述弹簧（13）的顶端与封堵环（12）固定连接，所述弹簧（13）的底端与安装环（14）固定连接，所述封堵环（12）的内侧固定安装有连接板（15），所述牵引组件与连接板（15）传动连接；
所述牵引组件包括驱动盒（23）、转动安装在驱动盒（23）内部的转轴（26）、固定安装在盒体（19）侧壁上的正反转电机（25）、第一拉绳（16）和第二拉绳（17），所述驱动盒（23）固定安装在盒体（19）的内部，所述正反转电机（25）的输出端与转轴（26）的一端固定连接，所述转轴（26）上套装有两个绕绳轮（24），两个绕绳轮（24）均与转轴（26）固定连接，所述第一拉绳（16）和第二拉绳（17）均贯穿驱动盒（23）的顶壁，第一拉绳（16）的底端缠绕安装在其中一个绕绳轮（24）上，第二拉绳（17）的底端缠绕安装在另一个绕绳轮（24）上，第一拉绳（16）的顶端与采样筒（9）固定连接，第二拉绳（17）的顶端与连接板（15）固定连接，所述驱动盒（23）的上方设置有引导环（27），所述第二拉绳（17）贯穿所述引导环（27），所述盒体（19）内设置有用于驱动引导环（27）引动的传动组件；
所述传动组件包括两个顶壁与盒体（19）相连接的连接座（30）、转动安装于两个连接座（30）之间的连接轴（29）和固定安装于活塞（20）顶端的驱动杆（32），所述引导环（27）的一侧固定连接有调节杆（28），所述调节杆（28）的中部与连接轴（29）固定连接，所述连接轴（29）的两端均套设有扭簧（31），所述扭簧（31）的一端与连接轴（29）固定连接，所述扭簧（31）的另一端与连接座（30）固定连接，当所述扭簧（31）处于自然状态时，所述调节杆（28）位于水平状态，所述驱动杆（32）的顶端伸入波纹管（10）的内部，所述驱动杆（32）的顶端设置有用于按压调节杆（28）的按压部（3201）；
所述输样机构包括保护管路（3）、进气管（33）和输样管（34），所述保护管路（3）的一端与防护壳（6）相连接，所述保护管路（3）的另一端与监测仪本体（1）相连接，所述进气管（33）和输样管（34）均设置在保护管路（3）的内部，所述监测仪本体（1）的内部设置有气泵，所述气泵的出气端与进气管（33）的一端相连通，所述进气管（33）的另一端与驱动盒（23）的顶部相连通，所述驱动盒（23）的底壁开设有通孔，所述通孔内设置有单向阀板（35），所述输样管（34）的一端与缸筒（18）的顶壁固定连接，且该端与缸筒（18）相连通，输样管（34）另一端伸入监测仪本体（1）内部。
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