CN209043882U - 一种节能型环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种节能型环境监测装置，属于监测设备技术领域，由控制箱、信号发射器、水质传感器、清洗装置组成，控制箱内设有信号采集处理装置和蓄电池，控制箱下方连接有水质传感器，水质传感器侧方设有清洗装置。本装置监测数据精准性高，监测装置不易损坏，可在不同的水深高度实时监测水质环境，还可对监测数据进行收集、处理并决策。

Description

一种节能型环境监测装置

技术领域

本实用新型属于环境监测设备技术领域，具体涉及一种节能型环境监测装置。

背景技术

目前，随着人们对海洋资源的勘探利用以及海洋渔业的发展，对海洋的污染更加严重。在水质监测中，浮标是一种常见的观测工具，能够安置在海洋指定位置或随波逐流，并利用物联网实现监测数据实时采集处理，但海面上船只或其他漂浮物容易对浮标造成冲击导致浮标损坏，减少浮标的使用寿命甚至直接报废，严重影响水环境监测工作的顺利进行；同时海洋中生物众多，浮游生物等易附着或吸附在浮标上的监测传感器，影响数据的正常收集，降低水环境的监测准确率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节能型环境监测装置，监测数据精准性高，监测装置不易损坏，可在不同的水深高度实时监测水质环境，还可对监测数据进行收集、处理并决策。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为：一种节能型环境监测装置，由控制箱、信号发射器、水质传感器、清洗装置组成，控制箱内设有信号采集处理装置和蓄电池，控制箱下方连接有水质传感器，水质传感器侧方设有清洗装置。水质传感器检测出太湖水质的质量，对于水质质量过低的监测区域发出报警第一时间提醒人员对相应监测区域采取相关措施，降低太湖环境损害，并且所设计的水质监测装置上设有清洗装置有效避免浮游生物对水质监测数据的影响提高监测数据精准性，同时延长水质监测装置的使用寿命。

作为优选，控制箱上方固定连接有支撑架，支撑架侧方固定连接有光伏板，支撑架上端连接有信号发射器，支撑架外侧设有罩壳，罩壳与控制箱密封连接。设置光伏板为水质监测装置提供电能，无需定期对水质监测装置充电，支撑架外侧的罩壳将信号发射器与光伏板设于一个密封的环境中，避免海水对信号发射器的正常工作造成影响。

作为优选，控制箱侧方设有充气板，充气板上表面为弧面状。控制箱定点放置或随机漂浮在海面上，海面的波浪可能会导致控制箱翻转无法对监测区域水质进行检测，通过在控制箱侧方的充气板增强控制箱在海面的稳定性，同时充气板上表面的弧面状可降低海浪对控制箱的冲击，有效降低海浪对控制箱的冲击损伤。

作为优选，充气板上表面连接气管的一端，充气板与气管的连接部套有密封环，气管的另一端连接充气环，充气环上端设有进气管，进气管外侧绕接有尼龙绳，充气环下端连接罩壳，且充气环位于罩壳顶部。本装置的水质传感器能在不同的水深区域实时监测水质环境，给进气管进气充气板会慢慢上浮，浮动到需要监测的位置可停止充气，使装置处于一个平稳状态，测出的数据会更加精确，检测完成后可将冲进的气体放出部分，使装置下沉，监测另一高度的水域，实时监测，非常方便。

作为优选，水质传感器竖直设置在控制箱下方，水质传感器上端部与控制箱密封连接，控制箱下部侧方环绕设置有用于保护水质传感器的防护架，所防护架通过轴承与清洗装置下部连接。通过水质传感器对监测区域的水质进行监测，将水质传感器与控制箱密封连接可防止水体进入控制箱内部对其内部器件的损坏，设有的防护架可避免漂浮物、海洋生物对水质传感器的损伤，有益于保证水质传感器的正常工作并延长其使用寿命。

作为优选，防护架与轴承之间还设有中空的缓冲块，缓冲块上下端设有通孔。缓冲块的材质选择具有一定弹性和韧性的材质，例如橡胶、铝等，缓冲块的结构设计可在水质监测装置受到物体冲击时，由缓冲块及内部存在的水体吸收冲击力并利用上下的通孔将缓冲块内的水体挤压出缓冲体吸收大量的冲击力防止水质传感器受到冲击损伤，当冲击力消失后水体由通孔进入缓冲块内为下一次冲击做准备。

作为优选，防护架下表面连接支撑杆，支撑杆的下端固连插钉，插钉表面设有若干倒刺，支撑杆的一侧设有拉绳，拉绳下端连接配重球。防护架下方通过拉绳连接的配置球能使本装置在水中下沉的过程中不会受到海浪的冲击而翻倒，还能加快本装置下沉的速度，沉于水底后插钉会***水底，插钉表面的倒刺能增加本装置在水底的稳定性，使其在水底更加牢固，监测水底环境能更为方便。

作为优选，清洗装置包括通过轴承连接于控制箱下方水质传感器上的旋转环，旋转环侧方均设有旋转叶，旋转环下表面由圆心至外依次设有竖直设置的清洗杆和挡板，清洗杆与挡板之间连接有弹性绳，清洗杆表面均布有毛刷。清洗杆与旋转环为滑动连接，当水流从控制箱下方流过通过旋转叶带动旋转环转动，同时由于水流的作用增大弹性绳的长度使清洗杆接近水质传感器表面，旋转环旋转的同时带动挡板与清洗杆旋转，清洗杆表面的毛刷对水质传感器表面清洗，而挡板可降低浮游生物与水质传感器接触，避免浮游生物附着同时挡板可防止物体撞击水质传感器，采用上述设计的清洗装置可随水流波动对水质传感器进行清洗，提高水质监测精准性，无需外加动力即可实现清洁操作，在水流冲击时才对水质传感器进行清洁，无水流冲击弹性绳使清洗杆远离水质传感器有效降低了毛刷对水质传感器表面的磨损。

作为优选，挡板与轴承内圈对应配合连接，挡板表面均布有流通孔，流通孔进水口处设有倒角且上方设有防护罩，防护罩上开设有与流通孔对应的开口，流通孔出水口处连接有滤网。水流在通过挡板的过程中首先与防护罩接触，水流进入防护罩内时由于防护罩的开口的设置加大了进入防护罩内水流的水压，水流进入流通孔后水压得到释放冲击滤网，滤网的网孔设置进一步增大水流流速对清洗杆形成冲击力，促使清洗杆与水质检测器表面接触充分毛刷的清洗效果极大提升，水质传感器表面粗糙度减小，光洁度增大，浮游生物难以附着，同时冲击的水流对水质监测器表面具有冲洗效果，有效提高水质传感器对水质监测的精准性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本装置的水质传感器能监测出太湖的水质，对监测出的信息进行采集及数据处理，判断所监测环境质量，对于环境质量过低的监测区域发出报警第一时间提醒人员对相应监测区域采取相关措施，降低太湖环境损害。

本实用新型采用了上述技术方案提供的一种节能型环境监测装置，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

图1为一种节能型环境监测装置的水质监测装置结构示意图；

图2为水质监测装置剖视图；

图3为图2中A部放大图；

图4为图2中B部放大图；

图5为缓冲块剖视图。

附图标记说明：1.控制箱；1a.充气板；1b.光伏板；1c.支撑架；1d.密封环；1e.气管；1f.充气环；1h.尼龙绳；1J.进气管；1k.罩壳；2.信号发射器；3.信号采集处理装置；4.水质传感器；5.蓄电池；6.旋转环；6a.旋转叶；7.挡板；7a.流通孔；7b.防护罩；7c.滤网；8.清洗杆；8a.毛刷；8b.弹性绳；9.缓冲块；9a.通孔；10.轴承；11.防护架；12拉绳；13配重球；14插钉；15支撑柱；16倒刺。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细描述：

实施例1：

如图1-5所示，一种节能型环境监测装置，由控制箱1、信号发射器2、水质传感器4、清洗装置组成，控制箱1内设有信号采集处理装置3和蓄电池5，控制箱1下方连接有水质传感器4，水质传感器4侧方设有清洗装置。水质传感器检测出太湖水质的质量，对于水质质量过低的监测区域发出报警第一时间提醒人员对相应监测区域采取相关措施，降低太湖环境损害，并且所设计的水质监测装置上设有清洗装置有效避免浮游生物对水质监测数据的影响提高监测数据精准性，同时延长水质监测装置的使用寿命。

控制箱1上方固定连接有支撑架1c，支撑架1c侧方固定连接有光伏板1b，支撑架1c上端连接有信号发射器2，支撑架1c外侧设有罩壳1k，罩壳1k与控制箱1密封连接。设置光伏板为水质监测装置提供电能，无需定期对水质监测装置充电，支撑架外侧的罩壳将信号发射器与光伏板设于一个密封的环境中，避免海水对信号发射器的正常工作造成影响。

控制箱1侧方设有充气板1a，充气板1a上表面为弧面状。控制箱定点放置或随机漂浮在海面上，海面的波浪可能会导致控制箱翻转无法对监测区域水质进行检测，通过在控制箱侧方的充气板增强控制箱在海面的稳定性，同时充气板上表面的弧面状可降低海浪对控制箱的冲击，有效降低海浪对控制箱的冲击损伤。

充气板1a上表面连接气管1e的一端，充气板1a与气管1e的连接部套有密封环1d，气管1e的另一端连接充气环1f，充气环1f上端设有进气管1J，进气管1J外侧绕接有尼龙绳1h，充气环1f下端连接罩壳1k，且充气环1f位于罩壳1k顶部。本装置的水质传感器能在不同的水深区域实时监测水质环境，给进气管进气充气板会慢慢上浮，浮动到需要监测的位置可停止充气，使装置处于一个平稳状态，测出的数据会更加精确，检测完成后可将冲进的气体放出部分，使装置下沉，监测另一高度的水域，实时监测，非常方便。

水质传感器4竖直设置在控制箱1下方，水质传感器4上端部与控制箱1密封连接，控制箱1下部侧方环绕设置有用于保护水质传感器4的防护架11，所防护架11通过轴承10与清洗装置下部连接。通过水质传感器对监测区域的水质进行监测，将水质传感器与控制箱密封连接可防止水体进入控制箱内部对其内部器件的损坏，设有的防护架可避免漂浮物、海洋生物对水质传感器的损伤，有益于保证水质传感器的正常工作并延长其使用寿命。

防护架11与轴承10之间还设有中空的缓冲块9，缓冲块9上下端设有通孔9a。缓冲块的材质选择具有一定弹性和韧性的材质，例如橡胶、铝等，缓冲块的结构设计可在水质监测装置受到物体冲击时，由缓冲块及内部存在的水体吸收冲击力并利用上下的通孔将缓冲块内的水体挤压出缓冲体吸收大量的冲击力防止水质传感器受到冲击损伤，当冲击力消失后水体由通孔进入缓冲块内为下一次冲击做准备。

防护架11下表面连接支撑杆15，支撑杆15的下端固连插钉14，插钉14表面设有若干倒刺16，支撑杆15的一侧设有拉绳12，拉绳12下端连接配重球13。防护架下方通过拉绳连接的配置球能使本装置在水中下沉的过程中不会受到海浪的冲击而翻倒，还能加快本装置下沉的速度，沉于水底后插钉会***水底，插钉表面的倒刺能增加本装置在水底的稳定性，使其在水底更加牢固，监测水底环境能更为方便。

清洗装置包括通过轴承10连接于控制箱1下方水质传感器4上的旋转环6，旋转环6侧方均设有旋转叶6a，旋转环6下表面由圆心至外依次设有竖直设置的清洗杆8和挡板7，清洗杆8与挡板7之间连接有弹性绳8b，清洗杆8表面均布有毛刷8a。清洗杆与旋转环为滑动连接，当水流从控制箱下方流过通过旋转叶带动旋转环转动，同时由于水流的作用增大弹性绳的长度使清洗杆接近水质传感器表面，旋转环旋转的同时带动挡板与清洗杆旋转，清洗杆表面的毛刷对水质传感器表面清洗，而挡板可降低浮游生物与水质传感器接触，避免浮游生物附着同时挡板可防止物体撞击水质传感器，采用上述设计的清洗装置可随水流波动对水质传感器进行清洗，提高水质监测精准性，无需外加动力即可实现清洁操作，在水流冲击时才对水质传感器进行清洁，无水流冲击弹性绳使清洗杆远离水质传感器有效降低了毛刷对水质传感器表面的磨损。

挡板7与轴承10内圈对应配合连接，挡板7表面均布有流通孔7a，流通孔7a进水口处设有倒角且上方设有防护罩7b，防护罩7b上开设有与流通孔7a对应的开口，流通孔7a出水口处连接有滤网7c。水流在通过挡板的过程中首先与防护罩接触，水流进入防护罩内时由于防护罩的开口的设置加大了进入防护罩内水流的水压，水流进入流通孔后水压得到释放冲击滤网，滤网的网孔设置进一步增大水流流速对清洗杆形成冲击力，促使清洗杆与水质检测器表面接触充分毛刷的清洗效果极大提升，水质传感器表面粗糙度减小，光洁度增大，浮游生物难以附着，同时冲击的水流对水质监测器表面具有冲洗效果，有效提高水质传感器对水质监测的精准性。

实施例2：

本装置一种节能型环境监测装置在实际使用过程中：将本装置放入太湖水域中，给进气管1J充气，通入的气体会将充气板1a充满气使本装置浮于水面对水质进行一定的监测，监测完成后，将充气板1a内的气抽出少于，配重球13会将本装置拉入水中进行不同高度的水域监测，水质传感器4长时间浸于水中会有水生物的附着影响监测精度，清洗装置能对水质传感器4清洗深度清洗，保证了水质监测精度，监测完成的数据会经过采集及处理，判断所监测环境质量，对于环境质量过低的监测区域发出报警第一时间提醒人员对相应监测区域采取相关措施，降低太湖环境损害。

实际应用：

利用本实用新型的装置对监测水域进行赤潮预报警；

赤潮发生的因素：（1）水质指标是否超过临界值；（2）水质指标是否有迅速增加或下降的趋势。

在主机内进行设定：当监测区域水质的叶绿素a为20μg/L、溶解氧饱和度为110%、pH值为8.2时进行预报警；

将本实用新型的气压传感器、水质监测装置分别投放在20个监测水域，可实现间隔15min获得气压数据，间隔1h获得水质数据，在赤潮高发期的5-7月内，采用本实用新型的装置对监测水域赤潮预警准确性高达80%。

本实用新型的基于物联网的智能环境监测装置不仅限于对水域进行赤潮进行预警，还可以在水环境综合治理、水体富营养化预警等方面应用。

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，所选用的电气部件均为市场售卖常规电气部件，且都为防水部件，具体型号及功率需根据设备实际情况选用。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种节能型环境监测装置，由控制箱（1）、信号发射器（2）、水质传感器（4）、清洗装置组成，其特征在于：所述控制箱（1）内设有信号采集处理装置（3）和蓄电池（5），所述控制箱（1）下方连接有水质传感器（4），所述水质传感器（4）侧方设有清洗装置，控制箱（1）上方固定连接有支撑架（1c），所述支撑架（1c）侧方固定连接有光伏板（1b），所述支撑架（1c）上端连接有信号发射器（2），所述支撑架（1c）外侧设有罩壳（1k），所述罩壳（1k）与控制箱（1）密封连接，所述控制箱（1）侧方设有充气板（1a），所述充气板（1a）上表面为弧面状，所述充气板（1a）上表面连接气管（1e）的一端，所述充气板（1a）与气管（1e）的连接部套有密封环（1d），所述气管（1e）的另一端连接充气环（1f），所述充气环（1f）上端设有进气管（1J），所述进气管（1J）外侧绕接有尼龙绳（1h），所述充气环（1f）下端连接罩壳（1k），且充气环（1f）位于罩壳（1k）顶部。

2.根据权利要求1所述一种节能型环境监测装置，其特征在于：所述水质传感器（4）竖直设置在控制箱（1）下方，水质传感器（4）上端部与控制箱（1）密封连接，所述控制箱（1）下部侧方环绕设置有用于保护水质传感器（4）的防护架（11），所述防护架（11）通过轴承（10）与清洗装置下部连接。

3.根据权利要求2所述一种节能型环境监测装置，其特征在于：所述防护架（11）与轴承（10）之间还设有中空的缓冲块（9），所述缓冲块（9）上下端设有通孔（9a）。

4.根据权利要求2所述一种节能型环境监测装置，其特征在于：所述防护架（11）下表面连接支撑杆（15），所述支撑杆（15）的下端固连插钉（14），所述插钉（14）表面设有若干倒刺（16），所述支撑杆（15）的一侧设有拉绳（12），所述拉绳（12）下端连接配重球（13）。

5.根据权利要求1所述一种节能型环境监测装置，其特征在于：所述清洗装置包括通过轴承（10）连接于控制箱（1）下方水质传感器（4）上的旋转环（6），所述旋转环（6）侧方均设有旋转叶（6a），所述旋转环（6）下表面由圆心至外依次设有竖直设置的清洗杆（8）和挡板（7），所述清洗杆（8）与挡板（7）之间连接有弹性绳（8b），所述清洗杆（8）表面均布有毛刷（8a）。

6.根据权利要求5所述一种节能型环境监测装置，其特征在于：所述挡板（7）与轴承（10）内圈对应配合连接，所述挡板（7）表面均布有流通孔（7a），流通孔（7a）进水口处设有倒角且上方设有防护罩（7b），所述防护罩（7b）上开设有与流通孔（7a）对应的开口，所述流通孔（7a）出水口处连接有滤网（7c）。