一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括水質(zhì)感知單元、水質(zhì)取樣單元、時(shí)鐘模塊、第一控制按鍵、第二控制按鍵、信號(hào)變送模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)單元、LED顯示屏、數(shù)據(jù)通信單元、本地總線單元和電源適配單元；其中，第一控制按鍵與水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)取樣單元進(jìn)行水質(zhì)取樣；第二控制按鍵與水質(zhì)感知單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元感知各水質(zhì)參數(shù)；時(shí)鐘模塊分別與水質(zhì)感知單元和水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元按照設(shè)定的第一時(shí)間間隔感知各水質(zhì)參數(shù)，用于控制水質(zhì)取樣單元按照設(shè)定的第二時(shí)間間隔收集水樣。本實(shí)用新型能夠全面準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)。
【專利說(shuō)明】一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]村鎮(zhèn)河道流域污染源主要以生活污水為主，水質(zhì)隨著居民生產(chǎn)生活、天氣變化而隨時(shí)動(dòng)態(tài)變化，其排污特點(diǎn)主要是小規(guī)模、隨意性、突發(fā)性、流動(dòng)性和擴(kuò)散性。
[0003]目前監(jiān)測(cè)河道水質(zhì)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要是依靠各傳感器采集水質(zhì)參數(shù)，然后進(jìn)行參數(shù)分析進(jìn)而發(fā)現(xiàn)水質(zhì)污染狀況。然而由于目前市場(chǎng)上的傳感器種類較少，該類設(shè)備能夠獲取的水質(zhì)參數(shù)不夠全面，且當(dāng)傳感器在水下放置的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，所感知獲取的參數(shù)往往不太準(zhǔn)確。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠全面準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括水質(zhì)感知單元、水質(zhì)取樣單元、時(shí)鐘模塊、第一控制按鍵、第二控制按鍵、信號(hào)變送模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)單元、LED顯示屏、數(shù)據(jù)通信單元、本地總線單元和電源適配單元；
[0007]其中，所述第一控制按鍵與水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)取樣單元進(jìn)行水質(zhì)取樣；
[0008]所述第二控制按鍵與水質(zhì)感知單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元感知各水質(zhì)參數(shù)；
[0009]所述時(shí)鐘模塊分別與水質(zhì)感知單元和水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元按照設(shè)定的第一時(shí)間間隔感知各水質(zhì)參數(shù)，用于控制水質(zhì)取樣單元按照設(shè)定的第二時(shí)間間隔收集水樣；
[0010]所述信號(hào)變送單元與水質(zhì)感知單元相連，用于接收水質(zhì)感知單元感知的各水質(zhì)參數(shù)值，將所述各水質(zhì)參數(shù)值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；
[0011]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與信號(hào)變送單元相連，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0012]所述轉(zhuǎn)換電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連，用于將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水質(zhì)參數(shù)感知值；
[0013]所述存儲(chǔ)單元與轉(zhuǎn)換電路相連，用于存儲(chǔ)所述水質(zhì)參數(shù)感知值；
[0014]所述LED顯示屏與存儲(chǔ)單元相連,用于顯示水質(zhì)感知單元感知的水質(zhì)參數(shù)值；
[0015]所述LED顯示屏還與數(shù)據(jù)通信單元相連，用于顯示數(shù)據(jù)通信單元接收的消息；
[0016]所述數(shù)據(jù)通信單元與存儲(chǔ)單元相連，包括wifi模塊、以太網(wǎng)模塊、Zigbee模塊和3G/GPRS模塊，用于發(fā)送各水質(zhì)參數(shù)值并接收消息；
[0017]所述本地總線單元與存儲(chǔ)單元相連，用于將感知的水質(zhì)參數(shù)值通過(guò)有線方式進(jìn)行傳輸拷貝；
[0018]所述電源適配單元與其他單元相連，用于完成不同輸入電壓的轉(zhuǎn)換適配，為其他單元提供電源；
[0019]所述水質(zhì)感知單元由水溫探頭、PH值探頭、溶解氧探頭、電導(dǎo)率探頭、濁度探頭和流速探頭組成；
[0020]所述水質(zhì)取樣單元由采水管、微型蠕動(dòng)泵和水樣儲(chǔ)存瓶組成。
[0021]優(yōu)選地，所述采水管的吸嘴緊靠所述各探頭。
[0022]優(yōu)選地，所述電源適配單元支持220V交流電和太陽(yáng)能電池供電。
[0023]優(yōu)選地，所述采水管單次采樣量為10-500ml，吸程小于5米。
[0024]優(yōu)選地，所述采水管連續(xù)取樣最小間隔為2分鐘。
[0025]優(yōu)選地，所述水樣儲(chǔ)存瓶的個(gè)數(shù)最多為10個(gè)。
[0026]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括超聲波清洗元件，用于在各探頭對(duì)水質(zhì)進(jìn)行感知前和感知中對(duì)各探頭進(jìn)行清洗。
[0027]本實(shí)用新型至少具有如下的有益效果:
[0028]1、本實(shí)用新型所述的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，將水質(zhì)參數(shù)感知和水質(zhì)取樣備份相結(jié)合，能夠全面準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)，水質(zhì)取樣單元采集的水質(zhì)水樣可作為對(duì)所述各探頭感知數(shù)據(jù)的進(jìn)一步確認(rèn)，也可作為其他復(fù)雜水質(zhì)參數(shù)的擴(kuò)展監(jiān)測(cè)。
[0029]2、本實(shí)用新型所述的數(shù)據(jù)通信單元支持多種通信方式，如3G/GPRS、以太網(wǎng)、Zigbee和WIFI等，可以根據(jù)實(shí)際使用情況選擇一種方式進(jìn)行通信。
[0030]3、本實(shí)用新型所述的超聲波清洗元件，用于在對(duì)水質(zhì)進(jìn)行感知監(jiān)測(cè)前和監(jiān)測(cè)中的傳感器探頭進(jìn)行清潔，避免水體雜質(zhì)、水生藻類或微生物對(duì)探頭的覆蓋或污染造成參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)，超聲波清洗方式對(duì)探頭不造成磨損，可有效延長(zhǎng)探頭的使用壽命。
[0031]當(dāng)然，實(shí)施本實(shí)用新型的任一方法或產(chǎn)品不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中水質(zhì)感知單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中水質(zhì)取樣單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0037]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括水質(zhì)感知單元、水質(zhì)取樣單元、時(shí)鐘模塊、第一控制按鍵、第二控制按鍵、信號(hào)變送模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)單元、LED顯示屏、數(shù)據(jù)通信單元、本地總線單元和電源適配單元；
[0038]其中，第一控制按鍵與水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)取樣單元進(jìn)行水質(zhì)取樣；
[0039]第二控制按鍵與水質(zhì)感知單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元感知各水質(zhì)參數(shù)；
[0040]時(shí)鐘模塊分別與水質(zhì)感知單元和水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元按照設(shè)定的第一時(shí)間間隔感知各水質(zhì)參數(shù)，用于控制水質(zhì)取樣單元按照設(shè)定的第二時(shí)間間隔收集水樣；
[0041]所述信號(hào)變送單元與水質(zhì)感知單元相連，用于接收水質(zhì)感知單元感知的各水質(zhì)參數(shù)值，將所述各水質(zhì)參數(shù)值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；
[0042]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與信號(hào)變送單元相連，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0043]所述轉(zhuǎn)換電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連，用于將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水質(zhì)參數(shù)感知值；
[0044]所述存儲(chǔ)單元與轉(zhuǎn)換電路相連，用于存儲(chǔ)所述水質(zhì)參數(shù)感知值；
[0045]所述LED顯示屏與存儲(chǔ)單元相連,用于顯示水質(zhì)感知單元感知的水質(zhì)參數(shù)值；
[0046]所述LED顯示屏還與數(shù)據(jù)通信單元相連，用于顯示數(shù)據(jù)通信單元接收的消息；
[0047]所述數(shù)據(jù)通信單元與存儲(chǔ)單元相連，包括wifi模塊、以太網(wǎng)模塊、Zigbee模塊和3G/GPRS模塊，用于發(fā)送各水質(zhì)參數(shù)值并接收消息；
[0048]所述本地總線單元與存儲(chǔ)單元相連，用于將感知的水質(zhì)參數(shù)值通過(guò)有線方式進(jìn)行傳輸拷貝；
[0049]所述電源適配單元與其他單元相連，用于完成不同輸入電壓的轉(zhuǎn)換適配，為其他單元提供電源；
[0050]所述水質(zhì)感知單元由水溫探頭、PH值探頭、溶解氧探頭、電導(dǎo)率探頭、濁度探頭和流速探頭組成，具體可參見(jiàn)圖2 ；
[0051]所述水質(zhì)取樣單元由采水管、微型蠕動(dòng)泵和水樣儲(chǔ)存瓶組成，具體可參見(jiàn)圖3。
[0052]其中，所述采水管的吸嘴緊靠所述各探頭，采水管的單次采樣量為10_500ml，吸程一般小于5米，連續(xù)取樣最小間隔為2分鐘，水樣瓶數(shù)量最多為10個(gè)。
[0053]所述信號(hào)變送單元用于接收所述各探頭感知的測(cè)量值，并將所述各探頭的感知測(cè)量值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，一般輸出為4-20mA電流信號(hào)或0-5V電壓信號(hào)。
[0054]所述轉(zhuǎn)換電路用于將經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)，依據(jù)各探頭的感知特性進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到各探頭的感知測(cè)量值，即各水質(zhì)參數(shù)值。
[0055]各水質(zhì)參數(shù)值通過(guò)數(shù)據(jù)通信單元實(shí)時(shí)回傳上報(bào)至遠(yuǎn)端控制平臺(tái)，同時(shí)在本地存儲(chǔ)單元中保留備份，設(shè)備存儲(chǔ)單元最多可保存?zhèn)浞?000組水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，備份數(shù)據(jù)超出最大保存數(shù)量時(shí)，較高的數(shù)據(jù)將被自動(dòng)清空，所有備份數(shù)據(jù)可通過(guò)本地總線單元進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)傳輸拷貝。
[0056]所述設(shè)備還包括超聲波清洗元件，用于在各探頭對(duì)水質(zhì)進(jìn)行感知前和感知中對(duì)各探頭進(jìn)行清洗，避免水體雜質(zhì)、水生藻類或微生物對(duì)探頭的覆蓋或污染造成參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)，超聲波清洗方式對(duì)探頭不造成磨損，可有效延長(zhǎng)探頭的使用壽命。
[0057]所述電源適配單元完成不同輸入電壓的轉(zhuǎn)換適配，為監(jiān)測(cè)設(shè)備各器件提供能量供給，輸入電壓可支持220V交流市電，也可支持太陽(yáng)能電池供電。
[0058]數(shù)據(jù)通信單元支持多種通信方式，如3G/GPRS、以太網(wǎng)、Zigbee和WIFI等，感知測(cè)量值通過(guò)數(shù)據(jù)通信單元實(shí)時(shí)回傳上報(bào)至遠(yuǎn)端控制平臺(tái)，根據(jù)實(shí)際使用情況選擇一種方式進(jìn)行通信，對(duì)于村鎮(zhèn)河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基礎(chǔ)設(shè)施有限，一般優(yōu)選3G/GPRS通信方式。
[0059]本實(shí)用新型實(shí)施例所述的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，將水質(zhì)參數(shù)感知和水質(zhì)取樣備份相結(jié)合，能夠全面準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)，水質(zhì)取樣單元采集的水質(zhì)水樣可作為對(duì)所述各探頭感知數(shù)據(jù)的進(jìn)一步確認(rèn)，也可作為其他復(fù)雜水質(zhì)參數(shù)的擴(kuò)展監(jiān)測(cè)。
[0060]本實(shí)用新型實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)通信單元支持多種通信方式，如3G/GPRS、以太網(wǎng)、Zigbee和WIFI等，可以根據(jù)實(shí)際使用情況選擇一種方式進(jìn)行通信。
[0061]本實(shí)用新型實(shí)施例所述的超聲波清洗元件，用于在對(duì)水質(zhì)進(jìn)行感知監(jiān)測(cè)前和監(jiān)測(cè)中的傳感器探頭進(jìn)行清潔，避免水體雜質(zhì)、水生藻類或微生物對(duì)探頭的覆蓋或污染造成參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)，超聲波清洗方式對(duì)探頭不造成磨損，可有效延長(zhǎng)探頭的使用壽命。
[0062]本實(shí)用新型還包括本地總線單元,支持多種本地總線類型,包括RS232/485、IIC、SP1、CAN、one-wire bus、USB 等。
[0063]本實(shí)用新型還包括LED顯示屏，用于顯示當(dāng)前監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集獲得的水質(zhì)參數(shù)情況，LED顯示屏的參數(shù)包括:點(diǎn)直徑:3.75mm,點(diǎn)間距:4.75mm，發(fā)光點(diǎn)顏色:R、G，基色:紅、綠色(一起亮?xí)r為黃色)，像素密度:44320點(diǎn)/m2。
[0064]本實(shí)用新型還包括多功能控制按鍵，用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行基本控制與設(shè)置操作，如開(kāi)關(guān)機(jī)、探頭清洗、設(shè)置采集間隔時(shí)間、設(shè)置屏幕顯示內(nèi)容以及其他設(shè)備工作參數(shù)設(shè)定等。
[0065]以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括水質(zhì)感知單元、水質(zhì)取樣單元、時(shí)鐘模塊、第一控制按鍵、第二控制按鍵、信號(hào)變送模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)單元、LED顯示屏、數(shù)據(jù)通信單元、本地總線單元和電源適配單元； 其中，所述第一控制按鍵與水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)取樣單元進(jìn)行水質(zhì)取樣； 所述第二控制按鍵與水質(zhì)感知單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元感知各水質(zhì)參數(shù)；所述時(shí)鐘模塊分別與水質(zhì)感知單元和水質(zhì)取樣單元相連，用于控制水質(zhì)感知單元按照設(shè)定的第一時(shí)間間隔感知各水質(zhì)參數(shù)，用于控制水質(zhì)取樣單元按照設(shè)定的第二時(shí)間間隔收集水樣； 所述信號(hào)變送單元與水質(zhì)感知單元相連，用于接收水質(zhì)感知單元感知的各水質(zhì)參數(shù)值，將所述各水質(zhì)參數(shù)值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與信號(hào)變送單元相連，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 所述轉(zhuǎn)換電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連，用于將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水質(zhì)參數(shù)感知值； 所述存儲(chǔ)單元與轉(zhuǎn)換電路相連，用于存儲(chǔ)所述水質(zhì)參數(shù)感知值； 所述LED顯示屏與存儲(chǔ)單元相連,用于顯示水質(zhì)感知單元感知的水質(zhì)參數(shù)值； 所述LED顯示屏還與數(shù)據(jù)通信單元相連，用于顯示數(shù)據(jù)通信單元接收的消息； 所述數(shù)據(jù)通信單元與存儲(chǔ)單元相連，包括wifi模塊、以太網(wǎng)模塊、Zigbee模塊和3G/GPRS模塊，用于發(fā)送各水質(zhì)參數(shù)值并接收消息； 所述本地總線單元與存儲(chǔ)單元相連，用于將感知的水質(zhì)參數(shù)值通過(guò)有線方式進(jìn)行傳輸拷貝； 所述電源適配單元與其他單元相連，用于完成不同輸入電壓的轉(zhuǎn)換適配，為其他單元提供電源； 所述水質(zhì)感知單元由水溫探頭、PH值探頭、溶解氧探頭、電導(dǎo)率探頭、濁度探頭和流速探頭組成； 所述水質(zhì)取樣單元由采水管、微型蠕動(dòng)泵和水樣儲(chǔ)存瓶組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述采水管的吸嘴緊靠所述各探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述電源適配單元支持220V交流電和太陽(yáng)能電池供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述采水管單次采樣量為10-500ml，吸程小于5米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述采水管連續(xù)取樣最小間隔為2分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述水樣儲(chǔ)存瓶的個(gè)數(shù)最多為10個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括超聲波清洗元件，用于在各探頭對(duì)水質(zhì)進(jìn)行感知前和感知中對(duì)各探頭進(jìn)行清洗。
【文檔編號(hào)】G01N35/00GK203949926SQ201420229423
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】郝鵬, 繆祎晟, 吳華瑞, 李飛飛, 馬為紅, 劉論 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心