一种水利工程用河流水质检测取样设备及方法与流程

1.本发明属于水利工程检测技术领域，具体涉及一种水利工程用河流水质检测取样设备及方法。


背景技术：

2.水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程。为了保护水生动物，近年来环保、农业部门以及各类环保组织要求拦河坝必须修建鱼道。鱼道是供鱼类洄游的通道，由于人类活动破坏了鱼类洄游的通道而采取的补救措施；天气干燥时，鱼道内的水位会下降，为了使鱼类能够顺畅在鱼道内洄游需要对鱼道进行补水，目前一般是将河流水输入鱼道内进行补水，而由于鱼类对水质有要求，如此需要对输入鱼道内的河流水进行检测，看河流水是否符合鱼类的要求，在对河流水进行检测之前需要对河流水进行取样。
3.为此，公开号为cn108801699b的专利说明书中公开了一种水利工程用河流水质检测取样设备，包括有底板、收集箱、支撑板、活塞缸、第一单向阀、输液管、喷头、第二单向阀、软管、活塞块、第一轴承座等；底板上右侧放置有收集箱，底板上侧中部连接有支撑板，支撑板左侧下方连接有活塞缸，活塞缸下侧右方连接有第一单向阀。该取样设备的滤网深入河流内的不同深度，能够对不同深度的河流水进行取样，从而能够提高河流水检测准确度，棘轮与锥块的设置能够间接对河流水进行取样。
4.但是这种水利工程用河流水质检测取样设备在使用过程中存在不足之处，一是取样设备的移动便捷性较差，检测取样的位置不能根据需要进行快速调整；二是取样设备构造复杂，不适合作为长期的取样设备进行定期水质检测取样；三是其不能检测的水质样品快速运输至检测设备进行实时分析，导致水质样品在较长的转运过程中出现参数变化，影响检测结果的可靠性。因此，需要对其结构进行优化改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种替代人工且便于运输水利工程用河流水质检测取样设备及方法。
6.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：本发明提供一种水利工程用河流水质检测取样设备，其特征在于包括：生态水坝，所述生态水坝包括墩体座、侧板座和折流座，所述墩体座共有两个且对称设置在库区水口处，所述墩体座对应库区一侧的背水面固定有侧板座，两个所述侧板座之间交错固定有折流座，相邻两个所述折流座之间形成有鱼道；直线导轨，所述直线导轨并排安装在同一侧板座上相邻的两个折流座上，所述直线导轨由滑轨和滑座构成；水质检测取样机构，所述水质检测取样机构包括活动梁板、抽吸泵、外置抽吸管、抽吸组件、抽吸高度切换驱动组件和防护组件，所述活动梁板的两端分别与两个直线导轨
中的滑座固定；所述活动梁板上安装有抽吸泵、外置抽吸管和抽吸组件，所述活动梁板位于抽吸组件的外侧安装有抽吸高度切换驱动组件和防护组件；水质检测单元，所述水质检测单元固定在墩体座或侧板座的外壁，所述抽吸组件收取的水样经安装在折流座上的导流管与水质检测单元的检测管路连通。
7.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述折流座的上端面由靠内的水平面部和靠外的倾斜部构成，所述倾斜部与水平面部之间的夹角为150~170度，所述直线导轨的滑轨固定安装在折流座的倾斜部上侧。
8.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述抽吸组件包括旋转密封座、主抽吸安装套、支抽吸安装套和堵头，所述主抽吸安装套的底端和堵头之间安装有至少一个支抽吸安装套，所述主抽吸安装套、支抽吸安装套的外侧设有抽吸口且抽吸口的内端连接有内置抽吸管的一端，所述内置抽吸管能够经旋转密封座的旋转依次与外置抽吸管进行连通。
9.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述旋转密封座的内部设有中心导流道、连通流道、偏心流道和密封端板，所述中心导流通道的一端与外置抽吸管连通，另一端经连通流道与偏心流道连通，所述密封端板与主抽吸安装套的上端固定，且板体中嵌入安装有呈圆形阵列分布的通孔，所述通孔的数量与所对应抽吸组件中内置抽吸管的数量相等，所述内置抽吸管的另一端与对应通孔的上端面平齐。
10.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述抽吸高度切换驱动组件包括切换电机、驱动齿轮和从动齿圈，所述切换电机的转轴上固定有驱动齿轮，所述旋转密封座的外侧固定有从动齿圈，所述驱动齿轮与从动齿圈相互啮合。
11.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述防护组件包括防护管，所述防护管的顶端通过筋板与活动梁板的底侧固定连接，所述防护管的管体均布有抽吸微孔。
12.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述活动梁板位于抽吸组件、防护组件之间安装有清理组件，所述清理组件包括清理电机、皮带轮和清理管，所述清理电机固定安装在活动梁板的底侧，所述清理电机的输出轴通过皮带轮与清理管的顶端进行传动连接，所述清理管的外壁安装有用于对抽吸微孔进行清理的清理刷，所述清理管上开设有导流通孔。
13.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述水质检测单元包含ph检测模块、亚硝酸盐检测模块、氨氮检测模块、溶解氧检测模块中的至少一种。
14.进一步地，上述水利工程用河流水质检测取样设备中，所述生态水坝上安装有光伏发电单元、蓄电池、控制器和无线收发单元，所述光伏发电单元能够对蓄电池进行充电，所述蓄电池为水质检测单元、控制器、无线收发单元和各动力部件提供电能，所述控制器与直线导轨、抽吸泵、水质检测单元、无线收发单元和各个动力电机进行连接，所述控制器通过无线收发单元与后台监测中心进行无线通信。
15.一种水利工程用河流水质检测取样方法，基于如上所述的水利工程用河流水质检测取样设备实现，包括如下步骤：1）通过直线导轨带动水质检测取样机构位移至第一个取样点；2）水质检测取样机构中抽吸组件利用抽吸高度切换驱动组件来进行抽吸高度的
切换，每完成一次切换后，利用抽吸泵进行水质检测取样，实现同一取样点不能高度的分层取样；3）再通过直线导轨带动水质检测取样机构位移至下一个取样点，重复步骤2）；4）重复步骤3）直至所有的取样点均完成取样；5）水质检测单元对水样进行自动检测。
16.本发明的有益效果是：1、本发明提供的水利工程用河流水质检测取样设备结构设计合理，其以具有鱼道的生态水坝作为载体安装有直线导轨、水质检测取样机构和水质检测单元，水质检测取样机构利用直线导轨可快速调整取样位置，利用自身的抽吸高度切换驱动组件实现同一取样位置的分层取样。
17.2、本发明提供的水质检测取样机构的构造简单，适合作为长期的取样设备进行定期水质检测取样，水样利用管路系统可及时导入至水质检测单元进行相关的检测，有效避免水样在较长的转运过程中出现参数变化，保障检测结果的可靠性。
18.3、本发明提供的水质检测单元采用自动检测，配合光伏发电单元、蓄电池、控制器和无线收发单元等构成的控制组件，能够保持与后台监测中心进行无线通信，实现自动化无人监测。
19.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明的俯视结构示意图；图3为图1中局部的结构放大示意图；图4为本发明中水质检测取样机构的主视结构示意图；图5为本发明中水质检测取样机构的立体结构示意图；图6为本发明中抽吸组件的结构示意图；图7为本发明抽吸组件中支抽吸安装套、堵头的结构示意图；图8为本发明中旋转密封座的结构示意图；图9为本发明中内置抽吸管在密封端板上的位置分布示意图；图10为本发明中抽吸高度切换驱动组件的结构示意图；图11为本发明中防护组件的结构示意图；图12为本发明实施例二中清理组件的结构示意图；图13为本发明实施例三的控制原理框图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-墩体座，2-侧板座，3-折流座，301-水平面部，302-倾斜部，4-鱼道，5-滑轨，6-滑座，7-活动梁板，8-抽吸泵，9-外置抽吸管，10-抽吸组件，101-旋转密封座，102-主抽吸安装
套，103-支抽吸安装套，104-堵头，105-抽吸口，106-中心导流道，107-连通流道，108-偏心流道，109-密封端板，110-内置抽吸管，11-防护组件，111-防护管，112-抽吸微孔，113-筋板，12-抽吸高度切换驱动组件，121-切换电机，122-驱动齿轮，123-从动齿圈，13-清理电机，14-皮带轮，15-清理管，151-清理刷，152-导流通孔，16-导流管，17-水质检测单元，18-光伏发电单元，19-蓄电池，20-控制器，21-无线收发单元，22-后台监测中心。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例一如图1~图11所示，本实施例为一种水利工程用河流水质检测取样设备，包括生态水坝、直线导轨、水质检测取样机构和水质检测单元。
24.本实施例中，生态水坝包括墩体座1、侧板座2和折流座3，墩体座1共有两个且对称设置在库区水口处，墩体座1对应库区一侧的背水面固定有侧板座2，两个侧板座2之间交错固定有折流座3。相邻两个折流座3之间形成有鱼道4。折流座3的上端面由靠内的水平面部301和靠外的倾斜部302构成，倾斜部302与水平面部301之间的夹角为150~170度。
25.本实施例中，直线导轨并排安装在同一侧板座2上相邻的两个折流座3上，直线导轨由滑轨5和滑座6构成，直线导轨的滑轨5固定安装在折流座3的倾斜部302上侧。
26.本实施例中，水质检测取样机构包括活动梁板7、抽吸泵8、外置抽吸管9、抽吸组件10、抽吸高度切换驱动组件12和防护组件11，活动梁板7呈l形，活动梁板7的两端分别与两个直线导轨中的滑座6固定。活动梁板7上安装有抽吸泵8、外置抽吸管9和抽吸组件10，活动梁板7位于抽吸组件10的外侧安装有抽吸高度切换驱动组件12和防护组件11。
27.本实施例中，水质检测单元17固定在墩体座1或侧板座2的外壁，抽吸组件10收取的水样经抽吸泵8、外置抽吸管9、安装在折流座3上的导流管16与水质检测单元17的检测管路连通。水质检测单元17包含ph检测模块、亚硝酸盐检测模块、氨氮检测模块、溶解氧检测模块中的至少一种，检测模块均能够自动检测，可根据实际需要进行增减。导流管16为能够进行伸缩的伸缩管，这样当水质检测取样机构位移时，抽吸组件10与导流管16依然能够进行良好的连通。活动梁板7靠近端部设有便于穿设固定外置抽吸管9的穿设通道。
28.本实施例中，抽吸组件10包括旋转密封座101、主抽吸安装套102、支抽吸安装套103和堵头104，主抽吸安装套102的底端和堵头104之间安装有至少一个支抽吸安装套103，主抽吸安装套102、支抽吸安装套103的外侧设有抽吸口105且抽吸口105的内端连接有内置抽吸管110的一端，内置抽吸管110能够经旋转密封座101的旋转依次与外置抽吸管9进行连通。旋转密封座101的内部设有中心导流道106、连通流道107、偏心流道108和密封端板109，中心导流通道106的一端与外置抽吸管9连通，另一端经连通流道107与偏心流道108连通，密封端板与109主抽吸安装套的上端固定，且板体中嵌入安装有呈圆形阵列分布的通孔，通孔的数量与所对应抽吸组件10中内置抽吸管110的数量相等，内置抽吸管110的另一端与对应通孔的上端面平齐。外置抽吸管9、密封端板109及主抽吸安装套102的位置保持固定，可
通过稳定支架进行加固。偏心流道108随着所在旋转密封座101的旋转，且位置发生变化，通过控制旋转角度即可实现“依次与各个通孔内的内置抽吸管110连通”，当其中一个内置抽吸管110连通时，其余内置抽吸管110会被旋转密封座101完全封堵。外置抽吸管9、主抽吸安装套102与旋转密封座101连接处。
29.本实施例中，抽吸高度切换驱动组件12包括切换电机121、驱动齿轮122和从动齿圈123，切换电机121的转轴上固定有驱动齿轮122，旋转密封座101的外侧固定有从动齿圈123，驱动齿轮122与从动齿圈123相互啮合。
30.本实施例中，防护组件11包括防护管111，防护管111的顶端通过筋板113与活动梁板7的底侧固定连接，防护管111的管体均布有抽吸微孔112，抽吸微孔112的设计是为了防止杂物将抽吸口105封堵。
31.本实施例提供一种水利工程用河流水质检测取样方法，包括如下步骤：1）通过直线导轨带动水质检测取样机构位移至第一个取样点；2）水质检测取样机构中抽吸组件10利用抽吸高度切换驱动组件12来进行抽吸高度的切换，每完成一次切换后，利用抽吸泵进行水质检测取样，实现同一取样点不能高度的分层取样；3）再通过直线导轨带动水质检测取样机构位移至下一个取样点，重复步骤2）；4）重复步骤3）直至所有的取样点均完成取样；5）水质检测单元17对水样进行自动检测。
32.实施例二本实施例在实施例一的基础上进行改进，活动梁板7位于抽吸组件10、防护组件11之间安装有清理组件，如图12所示，清理组件包括清理电机13、皮带轮14和清理管15，清理管15的外径小于防护管111的内径，清理管15的内径大于主抽吸安装套102的外径。
33.清理电机13固定安装在活动梁板7的底侧，清理电机13的输出轴通过皮带轮14与清理管15的顶端进行传动连接，清理管15的外壁安装有用于对抽吸微孔112进行清理的清理刷151，清理管15上开设有导流通孔152。
34.实施例三本实施例在实施例一的基础上进行改进，生态水坝上安装有光伏发电单元18、蓄电池19、控制器20和无线收发单元21，光伏发电单元18能够对蓄电池19进行充电，蓄电池19为水质检测单元17、控制器20、无线收发单元21和各动力部件提供电能，控制器20与直线导轨、抽吸泵8、水质检测单元17、无线收发单元21和各个动力电机进行连接，控制器20通过无线收发单元21与后台监测中心22进行无线通信。
35.本实施例提供一种水利工程用河流水质检测取样方法，包括如下步骤：1）通过直线导轨带动水质检测取样机构位移至第一个取样点；2）水质检测取样机构中抽吸组件10利用抽吸高度切换驱动组件来进行抽吸高度的切换，每完成一次切换后，利用抽吸泵进行水质检测取样，实现同一取样点不能高度的分层取样；3）再通过直线导轨带动水质检测取样机构位移至下一个取样点，重复步骤2）；4）重复步骤3）直至所有的取样点均完成取样；5）水质检测单元17对水样进行自动检测，检测结果由控制器20通过无线收发单元
21实时发送给后台监测中心22，实现自动化无人监测。
36.以上公开的本发明优选实施例只是利于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。