分布式水质自动监测装置、监测船及监测方法与流程

本发明涉及一种水质监测领域，尤其是涉及一种分布式水质自动监测装置、监测船及监测方法。

背景技术：

现有对水质的采样，一种是通过人工用采样瓶进行手动采样，一种是通过自动采样器进行采样。其中人工采样，由于效率低，一般仅用于临时性的采样，并且也逐步被淘汰，更多的是采用自动采样。

此外，采样结束后对于水质的检测则一般采用两种方式，一是可以在现场进行检测，二是在采样完成后，人工把采样样本送至实验室进行指标分析。其中，人工送样由于不如现场检测的效率高，也逐步是例行常态化的定点监测领域淘汰。

例如中国专利cn110596200a公开了一种地下水分层采样检测装置及检测方法，属于水质分析技术领域，地下水分层采样检测装置包括流通池、流通池的进水口管路连通的取样泵、设置在流通池内部的水质传感器以及与取样泵以及水质传感器均电性连接的控制器；流通池上还设置有排水口以及的检测出水口，检测出水口设置在流通池的中部。排水口与进水口处均设置有电磁阀，多个电磁阀与控制器均电性连接。上述监测装置通过取样泵可以方便的对指定水层进行取样，也就是可以自动对水样进行采集和分析。

但是上述检测装置仍然存在以下问题：1)取样泵升降引导采用刚性结构，因此下沉的深度有限，下沉深度过深时，成本巨大。2)缺少对于采样器筒体的清洗，若长期使用，一些泥沙的残留会影响检测精度，因此其并不能很好地适用于定点长期监测。3)无法对于湖面或者江面的中央或者不同位置不同深度的水体进行采样。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的下沉的深度有限以及因采样器筒体中残留杂质而导致检测结果不准确的缺陷而提供一种分布式水质自动监测装置、监测船及监测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种分布式水质自动监测装置，包括：

采样器筒体，其上设有多个分别用于连接各水质传感器的采样口，底部设有排水阀；

潜水泵和用于控制潜水泵在水体中深度的升降模块，该潜水泵通过取样管路经由进水阀连接至采样器筒体；

控制器，分别潜水泵和各传感器连接；

其特征在于，还包括：

清洗模块，输入端连接自来水供水管网，输出端连接至采样器筒体，用于清洗采样器筒体；

所述潜水泵中设有水深传感器，所述升降模块包括卷管机和用于驱动卷管机转动的驱动电机，所述取样管路的一部分绕设于卷管机上，并随卷管机的转动上升或下降。

所述清洗模块包括自来水清洗机构和压缩空气吹扫机构，所述自来水清洗机构的输入端连接自来水供水管网，输出端连接至采样器筒体，所述压缩空气吹扫机构的输入端连接至压缩空气源，输出端连接至采样器筒体。

所述取样管路上还设有采样阀，该采样阀的输出端连接进水阀的输入端，所述自来水清洗机构包括自来水进水阀、自来水清洗阀和喷淋头，所述喷淋头设于采样器筒体内的顶部，所述自来水进水阀的输入端连接至自来水供水管网，输出端分别连接至喷淋头和自来水清洗阀的输入端，所述自来水清洗阀的输出端连接至进水阀的输入端。

所述压缩空气吹扫机构包括压缩空气进气阀，该压缩空气进气阀输入端连接至压缩空气源，输出端连接至进水阀的输入端。

所述采样口至少包括ph采样口、cod采样口、氨氮采样口和总磷采样口。

所述监测装置还包括蓄水槽，该蓄水槽的输入端连接至排水阀的输出端，输出端通过排水口将所蓄的水排放至水源。

一种含有上述的监测装置的监测系统，包括监测装置和智能终端，所述监测装置的控制器与该智能终端连接。

一种含有上述的监测装置的监测船，包括船体和所述监测装置，该监测装置搭载于所述船体上。

一种如上述的监测装置的监测方法，包括：

步骤s1：导入需要采用的多个采样深度，并选择第一个深度；

步骤s2：控制潜水泵到选择的深度；

步骤s3：打开采样阀、进水阀、潜水泵和排水阀，将管道中积留的水引流到采样器筒体中并排出；

步骤s4：关闭排水阀，当采样器筒体中液位达到工作液位时关闭采样阀，进水阀和潜水泵，并进行采样分析；

步骤s5：选择下一个深度，并返回步骤s2，直至对所有的深度完成监测。

步骤s6：打开自来水进水阀、自来水清洗阀和进水阀对采样器筒体进行清洗；

步骤s7：打开排水阀，进行冲洗；

步骤s8：关闭自来水进水阀和自来水清洗阀，并开启压缩空气进气阀，进行清洗，并在清洗完成后关闭压缩空气进气阀、进水阀和排水阀。

蓄水槽中水在所有深度的水样检测完后一并放空。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)通过卷管机的形式来升降潜水泵，无需采用硬管连接，从而可以在占用同样空间的情况下，有更长的水管，下潜更深，另外由于配置清洗模块，可以对采样器筒体进行清洗，避免因杂质残留导致检测精度下降。

2)通过自来水和压缩空气双重清洗，提高清洗效果。

3)两种清洗模块共用一部分管路，降低空间占用。

4)蓄水槽的存在，可以避免检测过程中，排放的水混在水源中，导致测量不准确。

5)通过船体的方式，可以实现对湖面或者江面任一位置不同深度的水体进行监测。

6)配置了智能终端，便于查看和控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为监测系统的结构示意图；

其中：1、自来水进水阀，2、自来水清洗阀，3、压缩空气进气阀，4、采样阀，5、卷管机，6、潜水泵，7、喷淋头，8、采样器筒体，9、ph采样口，10、cod采样口，11、氨氮采样口，12、总磷采样口，13、排水阀，14、进水阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种分布式水质自动监测装置，如图1所示，包括：

采样器筒体8，其上设有多个分别用于连接各水质传感器的采样口，底部设有排水阀13；

潜水泵6和用于控制潜水泵6在水体中深度的升降模块，该潜水泵6通过取样管路经由进水阀14连接至采样器筒体8；

控制器，分别潜水泵6和各传感器连接；

其特征在于，还包括：

清洗模块，输入端连接自来水供水管网，输出端连接至采样器筒体8，用于清洗采样器筒体8；

潜水泵6中设有水深传感器，升降模块包括卷管机5和用于驱动卷管机5转动的驱动电机，取样管路的一部分绕设于卷管机5上，并随卷管机5的转动上升或下降，卷管机5与控制器连接，由控制器控制实现正反转分别对应于上升和下降。

清洗模块包括自来水清洗机构和压缩空气吹扫机构，自来水清洗机构的输入端连接自来水供水管网，输出端连接至采样器筒体8，压缩空气吹扫机构的输入端连接至压缩空气源，输出端连接至采样器筒体8。

取样管路上还设有采样阀4，该采样阀4的输出端连接进水阀14的输入端，自来水清洗机构包括自来水进水阀1、自来水清洗阀2和喷淋头7，喷淋头7设于采样器筒体8内的顶部，自来水进水阀1的输入端连接至自来水供水管网，输出端分别连接至喷淋头7和自来水清洗阀2的输入端，自来水清洗阀2的输出端连接至进水阀14的输入端。

压缩空气吹扫机构包括压缩空气进气阀3，该压缩空气进气阀3输入端连接至压缩空气源，输出端连接至进水阀14的输入端。

采样口至少包括ph采样口9、cod采样口10、氨氮采样口11和总磷采样口12。

监测装置还包括蓄水槽，该蓄水槽的输入端连接至排水阀13的输出端，输出端通过排水口将所蓄的水排放至水源。

本申请可以搭载在船体上，得到一种监测船。

此外，可以通过结合监测装置和智能终端得到监测系统，监测装置的控制器与该智能终端连接。具体的，如图2所示，智能终端可以是pc端或者手机端，并通过服务器与各监测装置连接。

对应的监测方法，包括：

步骤s1：导入需要采用的多个采样深度，并选择第一个深度；

步骤s2：控制潜水泵6到选择的深度；

步骤s3：打开采样阀4、进水阀14、潜水泵6和排水阀13，将管道中积留的水引流到采样器筒体8中并排出；

步骤s4：关闭排水阀13，当采样器筒体8中液位达到工作液位时关闭采样阀4，进水阀14和潜水泵6，并进行采样分析；

步骤s5：选择下一个深度，并返回步骤s2，直至对所有的深度完成监测。

步骤s6：打开自来水进水阀1、自来水清洗阀2和进水阀14对采样器筒体8进行清洗；

步骤s7：打开排水阀13，进行冲洗；

步骤s8：关闭自来水进水阀1和自来水清洗阀2，并开启压缩空气进气阀3，进行清洗，并在清洗完成后关闭压缩空气进气阀3、进水阀14和排水阀13。

蓄水槽中水在所有深度的水样检测完后一并放空。

除了上述用途之外，本申请监测装置也可以应用于集水井的采样和过滤冲洗，也能取得较好的效果。

控制卷管机5的正转或反转，实现潜水泵6上升或者下降，从而对不同深度的水进行采样。

本实施例中，控制器通过4g模块将数据传输至服务器，服务器进行数据采集、分析、存储，通过手机端和电脑端进行查询和显示。