一种高集成的潜入式水质自动监测站的制作方法

1.本实用新型涉及水质检测技术领域，尤其是一种高集成的潜入式水质自动监测站。


背景技术：

2.目前，水质自动监测站被国内外广泛用于江河、湖库、海洋等地表水区域，以实现在线水质分析和大规模水环境自动监测。目前，现有技术中的水质自动监测站综合了水质监测参数化学需氧量(cod)、生物需氧量(bod)、高锰酸盐指数(cdomn)、总磷(tp)和总氮(tn)以及常规监测参数氨氮(nh3
‑
n)、溶解氧(do)、酸碱度(ph)、浊度(tb)和电导率(cd)，上述指标被各国政府采用为评价地表水污染情况的主要水质分析指标。
3.由于综合性水质监测参数包含了多种类型的水体化学成分的贡献，因此，其含量分析难以用单一的电化学方法来实现，常用的测定方法是化学分析方法，这导致此类水质监测参数的自动监测设备结构复杂、体积庞大、监测参数单一，并需配备沉淀、过滤等水样预处理系统和化学试剂废液回收处理系统才能正常工作。
4.另外，传统的水质自动监测站需建于专门设计的较大占地面积陆上站房中，配以功率较大的水泵和长度较大的输水管道，将水样从监测现场引入水样预处理系统。此类水质监测站迄今为止是国内外地表水污染自动监测站的主流形式，但由于其造价高昂、施工困难、维护复杂、难以用于大面积水域离岸较远处的实时水质监测，从而阻碍其作为基础构件组成大规模水环境自动监测网络。
5.因此，急需要提出一种结构简单、占用面积小的高集成的潜入式水质自动监测站。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高集成的潜入式水质自动监测站，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种高集成的潜入式水质自动监测站，包括光学法测量组件和电化学法测量组件，以及与光学法测量组件和电化学法测量组件连接的数据集成处理与传输组件；
8.所述数据集成处理与传输组件内设置有依次连接的控制板、控制信号集成板和驱动集成板；所述驱动集成板连接有超声波驱动板、usb转换器、信号输入8路、gprs通讯模块、外部信号输出模块、电源输入模块、电化学采集模块、激光器和氘钨灯；所述超声波驱动板连接有一切换器；所述切换器连接有光能换能器和电化学换能器；所述usb转换器连接有一tec驱动器；所述tec驱动器连接有温度探头和热电制冷片；所述gprs通讯模块连接有一天线；所述外部信号输出模块连接有信号输出rtu和信号输出usb；
9.所述电化学采集模块连接有ph传感器、do传感器、sd传感器和氨氮传感器。
10.进一步地，所述驱动集成板还连接有清洗驱动板和漏水探头。
11.进一步地，所述光学法测量组件包括全波段吸收光谱探测器、多维荧光发射光谱探测器和拉曼散射光谱探测器。
12.进一步地，所述电化学法测量组件包括离子选择性膜电极、金属基指示电极、光敏电极和温敏电极。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
14.(1)本实用新型巧妙地集成了光学法测量组件、电化学法测量组件和数据集成处理与传输组件，光学法测量组件、电化学法测量组件和数据集成处理与传输组件均可独立快速组装/拆卸更换，并具有防水密封性能；组装构成的高集成潜入式水质自动监测站可以在浮台支持下，以潜入式方式整体直接置于水质测量现场水平面以下，长期实时监测水质状况。
15.(2)本实用新型巧妙地设置了全波段吸收光谱探测器、多维荧光发射光谱探测器和拉曼散射光谱探测器，用于联合测定化学需氧量(cod)、生化需氧量(bod)、高锰酸盐指数(cod
mn
)、总磷(tp)和总氮(tn)等涵盖多种化学成分的综合性水质分析参数。
16.(3)本实用新型通过设置电化学法测量组件，以实现氨氮(nh3‑
n)、溶解氧(do)、酸碱度(ph)、浊度(tb)和电导率(cd)等单一化学成分/物理量的常规水质分析参数的测定；
17.综上所述，本实用新型具有结构简单、占用面积小等优点，在水质检测技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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相关的附图。
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型的组件间连接端面示意图。
21.图3为本实用新型的组件信号连接框图。
22.图4为本实用新型的控制原理图。
23.上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
24.1、光学法测量组件；2、电化学法测量组件；3、数据集成处理与传输组件； 4、全波段吸收光谱探测器；5、多维荧光发射光谱探测器；6、拉曼散射光谱探测器；7、离子选择性膜电极；8、金属基指示电极；9、光敏电极；10、温敏电极；11、o型圈；12、数据处理模块；13、远程通讯模块。
具体实施方式
25.为使本技术的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.实施例
27.如图1至图4所示，本实施例提供了一种高集成的潜入式水质自动监测站，其包括光学法测量组件和电化学法测量组件，以及与光学法测量组件和电化学法测量组件连接的
数据集成处理与传输组件。本实施例是基于结构的改进，并未对软件程序进行改进，在此就不予赘述。
28.本实施例由光学法测量组件1、电化学法测量组件2和数据集成处理与传输组件3三大部分组成，光学法测量组件1用于测量涵盖多种化学成分的综合性水质分析参数；电化学法测量组件2用于测量单一化学成分/物理量的常规水质分析参数；数据集成处理与传输组件3用于对来自光学法测量组件1和电化学法测量组件2的测量数据进行噪声过滤、信号补偿、合规性检查、超限报警、数据压缩等后期处理，然后通过远程无线通讯方式上传到远端服务器。主要用于江河、湖库、海洋等水区域的在线水质分析和大规模水环境自动监测网络。
29.光学法测量组件1和电化学法测量组件2在接收到程序发的监测指令后，对所在水域的水质进行监测，在同一时刻光学法测量组件1使用全波段吸收光谱探测器4、多维荧光发射光谱探测器5和拉曼散射光谱探测器6联合测定综合性水质监测参数化学需氧量(cod)、生物需氧量(bod)、高锰酸盐指数(cdo
mn
)、总磷(tp)和总氮(tn)，电化学法测量测量组件2使用离子选择性膜电极7、金属基指示电极8、光敏电极9和温敏电极10分别测定常规监测参数氨氮 (nh3‑
n)、溶解氧(do)、酸碱度(ph)、浊度(tb)和电导率(cd)，并一同将测量结果,传输到数据集成处理与传输组件3。数据集成处理与传输组件3使用数据处理模块12对来自光学法测量组件1和电化学法测量组件2的测量数据进行噪声过滤、信号补偿、合规性检查、超限报警、数据压缩等高端数据处理，随后将处理后的数据使用远程通讯模块13通过gprs远程无线通讯方式上传到远端服务器。
30.本实施例中，光学法测量组件1和电化学法测量组件2通过o型圈11卡压密封连接方式连接于数据集成处理与传输组件3。该连接方式易于安装，并能够在发生故障情况下独立地免工具快速拆卸替换，具有防水密封性能。
31.所述高集成潜入式水质自动监测站能够在浮台支持下，以潜入式的方式置入水质测量现场水面10m的深度。测量全过程无需化学试剂，能够实施对地表水污染进行监测预警。
32.上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。