一种基于ZIGBEE无线通信技术的便携型PH复合电极装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于ZIGBEE无线通信技术的便携型PH复合电极装置，包括供电模块、中央控制模块，PH值采集模块、无线通信模块、电极保养模块和清水采集模块。无线通信模块包括zigbee模块，PH值采集模块采集到的数据通过该模块无线传输至控制室；电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器21、浊度传感器7、KCL标准样液池8、排污水泵9，浊度传感器7用于检测KCL标准样液池8内的标准样液受污染程度，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵9工作，排出KCL标准样液池8内废液，位于KCL标准样液池8上方的KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液；本发明专利技术可以长期监测大片水域。

Portable PH composite electrode device based on ZIGBEE wireless communication technology

The invention relates to a portable type PH composite electrode device based on ZIGBEE wireless communication technology, including the power supply module, central control module, pH acquisition module, wireless communication module, the electrode and water collection module and maintenance module. The wireless communication module includes ZigBee module, pH acquisition module the data collected by the wireless transmission module to the control room; the electrode maintenance module, including a solenoid valve of KCL liquid container 21, turbidity sensor 7, KCL standard sample pool 8, sewage pump 9, turbidity sensor 7 for the detection of KCL standard solution in the pool of 8 standard sample liquid pollution and control center module in turbidity reached the threshold, control of the sewage pump 9, discharge of KCL standard sample pool 8 in wastewater, the electromagnetic valve is located in the KCL standard sample pool above 8 KCL of liquid container 21 at the bottom of the opening, the release of KCL liquid; the invention can the long-term monitoring of a large body of water.

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZIGBEE无线通信技术的便携型PH复合电极装置
该专利技术涉及海水PH值监测领域，尤其涉及对装置中PH复合电极的清洁与保养。
技术介绍
水是人类社会的宝贵资源,分布于海洋,江,河,湖和地下水及冰川共同构成的地球水圈中。估计地球上存在的总水量中海水占97.3％,淡水仅占2.7％。水是人类赖以生存的主要物质之一,随着世界人口的增长和工农业生产的发展,用水量也在日益增加，而由于人类的生活和生产活动,将大量未经处理的生活污水,工业废水,及其他废弃物往往直接排入环境水体,造成海洋水质污染。对海水水质的实时监测可探知受污染水体的位置，从而对海洋受污染水域进行清洁、处理，以免造成巨大的经济损失。PH值是海水水质监测过程中是最重要的指标之一，同时，海水水质监测是一个长期连续的过程。在长期的监测过程中，数据的采集、收发等活动都会消耗大量的电能，监测装置能量的可持续供应则面临一个巨大的挑战。并且，现有PH复合电极如果长时间浸泡在海水中，电极前端玻璃球泡表面容易被海水中的杂质覆盖，堵塞氢离子通道，会影响对海水PH值数据采集的准确性。同时，传统PH复合电极采集到的PH信息均需通过有线方式传至主机，降低了使用灵活度。现有PH复合电极使用后均需进行人工清洗、保养等操作，人工完成该操作费时费力。会对海水水质的监测过程造成不便。而海水水质的数据具有极强的时效性，监测人员得到海水数据的时间越快越好。ZigBee技术传输的数据量比较小，具有功耗低、成本低、时延短等优良特性，使得整个装置的工作时间更长，有利于对海水水质的长期监测。就此看来，一种靠ZigBee实时数据传输，携带方便、可反复充电且具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种携带方便、可反复充电且具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置，以满足海洋环境下水质长期监测的需要。本专利技术的技术方案如下：一种基于ZIGBEE无线通信技术的便携型PH复合电极装置，包括供电模块、中央控制模块，PH值采集模块、无线通信模块、电极保养模块和清水采集模块，其中，PH值采集模块包括机械臂1、固定于机械臂1前端的PH复合电极22、待测溶液池12、进样水泵11、排样水泵10、冲洗水泵19，其中，进样水泵11用于将海水抽吸入待测溶液池12，排样水泵10用于将海水排出待测液体池12；机械臂1用于将PH复合电极22置于待测液体池12内或将其抬高，PH复合电极22测得PH值传输至中央控制模块，在中央控制模块的控制下，冲洗水泵抽吸抽吸清水并对抬高的PH复合电极22进行清洗，经过清洗的PH复合电极22被移至电极保养模块的KCL标准样液池8中；无线通信模块包括zigbee模块，PH值采集模块采集到的数据通过该模块无线传输至控制室；电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器21、浊度传感器7、KCL标准样液池8、排污水泵9，浊度传感器7用于检测KCL标准样液池8内的标准样液受污染程度，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵9工作，排出KCL标准样液池8内废液，位于KCL标准样液池8上方的KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液；清水采集模块包括导热硅胶16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位计13、进水泵14、调节水泵15和冷凝板20，进水泵14用于抽吸海水进入蓄海水池17；导热硅胶16的主体作为蓄海水池17的侧壁，与其内海水直接接触；导热硅胶16还与太阳能光伏板2连接，用于吸收热量；蓄海水池17的上部斜向固定有冷凝板20，冷凝板20将蒸发的海水凝结为液体，并将凝结的液体引流入蓄清水池18中；液位计13用于监测蓄清水池18内水量，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在清水量达到最大阈值后，调节水泵15开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，；当清水达到最小阈值，进水泵14工作；供电模块包括充电接口2和蓄电池4，通过充电接口2为蓄电池4充电，保证整个系统的供能。附图说明图1为传感器装置箱体的剖面图图2为PH复合电极清洁与保养的细节图图3为该装置的原理框图图4为全过程的流程图1、机械臂；2、充电接口；3、ZigBee通信模块；4、中央控制模块；5、蓄电池；6、泡沫；7、浊度传感器；8、KCL标准样液池；9、10、11、14、15、19、均为水泵(未画出水管)；12、待测液体池13、液位计；16、导热硅胶；17、蓄海水池；18、蓄清水池；20、金属制成的冷凝板；21、带有电磁阀门的KCL补充液容器；22、PH复合电极。具体实施方式图1是PH复合电极装置的结构示意图，一种充能简便并且具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置，包括供电模块，中央控制模块，PH值采集模块、无线通信模块、电极保养模块和清水采集模块。下面将结合附图对本专利技术的具体实施方式进一步详细说明。如图1，供电模块包括充电接口2和蓄电池4。通过充电接口2为蓄电池4充电，保证整个系统的供能。需采集海水PH值数据时，由作业船只携带其到待测海域，将改装置放入海中对海水PH进行监测。监测作业完成后，由作业船只将PH复合电极装置收回，为装置进行再次充电以备下次使用。如图1所示，PH值采集模块包括机械臂1、PH复合电极22、待测溶液池12、水泵10、水泵11、水泵19。PH复合电极22由机械臂1控制进入待测液体池12，水泵11工作，海水进入待测液体池12，测得PH值传输至中央控制模块5。水泵10工作，排出海水。机械臂1将PH复合电极抬高，水泵19工作，引出清水冲洗复合电极。机械臂1再将PH复合电极22移至KCL标准样液池8中。完成对PH复合电极的保养。如图1所示，通信模块包括ZigBee通信模块3，该模块获取PH值采集模块所采集的PH值数据后，将收集的数据及时发往监测人员处。实现海水PH值的实时数据传输。如图2，为电极保养模块细节图，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器21、浊度传感器7、KCL标准样液池8、水泵9。海水中含微生物，水藻，工业废液等杂质，浊度传感器7即可检测标准样液受污染程度。浊度达到阈值时，KCL标准液已被污染，须更换。水泵9工作，排出废液。KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液。实现了KCL标准液的更新。如图1，右侧清水采集模块包括导热硅胶16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位计13、水泵14、水泵15和冷凝板20。水泵14工作，海水进入蓄海水池17。导热硅胶16收集顶部太阳照射带来的热量并传导至蓄海水池17，海水蒸发，遇冷凝板20凝结为液体，由于冷凝板20倾斜，具有引流作用，凝结的清水流入蓄清水池18中。液位计13监测水量，清水量达到最大阈值后，水泵15开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，确保海水不会在箱体内结晶和污染。当清水达到最小阈值，水泵14工作，重复上述过程。如图3所示，该装置通过充电接口为供电模块提供电能，中央控制模块控制机械臂运作，利用PH复合电极收集待测海域PH值信息，将信息通过中央控制模块进行处理，并存储于数据存储模块中；利用浊度传感器和液位计收集数据，上传至中央控制模块分析KCL标准样液污染度和清水量是否达到阈值，并控制水泵和电磁阀门及时做出反应，完成了清水的自动采集和KCL溶液的自动更换，实现PH复合电极装置的自动清洗与保养。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZIGBEE无线通信技术的便携型PH复合电极装置，包括供电模块、中央控制模块，PH值采集模块、无线通信模块、电极保养模块和清水采集模块。其中，PH值采集模块包括机械臂(1)、固定于机械臂(1)前端的PH复合电极(22)、待测溶液池(12)、进样水泵(11)、排样水泵(10)、冲洗水泵(19)，其中，进样水泵(11)用于将海水抽吸入待测溶液池(12)，排样水泵(10)用于将海水排出待测液体池(12)；机械臂(1)用于将PH复合电极(22)置于待测液体池(12)内或将其抬高，PH复合电极(22)测得PH值传输至中央控制模块，在中央控制模块的控制下，冲洗水泵抽吸抽吸清水并对抬高的PH复合电极(22)进行清洗，经过清洗的PH复合电极(22)被移至电极保养模块的KCL标准样液池(8)中；无线通信模块包括zigbee模块，PH值采集模块采集到的数据通过该模块无线传输至控制室；电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器(21)、浊度传感器(7)、KCL标准样液池(8)、排污水泵(9)，浊度传感器(7)用于检测KCL标准样液池(8)内的标准样液受污染程度，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵(9)工作，排出KCL标准样液池(8)内废液，位于KCL标准样液池(8)上方的KCL补充液容器(21)底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液；清水采集模块包括导热硅胶(16)、蓄海水池(17)、蓄清水池(18)、液位计(13)、进水泵(14)、调节水泵(15)和冷凝板(20)，进水泵(14)用于抽吸海水进入蓄海水池(17)；导热硅胶(16)的主体作为蓄海水池(17)的侧壁，与其内海水直接接触；导热硅胶(16)还与太阳能光伏板(2)连接，用于吸收热量；蓄海水池(17)的上部斜向固定有冷凝板(20)，冷凝板(20)将蒸发的海水凝结为液体，并将凝结的液体引流入蓄清水池(18)中；液位计(13)用于监测蓄清水池(18)内水量，其采集的信息被送入中心控制模块，中心控制模块在清水量达到最大阈值后，调节水泵(15)开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，；当清水达到最小阈值，进水泵(14)工作；供电模块包括充电接口(2)和蓄电池(4)，通过充电接口(2)为蓄电池(4)充电，保证整个系统的供能。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ZIGBEE无线通信技术的便携型PH复合电极装置，包括供电模块、中央控制模块，PH值采集模块、无线通信模块、电极保养模块和清水采集模块。其中，PH值采集模块包括机械臂(1)、固定于机械臂(1)前端的PH复合电极(22)、待测溶液池(12)、进样水泵(11)、排样水泵(10)、冲洗水泵(19)，其中，进样水泵(11)用于将海水抽吸入待测溶液池(12)，排样水泵(10)用于将海水排出待测液体池(12)；机械臂(1)用于将PH复合电极(22)置于待测液体池(12)内或将其抬高，PH复合电极(22)测得PH值传输至中央控制模块，在中央控制模块的控制下，冲洗水泵抽吸抽吸清水并对抬高的PH复合电极(22)进行清洗，经过清洗的PH复合电极(22)被移至电极保养模块的KCL标准样液池(8)中；无线通信模块包括zigbee模块，PH值采集模块采集到的数据通过该模块无线传输至控制室；电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器(21)、浊度传感器(7)、KCL标准样液池(8)、排污水泵(9)，浊度传感器(7)用于检测KCL标准样液池(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹强，苏奇，曹宇文，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12