循环水养殖多参数巡回检测取样方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种循环水养殖多参数巡回检测取样方法与装置，在多个鱼塘的正上方设置轨道，并在轨道的两边挡板安装多组激光发射器和光电接收器，利用MCU控制系统采集光电接收器信号控制小车在鱼塘的中央上方停留后，MCU控制系统控制取样装置下降至鱼塘水面，并通过抽水器实现水样的定量抽取后依次注入相应的样品杯中，直到所有鱼塘取样完成后由检测人员统一检测，整个巡回取样过程由MCU控制系统控制，能够实现一套取样装置对多个鱼塘进行巡回自动取样，提高了水产养殖的自动化水平，有效降低劳动强度与人力成本。

【技术实现步骤摘要】
循环水养殖多参数巡回检测取样方法与装置
本专利技术涉及鱼塘水质检测领域，特别是一种循环水养殖的水质参数检测取样方法与装置。
技术介绍
鱼塘水是鱼类赖以生存的外部环境，鱼塘水质量的优劣决定着水产产量的高低。因此，为能够及时掌握鱼塘水质变化、提前做出应对措施，有效规避养殖风险、提高水产量，对水质参数进行检测显得非常重要。一般对鱼塘水质的检测参数主要有：pH值、温度、溶解氧、亚硝酸盐及氨氮等。目前，对pH值、温度、溶解氧等参数的检测已能够实现自动化在线检测；但是，对于亚硝酸盐、氨氮等参数的检测分为人工检测与自动检测，其中人工检测即由专业技术人员用相应的仪器在实验室中完成，该方法所使用仪器虽然相对便宜，但是需要人工采集各个鱼塘的水样后再进行分析且耗时长；而自动检测就是利用自动检测仪器直接对水样检测，但是该方法所使用的仪器价格高，对于大规模水产养殖来说，无法在每个鱼塘都安装该设备，只能依靠人工使用该设备对各个鱼塘进行依次检测，同样耗费人力。综上所述，无论是人工检测还是自动检测，都需要依靠人工对各鱼塘进行取样，而且对鱼塘中央水的取样比较繁琐；为能够及时掌握鱼塘水质变化，提高鱼产量，需要工作人员每天对多个鱼塘进行多次取样与测定，不可避免地增加了劳动强度，从而增加了养殖成本。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本专利技术提出一种循环水养殖多参数巡回检测取样方法与装置，实现一套取样装置对多个鱼塘进行巡回自动取样和多参数巡回检测，提高水产养殖的自动化水平，有效降低劳动强度与人力成本。本专利技术循环水养殖多参数巡回检测取样装置采用的技术方案是：包括位于N个鱼塘正上方的轨道和位于轨道上方的小车，轨道左端设有前后水平布置的第一电机，第一电机与第二转动轴连接，第二转动轴上设有第一齿轮；轨道右端设有前后水平布置的第一转动轴，第一转动轴上设有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮之间通过链条相连，链条之间连接小车，小车底部是车轮；在车轮的正前后方有间隔地设有分别位于N个鱼塘的中心正上方的N对激光发射器和光电接收器组；小车车身上方是车箱，车箱内部设有第二电机和第二控制电路盒；第二电机左右水平放置且电机轴上装有滚线筒，滚线筒上缠绕吊绳，吊绳经定滑轮后其下端连接取样盒，取样盒内部设有第三电机、直线步进电机、抽水器、样品杯、转盘以及第四电机；左右水平放置的第三电机的电机轴连接滚线筒，滚线筒上缠绕钩绳，钩绳下端连接垂直的直线步进电机，直线步进电机下方连接圆柱形抽水器，抽水器底部中心处设置有抽水器口；在抽水器正下方且取样盒的底部中心处开有抽水孔，在抽水器的右侧下方放置转盘，转盘上等角度有间隔地放置样品杯，每相邻的两个样品杯中间的转盘上设有转盘孔；转盘的底部中间与垂直的第四电机的电机轴相连，第四电机固定在取样盒的底部；抽水孔的左侧设有从取样盒的底部垂直向下伸出的两个电极；第一控制电路盒中有第一MCU控制系统，第一MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接N对激光发射器和光电接收器组、第一电机以及第一无线模块；第二控制电路盒中有第二MCU控制系统，第二MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接第二电机、第三电机、第四电机、直线步进电机、第一电极、第二电极以及第二无线模块，第二无线模块与第一无线模块之间进行信息传递。本专利技术循环水养殖多参数巡回检测取样方法采用的技术方案是：包括以下步骤：1）小车处于最左侧的初始位置处，第一MCU控制系统控制第一电机正转，带动第一齿轮转动并通过链条带动第二齿轮转动，从而带动小车向右移动；2）当小车移动到鱼塘的中心正上方处时的中心位置时，车轮遮挡住对应的一对激光发射器和光电接收器组，第一MCU控制系统关闭第一电机，小车停止移动；3）第一MCU控制系统通过第一无线模块发送取样指令给第二MCU控制系统的第二无线模块，由第二MCU控制系统控制第二电机正转，使吊绳带着取样盒下降；同时第二MCU控制系统不断采集第二电极的输入信号，判断第二电极是否已接触到鱼塘的水面。若已接触，则第二MCU控制系统控制第二电机停止转动，若未接触，则第二MCU控制系统继续控制第二电机正转直到已接触为止；4）第二MCU控制系统控制第三电机正转，抽水器向下移动到达水下，关闭第三电机；5）第二MCU控制系统控制直线步进电机正转，使抽水器内部形成负压吸入水样品，再控制直线步进电机停止转动；6）第二MCU控制系统控制第三电机反转，抽水器向上移动使抽水器返回到初始位置，关闭第三电机；7）第二MCU控制系统控制第四电机正转，带动转盘逆时针转动，使抽水器口对准样品杯的正中心，第四电机停止转动；8）第二MCU控制系统控制直线步进电机反转，将水样品从抽水器中注入到样品杯中，控制直线步进电机停止转动，结束排水；9）第二MCU控制系统控制第四电机正转，带动转盘逆时针转动，使抽水器口对准转盘孔50的正中心，第四电机停止转动；10）第二MCU控制系统控制第二电机反转，吊绳带着取样盒上升；第二MCU控制系统关闭第二电机，通过第二无线模块发送完成取样指令给第一MCU控制系统；11）第一MCU控制系统继续控制第一电机正转，使小车继续向右移动，并重复上述步骤2）～10），直至所有鱼塘的水样全部取完；12）第一MCU控制系统控制第一电机反转，小车向左移动，第一MCU控制系统采集完N对激光发射器和光电接收器组的信号时，小车回到初始位置处，第一电机停止转动，第一轮取样结束；13）从取样盒中取出全部样品杯进行水质检测后将全部的样品杯重新放入取样盒后继续下一轮取样。本专利技术与已有方法和技术相比，具有如下优点：1、本专利技术通过在多个鱼塘的正上方设置轨道，并在轨道的两边挡板安装多组激光发射器和光电接收器，利用MCU控制系统采集光电接收器信号控制小车在鱼塘的中央上方停留后，MCU控制系统控制取样装置下降至鱼塘水面，并通过抽水器实现水样的定量抽取后依次注入相应的样品杯中，直到所有鱼塘取样完成后由检测人员统一检测，整个巡回取样过程由MCU控制系统控制，能够实现一套取样装置对多个鱼塘进行巡回自动取样，在一定程度上提高了水产养殖的自动化水平，有效降低劳动强度与人力成本。2、本专利技术通过在轨道的前后挡板内壁分别安装多组激光发射器与光电接收器，各组激光发射器与光电接收器对应着各鱼塘中心的正上方，通过MCU控制系统采集光电接收器的信号，从而能够有效控制小车停留在鱼塘中心的正上方，以保证每次取样点的一致性。3、本专利技术通过在取样盒底部安装有第一电极与第二电极构成的水位开关，其中第一电极通电，通过MCU控制系统采集第二电极电信号，当第一电极与第二电极同时接触到水面时，第一电极与第二电极之间便构成回路，由MCU控制系统采集到第二电极的电信号后便控制取样盒停止下降后控制抽水器下降一定的距离，从而有效确保在水面下固定距离进行抽水。4、本专利技术设计一种转盘，并在转盘上等角度间隔设置样品杯与转盘孔，并通过MCU控制系统控制电机转动，从而带动转盘转动。抽取水样时，MCU控制系统精确控制电机转动次数，使转盘孔中心对准抽水器口；当需要将水样注入到样品杯时，MCU控制系统继续精确控制电机转动次数，使样品杯中心对准抽水器口49，从而能够实现多个鱼塘水样的获取与存放。5、本专利技术采用注射器的设计理念，通过MCU控制系统控制直线步进电机，使得直线步进电机的螺杆带动橡胶活塞上下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环水养殖多参数巡回检测取样装置，包括位于N个鱼塘（4）正上方的轨道（7）和位于轨道（7）上方的小车（8），其特征是：轨道（7）左端设有前后水平布置的第一电机（24），第一电机（24）与第二转动轴（38）连接，第二转动轴（38）上设有第一齿轮（2）；轨道（7）右端设有前后水平布置的第一转动轴（36），第一转动轴（36）上设有第二齿轮（3），第一齿轮（2）和第二齿轮（3）之间通过链条（5）相连，链条（5）之间连接小车（8），小车（8）底部是车轮（9）；在车轮（9）的正前后方有间隔地设有分别位于N个鱼塘（4）的中心正上方的N对激光发射器和光电接收器组；小车（8）车身上方是车箱（10），车箱（10）内部设有第二电机（25）和第二控制电路盒（33）；第二电机（25）左右水平放置且电机轴上装有滚线筒（32），滚线筒（32）上缠绕吊绳（12），吊绳（12）经定滑轮（30）后其下端连接取样盒（11），取样盒（11）内部设有第三电机（44）、直线步进电机（46）、抽水器（48）、样品杯（51）、转盘（52）以及第四电机（57）；左右水平放置的第三电机（44）的电机轴连接滚线筒（32），滚线筒（32）上缠绕钩绳（65），钩绳（65）下端连接垂直的直线步进电机（46），直线步进电机（46）下方连接圆柱形抽水器（48），抽水器（48）底部中心处设置有抽水器口（49）；在抽水器（48）正下方且取样盒（11）的底部中心处开有抽水孔（55），在抽水器（48）的右侧下方放置转盘（52），转盘（52）上等角度有间隔地放置样品杯（51），每相邻的两个样品杯（51）中间的转盘（52）上设有转盘孔（50）；转盘（52）的底部中间与垂直的第四电机（57）的电机轴相连，第四电机（57）固定在取样盒（11）的底部；抽水孔（55）的左侧设有从取样盒（11）的底部垂直向下伸出的两个电极；第一控制电路盒（23）中有第一MCU控制系统，第一MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接N对激光发射器和光电接收器组、第一电机（24）以及第一无线模块；第二控制电路盒（33）中有第二MCU控制系统，第二MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接第二电机（25）、第三电机（44）、第四电机（57）、直线步进电机（46）、第一电极（54）、第二电极（62）以及第二无线模块，第二无线模块与第一无线模块之间进行信息传递。...

【技术特征摘要】
1.一种循环水养殖多参数巡回检测取样装置，包括位于N个鱼塘（4）正上方的轨道（7）和位于轨道（7）上方的小车（8），其特征是：轨道（7）左端设有前后水平布置的第一电机（24），第一电机（24）与第二转动轴（38）连接，第二转动轴（38）上设有第一齿轮（2）；轨道（7）右端设有前后水平布置的第一转动轴（36），第一转动轴（36）上设有第二齿轮（3），第一齿轮（2）和第二齿轮（3）之间通过链条（5）相连，链条（5）之间连接小车（8），小车（8）底部是车轮（9）；在车轮（9）的正前后方有间隔地设有分别位于N个鱼塘（4）的中心正上方的N对激光发射器和光电接收器组；小车（8）车身上方是车箱（10），车箱（10）内部设有第二电机（25）和第二控制电路盒（33）；第二电机（25）左右水平放置且电机轴上装有滚线筒（32），滚线筒（32）上缠绕吊绳（12），吊绳（12）经定滑轮（30）后其下端连接取样盒（11），取样盒（11）内部设有第三电机（44）、直线步进电机（46）、抽水器（48）、样品杯（51）、转盘（52）以及第四电机（57）；左右水平放置的第三电机（44）的电机轴连接滚线筒（32），滚线筒（32）上缠绕钩绳（65），钩绳（65）下端连接垂直的直线步进电机（46），直线步进电机（46）下方连接圆柱形抽水器（48），抽水器（48）底部中心处设置有抽水器口（49）；在抽水器（48）正下方且取样盒（11）的底部中心处开有抽水孔（55），在抽水器（48）的右侧下方放置转盘（52），转盘（52）上等角度有间隔地放置样品杯（51），每相邻的两个样品杯（51）中间的转盘（52）上设有转盘孔（50）；转盘（52）的底部中间与垂直的第四电机（57）的电机轴相连，第四电机（57）固定在取样盒（11）的底部；抽水孔（55）的左侧设有从取样盒（11）的底部垂直向下伸出的两个电极；第一控制电路盒（23）中有第一MCU控制系统，第一MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接N对激光发射器和光电接收器组、第一电机（24）以及第一无线模块；第二控制电路盒（33）中有第二MCU控制系统，第二MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接第二电机（25）、第三电机（44）、第四电机（57）、直线步进电机（46）、第一电极（54）、第二电极（62）以及第二无线模块，第二无线模块与第一无线模块之间进行信息传递。2.根据权利要求1所述循环水养殖多参数巡回检测取样装置，其特征是：抽水器（48）包括外壳、螺杆（58）和位于外壳内的橡胶活塞（59）、螺杆头（61）；螺杆（58）上端从直线步进电机（46）顶部伸出，螺杆（58）下端伸入外壳内且固定连接直径大于螺杆（58）直径的圆柱形螺杆头（61），螺杆头（61）插入橡胶活塞（59）正中心，橡胶活塞（59）的外径与抽水器（48）的内径相等且两者密封。3.根据权利要求1所述循环水养殖多参数巡回检测取样装置，其特征是：小车（8）车身下的前后两侧分别对称焊接滚珠轴承（42），车轮（9）两侧设有与车轮（9）固定连接的车轮夹板（40），转动轮轴（41）底部与车轮夹板（40）顶部中心处焊接在一起且转动轮轴（41）的顶部紧密嵌入滚珠轴承（42）中。4.根据权利要求1所述循环水养殖多参数巡回检测取样装置，其特征是：轨道（7）是由前挡板（63）、后挡板（64）和中间的水平支撑板组成的U形结构，在轨道（7）靠近左右两端边缘处的水平支撑板的中心处分别设有一个齿轮孔（34），第一电机（24）固定在左端的齿轮孔（34）前侧与轨道（7）的前挡板（63）内侧之间；第二转动轴（38）后端设置滚动轴承（35），滚动轴承（35）固定在后挡板（64）内侧，第一齿轮（2）悬空于左端的齿轮孔（34）的中心正上方；第二齿轮（3）位于右端的齿轮孔（34）的中心正上方，第一齿轮（2）与第二齿轮（3）处于同一水平线，第一齿轮（2）、第二齿轮（3）和链条（5）都在轨道（7）的水平支撑板的中心处。5.根据权利要求4所述循环水养殖多参数巡回检测取样装置，其特征是：左端的齿轮孔（34）的右侧边缘处为小车（8）的初始位置，在初始位置处设有一对激光发射器和光电接收器组。6.根据权利要求4所述循环水养殖多参数巡回检测取样装置，其特征是：定滑轮（30）通过与小车（8）车身的前侧边缘焊接一体的滑轮支架（31）固定，轨道（7）的前挡板（63）的高度比后挡板（64）的高度低，前挡板（63）处于滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣标，王小格，董荣伟，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32