一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站制造技术

本发明专利技术公开了一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，属于水质检测技术领域。本发明专利技术的浮标站包括浮标本体、探头井和翼摆，浮标本体的主体结构为内部中空、全密封式的圆柱筒身，探头井内置水质检测探头，探头井和翼摆的重量相同，探头井和翼摆呈均匀对称的方式可拆卸固定于圆柱筒身的外侧。本发明专利技术的翼摆安装在浮标本体侧面吃水线的下方，和等重的探头井配合，保持浮标本体的平衡，通过设置翼摆的摆动幅度，让翼摆朝向水流方向，当洪水冲击时，水流、风向急剧变化，翼摆受作用力与反作用力影响，形成阻力，防止浮标本体移动和旋转，增强稳定性，保持平衡和方向，解决了现有技术中落差大的水体水质检测设备技术要求高、容易倾覆的问题。

A water quality on-line detection buoy station for a river with high drop limit water level

The invention discloses a water quality on-line detection buoy station for a river with high drop limit water level, which belongs to the technical field of water quality detection. The invention includes a buoy buoy body, probe wells and wing pendulum, the main structure for the buoy body is hollow, full sealed cylinder body, probe well built-in water detection probe, the probe and the weight of the same swing wing wells, wells and swing wing probe is symmetrical way can remove the outer fixed on the cylinder the cylinder body. The invention of the pendulum wing mounted below the waterline in the buoy and the lateral side of the body, such as heavy probe well matched, keep the buoy body balance, the swing set pendulum swing wing wing, let toward the direction of the water flow, when floods, water, dramatic changes in wind direction, force and anti swing wing by force the formation of resistance, prevent, and rotation, the buoy body to move to enhance the stability, balance and direction to solve the requirements of water quality testing equipment technical gap in the existing technology, the problem of high easy to overturn.

【技术实现步骤摘要】
一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站
本专利技术涉及水质检测
，尤其涉及一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站。
技术介绍
中国河流众多，源远流长，最著名的就有十大河流，如长江、黄河、珠江等等，每条主干河流上又分布成百上千的支流，这些支流贯穿广阔的农田、湖泊，众多的城市、乡村，每到一处都会面临污染和被污染水质的风险。近年来，伴随经济快速发展，城镇工业化程度提高以及人口密集，尤其工业比较集中的城市江段的污染依然相当严重，工业废水、城市污水的排放依然影响着若干江段、支流和湖泊的整体水质状况，甚至日趋严重，威胁了水土资源环境和人民生命健康的安全。全自动在线综合检测仪能有效精确监测到水质的实时状况，形成客观的数据、分析和比对，因此能有效及时起到监督、预警和防范的作用，为环境改善起到十分积极的意义。目前有两种可行的技术方案，一种是岸边固定庄监测站，其主要弊端在于：1.选址难度大，建设周期长，施工成本大；2.受管路滋生的微生物影响，经过长距离输送采集的水样，溶解氧、浊度等参数易发生变化，导致结构缺乏代表性，数据不准确；3.采样点过于固定，代表性不强，对工作环境要求极高；4.监测仪器很难随着水位的巨大落差完成监测任务；5.后期维护难度大，成本高。另一种是用于海洋、大湖泊的大型航标站，特点在于：1.结构庞大，成本高；2.常用于10米及以上深水区环境。而城市江段的河流水位随季节变换巨大，从洪水期十几米至干枯期零点几米之间，水位变化不定，洪水期水流速度大，冲击破坏力强，水底乱石嶙峋，环境复杂。因此，对现有的技术方案和常规的浮标体结构及系统提出了更高的技术要求。经检索，中国专利申请，公开号：CN105092810A，公开日：2015年11月25日，公开了一种智能多参数监测浮标装置，包括用于将整个所述浮标装置浮于水面上的浮标设备、用于对水质进行监测的水质监测设备、用于实现水质监测设备与岸基主站端的数据传输及定位的通讯设备和提供电力的供电设备；该专利技术采用嵌入式、低功耗设计，减小仪表舱和浮标整体体积；采用智能运行模式，实现水质定时、连续或指定监测；采用智能电量管理，实现太阳能供电系统有效运行；采用多种模式、互为备用的通讯模式，提高数据实时性，降低失去联系的风险；采用带自清洗装置的传感器，综合多种信息进行智能分析判断，最大限度降低现场维护量；通过电、声、光等多种方式，对浮标进行综合保护，降低和预防海洋环境、渔业活动等对浮标造成安全影响。但该专利技术能够应用于平稳的水体，用于落差变化较大的水体时，容易发生倾覆而导致检测失败。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术中存在落差大的水体水质检测设备技术要求高、容易倾覆的问题，本专利技术提供了一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站。充分利用探头井和翼摆以及圆柱筒身的配合作用，达到避免整体倾覆并能准确取样的目的。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，包括浮标本体、探头井和翼摆，浮标本体的主体结构为内部中空、全密封式的圆柱筒身，所述探头井内置水质检测探头，探头井和翼摆的重量相同，探头井和翼摆呈均匀对称的方式可拆卸固定于圆柱筒身的外侧。现有技术常规的浮标体在受到洪水或河水猛烈冲击时，由于受到外力的冲击，浮标体会猛烈打转，重心不稳甚至倾翻，安全受到威胁，仪器仪表遭到破坏，整个监测系统就面临崩溃，造成严重损失。本专利技术翼摆安装在浮标本体侧面吃水线的下方，和等重的探头井配合，保持浮标本体的平衡，通过设置翼摆的摆动幅度，让翼摆朝向水流方向，当洪水冲击时，水流、风向急剧变化，翼摆受作用力与反作用力影响，形成阻力，防止浮标本体移动和旋转，增强稳定性，保持平衡和方向，对探头井起到保护作用，而且还保证了实时的取样检测。进一步的技术方案，圆柱筒身为上端呈平面且中间开孔、下端呈椭圆形、中间呈圆柱的桶状结构，上端开孔处固定有立井，方便通过立井在圆桶内部取放内置物，下端固定有底座，使桶体的重心降低，产生不倒翁的效果；所述翼摆通过圆柱筒身外壁固定的翼摆固定座固定；所述翼摆固定座为上下配合设置的2个，各包括可拆卸固定于圆柱筒身外壁的固定片、垂直固定于固定片外表面的翼摆限幅齿和固定于翼摆限幅齿内的套环；所述翼摆的固定端为摆动环，2个套环和摆动环通过销轴串在一起，形成翼摆的摆动机构，可以调节摆动幅度，根据水体的流速进行相应的调整。进一步的技术方案，翼摆为楔形；所述翼摆限幅齿为左右对称配合设置的2个，2齿之间形成翼摆的摆动幅度。基于“楔形效应”的作用建立运动力学性能和几何形状的模型，创建应用模型，将翼摆根据水体流速设计成适宜的摆幅的结构。进一步的技术方案，翼摆的摆动幅度为20～40°；所述翼摆为翼摆a或翼摆b或翼摆c，所述翼摆a为普通无杆船桨状，翼摆b为尾翼末端为两个凸出的棱角、中间凹圆弧状；所述翼摆c为尾翼末端为两个凸出的棱角、中间平直、后端倾斜状，根据水体的流速以及其它复杂因素选择相应的摆动幅度和形状，进一步保证浮标本体的稳定性。进一步的技术方案，立井直插入圆柱筒身的内部的底端，形成环状腔，可以保持整体重心的稳定性，避免重心由于摇晃而侧移；所述底座包括圆管、固定与圆管上部的环形配重以及和圆管的底部可拆卸连接的下法兰，下法兰可设计成方环形，以增大支撑面使浮标本体平稳着地，不会陷于污泥中，保证了设备的自身安全和水质监测的连续性；环形配重起到进一步降低浮标本体重心的作用；所述圆管的顶端和圆柱筒身的弧形桶底固定连接。进一步的技术方案，圆管的周壁洞穿有均匀分布的腰孔；所述底座为升降式，通过下法兰和上下位置不同的腰孔的可拆卸固定实现升降，根据水位高度调节升降，当水位很浅时探头井里面的探头可能会露出水面而无法检测到水质参数，导致信号接收平台无法获取当前的水质状况。进一步的技术方案，摆动环和销轴上均洞穿有定位孔，水体平稳时，可以定位翼摆的摆动角度；所述探头井为2个以上，和翼摆在圆柱筒身的外壁呈均布结构，以增加数据采集量，并可以备用。进一步的技术方案，圆柱筒身上部固定有多功能支架；在多功能支架的上部中心处设置支架平台，所述支架平台上固定有安全机构，以规避过往的船只、人员或动物。进一步的技术方案，还包括系留机构，所述系留机构包括锚链和沉块，所述圆柱筒身的底端面均匀固定有吊耳，所述锚链的一端和吊耳连接，另一端与沉块连接，以进一步保持整体的稳定性，避免本体移动。进一步的技术方案，所述圆柱筒身的内部还固定有通过导线或数据线连接的控制器、蓄电池和数采仪；所述安全机构为航标灯；所述数采仪和探头井内置的水质检测探头通过导线连接并采集检测数据后存储。航标灯能在夜晚和雾天发出远距离可识信号，警示附近的过往的船只或人员提供危险警告。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，相较于现有技术常规的浮标体，本专利技术翼摆安装在浮标本体侧面吃水线的下方，和等重的探头井配合，保持浮标本体的平衡，通过设置翼摆的摆动幅度，让翼摆朝向水流方向，当洪水冲击时，水流、风向急剧变化，翼摆受作用力与反作用力影响，形成阻力，防止浮标本体移动和旋转，增强稳定性，保持平衡和方向，对探头井起到保护作用，而且还保证了实时的取样检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，包括浮标本体(1)、探头井(2)和翼摆(3)，其特征在于：所述浮标本体(1)的主体结构为内部中空、全密封式的圆柱筒身(11)，所述探头井(2)内置水质检测探头，探头井(2)和翼摆(3)的重量相同，探头井(2)和翼摆(3)呈均匀对称的方式可拆卸固定于圆柱筒身(11)的外侧；所述翼摆(3)固定于浮标本体(1)侧面吃水线的下方。

【技术特征摘要】
1.一种高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，包括浮标本体(1)、探头井(2)和翼摆(3)，其特征在于：所述浮标本体(1)的主体结构为内部中空、全密封式的圆柱筒身(11)，所述探头井(2)内置水质检测探头，探头井(2)和翼摆(3)的重量相同，探头井(2)和翼摆(3)呈均匀对称的方式可拆卸固定于圆柱筒身(11)的外侧；所述翼摆(3)固定于浮标本体(1)侧面吃水线的下方。2.根据权利要求1所述的高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，其特征在于：所述圆柱筒身(11)为上端呈平面且中间开孔、下端呈椭圆形、中间呈圆柱的桶状结构，上端开孔处固定有立井(15)，下端固定有底座(7)；所述翼摆(3)通过圆柱筒身(11)外壁固定的翼摆固定座(13)固定；所述翼摆固定座(13)为上下配合设置的2个，各包括可拆卸固定于圆柱筒身(11)外壁的固定片(131)、垂直固定于固定片(131)外表面的翼摆限幅齿(133)和固定于翼摆限幅齿(133)内的套环(134)；所述翼摆(3)的固定端为摆动环(135)，2个套环(134)和摆动环(135)通过销轴(132)串在一起，形成翼摆(3)的摆动机构。3.根据权利要求2所述的高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，其特征在于：所述翼摆(3)为楔形；所述翼摆限幅齿(133)为左右对称配合设置的2个，2齿之间形成翼摆(3)的摆动幅度。4.根据权利要求3所述的高落差极限水位河流的水质在线检测浮标站，其特征在于：所述翼摆(3)的摆动幅度为20～40°；所述翼摆(3)为翼摆a(31)或翼摆b(32)或翼摆c(33)，所述翼摆a(31)为普通无杆船桨状，翼摆b(32)为尾翼末端为两个凸出的棱角、中间凹圆弧状；所述翼摆c(33)为尾翼末端为两个凸出的棱角、中间平直、后端倾斜状。5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云鸽，储岳海，储岳喜，王智慧，王慎，刘泽明，张娟，唐胜卫，
申请(专利权)人：马鞍山市桓泰环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34