一种复杂多变水体的水质持续在线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂多变水体的水质持续在线检测方法，属于水质检测技术领域。本发明专利技术的检测方法，通过定位→平衡→持续供电→检测→数据采集的步骤，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。解决了现有技术中复杂多变的水体水质检测设备技术要求高、容易倾覆的问题。

A continuous online detection method for water quality in complex and changeable water bodies

The invention discloses a water quality continuous on-line detection method of complex and changeable water body, which belongs to the technical field of water quality detection. The detecting method of the invention, by positioning, balance, power supply, data acquisition, continuous detection steps, wing mounted below the waterline on the swing side of the buoy body, and probe well heavy, keep the buoy body balance, the swing set pendulum swing wing wing, let toward the direction of the water flow, when the flood the impact of water flow, and dramatic changes in wind direction, the wing swing influenced by force and counterforce forming resistance, prevent rotation and buoy body to move to enhance the stability, balance and direction, to protect the probe well, but also to ensure the real-time sampling and testing. It has solved the problems of high technical requirements and easy overturning of the complex and changeable water quality testing equipment in the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
一种复杂多变水体的水质持续在线检测方法
本专利技术涉及水质检测
，尤其涉及一种复杂多变水体的水质持续在线检测方法。
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，复杂多变。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。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。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复杂多变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复杂多变水体的水质持续在线检测方法。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：一种复杂多变水体的水质持续在线检测方法，步骤为：步骤一、定位：选择待检水体的检测区域，通过系留机构将浮标站定位于待检水体的待检区域；步骤二、配重：通过调节配重机构的重量，使探头井的底部和翼摆悬浮于浮标本体侧面吃水线的下方；步骤三、平衡：翼摆和等重的探头井配合，保持浮标本体的整体平衡，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；步骤四、持续供电：通过太阳能发电机构和蓄电池的配合作用，对数采仪持续供电；步骤五、检测：探头井内的水质检测探头对由检测孔进入的河水进行在线检测，并将数据传递给数采仪存储；步骤六、数据采集：定期打捞浮标站，取出数采仪内的存储模块，并通过上位机读取数据；浮标站包括浮标本体、探头井、翼摆、太阳能发电机构和系留机构，其中：所述浮标本体的主体结构为内部中空、全密封式的圆柱筒身，所述圆柱筒身上部固定有多功能支架，多功能支架的上部固定有太阳能发电机构，圆柱筒身的内部还固定有通过导线或数据线连接的蓄电池和数采仪；所述太阳能发电机构和蓄电池通过导线连接，能保证浮标站持续的工作状态；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；所述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；所述翼摆固定于浮标本体侧面吃水线的下方。系留机构包括锚链和底沉块，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，另一端与底沉块连接，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，所述步骤二中还包括配重的步骤：通过调节配重机构的重量，使探头井的底部和翼摆悬浮于浮标本体侧面吃水线的下方；所述圆柱筒身为上端呈平面且中间开孔、下端呈椭圆形的桶状结构，上端开孔处固定有立井，下端固定有配重机构，方便通过立井在圆桶内部取放内置物，下端固定有配重机构，使桶体的重心降低，产生不倒翁的效果；所述翼摆为翼摆，并通过圆柱筒身外壁固定的翼摆固定座固定，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；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；所述配重机构包括圆管、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；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；所述配重机构为升降式，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。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复杂多变水体的水质持续在线检测方法，其特征在于，步骤为：步骤一、定位：选择待检水体的检测区域，通过系留机构(8)将浮标站定位于待检水体的待检区域；步骤二、平衡：翼摆(3)和等重的探头井(2)配合，保持浮标本体(1)的整体平衡，通过设置翼摆(3)的摆动幅度，让翼摆(3)朝向水流方向，当洪水冲击时，水流、风向急剧变化，翼摆(3)受作用力与反作用力影响，形成阻力，防止浮标本体(1)移动和旋转，增强稳定性，保持平衡；步骤三、持续供电：通过太阳能发电机构(6)和蓄电池(10)的配合作用，对数采仪持续供电；步骤四、检测：探头井(2)内的水质检测探头对由检测孔(21)进入的河水进行在线检测，并将数据传递给数采仪存储；步骤五、数据采集：定期打捞浮标站，取出数采仪内的存储模块，并通过上位机读取数据；所述浮标站包括浮标本体(1)、探头井(2)、翼摆(3)、太阳能发电机构(6)和系留机构(8)，其中：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)，所述圆柱筒身(11)上部固定有多功能支架(4)，多功能支架(4)的上部固定有太阳能发电机构(6)，圆柱筒身(11)的内部还固定有通过导线或数据线连接的蓄电池(10)和数采仪；所述太阳能发电机构(6)和蓄电池(10)通过导线连接；所述数采仪和探头井(2)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；所述探头井(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；所述系留机构(8)包括锚链(81)和底沉块(83)；所述圆柱筒身(11)的底端面均匀固定有吊耳(122)，所述锚链(81)的一端和吊耳(122)连接，另一端与底沉块(83)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种复杂多变水体的水质持续在线检测方法，其特征在于，步骤为：步骤一、定位：选择待检水体的检测区域，通过系留机构(8)将浮标站定位于待检水体的待检区域；步骤二、平衡：翼摆(3)和等重的探头井(2)配合，保持浮标本体(1)的整体平衡，通过设置翼摆(3)的摆动幅度，让翼摆(3)朝向水流方向，当洪水冲击时，水流、风向急剧变化，翼摆(3)受作用力与反作用力影响，形成阻力，防止浮标本体(1)移动和旋转，增强稳定性，保持平衡；步骤三、持续供电：通过太阳能发电机构(6)和蓄电池(10)的配合作用，对数采仪持续供电；步骤四、检测：探头井(2)内的水质检测探头对由检测孔(21)进入的河水进行在线检测，并将数据传递给数采仪存储；步骤五、数据采集：定期打捞浮标站，取出数采仪内的存储模块，并通过上位机读取数据；所述浮标站包括浮标本体(1)、探头井(2)、翼摆(3)、太阳能发电机构(6)和系留机构(8)，其中：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)，所述圆柱筒身(11)上部固定有多功能支架(4)，多功能支架(4)的上部固定有太阳能发电机构(6)，圆柱筒身(11)的内部还固定有通过导线或数据线连接的蓄电池(10)和数采仪；所述太阳能发电机构(6)和蓄电池(10)通过导线连接；所述数采仪和探头井(2)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；所述探头井(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；所述系留机构(8)包括锚链(81)和底沉块(83)；所述圆柱筒身(11)的底端面均匀固定有吊耳(122)，所述锚链(81)的一端和吊耳(122)连接，另一端与底沉块(83)连接。2.根据权利要求1所述的复杂多变水体的水质持续在线检测方法，其特征在于：所述步骤二中还包括配重的步骤：通过调节配重机构(7)的重量，使探头井(2)的底部和翼摆(3)悬浮于浮标本体(1)侧面吃水线的下方；所述圆柱筒身(11)为上端呈平面且中间开孔、下端呈椭圆形的桶状结构，上端开孔处固定有立井(15)，下端固定有配重机构(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(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云鸽，储岳喜，储岳海，张娟，王慎，刘泽明，王智慧，谢涛，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