本发明专利技术公开了一种地表水体监测装置，包括漂浮体，漂浮体顶壁上安装有一个支架，支架的顶端安装有第一平台，第一平台上安装有近水面监测组件；漂浮体顶壁开设有通孔，通孔中设置有一个伸缩组件；伸缩组件包括伸缩柱、三个液压杆和三个设备箱，伸缩柱滑动设置在通孔中，伸缩柱的上端安装有第二平台，伸缩柱的下部安装有水质监测组件；三个液压杆和三个设备箱分别绕伸缩柱的中心线，周向均匀的分布在伸缩柱的外围，每个设备箱均固定在漂浮体的顶壁上，每个液压杆的固定端分别铰接在对应的一个设备箱上，每个液压杆的伸缩杆和第二平台铰接；三个设备箱中，其中一个设备箱中安装有GPS定位器，所以公开了一种具有移动功能和定位功能的水体监测装置。的水体监测装置。的水体监测装置。
【技术实现步骤摘要】
一种地表水体监测装置
[0001]本专利技术属于水环境监测
，具体涉及一种地表水体监测装置。
技术介绍
[0002]水环境监测是以水环境为对象，运用技术手段，对水环境中的污染物及其有关组成成分进行定性、定量和系统的综合分析，以探索研究水环境质量的变化规律。
[0003]水环境监测通常包括近水面监测和水质监测，对近水面环境和水中环境进行监测，以此获得水质参数和近水面环境参数；目前水环境监测，通常依靠岸基水体监测站与难以移动的浮标型水体监测站进行监测，但无论是岸基水体监测站，还是浮标型水体监测站，均具有较大的局限性，比如监测站无法按照需求进行移动，无法针对突发水环境事件进行快速布设等问题；同时传统的水体监测设施不具备定位功能，当水体监测设施布设于野外水环境时，运维人员对于设施的位置信息不能实时掌控。
[0004]所以需要一种具有移动功能、定位功能、对近水面环境和水中环境能够实时监测的装置。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种地表水体监测装置，解决现有技术中监测站不能方便的移动和不具备定位功能的技术问题。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：
[0007]一种地表水体监测装置，包括能够在水中移动的漂浮体，漂浮体顶壁上安装有一个支架，支架的顶端安装有第一平台，第一平台上安装有近水面监测组件；漂浮体顶壁的中心位置沿竖直方向开设有一个通孔，通孔中滑动且密封设置有一个伸缩组件；伸缩组件包括伸缩柱、三个液压杆和三个设备箱，伸缩柱滑动且密封设置在通孔中，伸缩柱的上端安装有第二平台，第二平台位于漂浮体的上方，伸缩柱下部的外侧壁上安装有水质监测组件；三个液压杆和三个设备箱分别绕伸缩柱的中心线，周向均匀的分布在伸缩柱的外围，每个设备箱均固定在漂浮体的顶壁上，每个液压杆的固定端分别铰接在对应的一个设备箱上，每个液压杆的伸缩杆和第二平台铰接；三个设备箱中，其中一个设备箱中安装有GPS定位器。
[0008]通过设置漂浮体，一方面为整个装置提供足够的浮力，另一方面漂浮体具有移动功能，使整个监测装置能够在水体中移动；通过设置支架和第一平台，使近水面监测组件能够设置在距水面一定高度的第一平台上；通过设置伸缩组件，当需要对浅层水体进行水质监测时，三个液压杆同时收缩，使伸缩柱和水质监测组件同时向下移动并伸入水中，对浅层水体进行水质监测；结束对水体的监测时，三个液压杆同时伸展，使水质监测组件离开水体，伸缩柱的下端完全缩入通孔中，结束对水体的监测，同时当漂浮体需要移动时收起伸缩柱，避免漂浮体移动时，伸缩柱伸入水中给漂浮体带来较大的阻力；通过设置第二平台，使用者可以通过观察第二平台是否水平，判断三个液压杆的伸缩量是否同步，如果第二平台水平，则三个液压杆伸缩量相同，反之则不相同需要进行调整；通过设置GPS定位器，使监测
装置具有定位功能，当监测装置布设于野外水环境时，运维人员可以通过GPS定位器掌握整个装置的位置信息。
[0009]进一步的是，水质监测组件包括电导率传感器、叶绿素传感器、PH值传感器、水温传感器、溶解氧传感器和浊度传感器中的至少一种。
[0010]整个装置可以通过设置上述传感器，对水环境中的电导率、叶绿素、PH值、水温等参数进行实时监测，从而获取浅层水体中的水质信息，为探索研究水环境质量的变化规律提供依据。
[0011]进一步的是，近水面监测组件包括风速风向传感器和雨量传感器；风速风向传感器和雨量传感器均安装在第一平台上。
[0012]通过设置风速风向传感器和雨量传感器，可以对近水面的风向、风速和降雨时的将雨量进行监测，探索研究近水面环境对水环境质量变化规律的影响。
[0013]进一步的是，三个设备箱的顶板均能够打开或盖合，三个设备箱依次记为监测箱、控制箱和电源箱，监测箱中安装有气压传感器、温度传感器和湿度传感器，GPS定位器安装在控制箱中。
[0014]通过设置三个设备箱，一方面可以在设备箱上安装液压杆，另一方面可以在设备箱中设置需要防水的部件，如气压传感器、温度传感器、湿度传感器和GPS定位器。
[0015]进一步的是，第一平台上安装有太阳能电池板，电源箱中安装有能够给整个装置供电的蓄电池，蓄电池和太阳能电池板电性连接。
[0016]通过设置太阳能电池板，利用太阳能进行发电，并将电能储存在蓄电池中，蓄电池中一部分电能用于满足整个装置当下的用电需求；另一部分电能用于夜间或阴雨天的电力供应。
[0017]进一步的是，支架包括三根连接杆，三根连接杆绕伸缩柱的中心线，周向均匀的分布在伸缩柱的外围，每根连接杆的下端和漂浮体顶壁连接，每根连接杆的上端和第一平台连接；相邻两根连接杆，其下端之间的间距大于其上端之间的间距。
[0018]通过设置支架，用于支撑第一平台，使安装在第一平台上的近水面监测组件，安装在距水面一定高度的位置；通过使相邻两根连接杆，其下端之间的间距大于其上端之间的间距，使整个支架呈三角架结构，具有较强的稳定性。
[0019]进一步的是，漂浮体的外侧包覆有泡沫塑料，泡沫塑料的外侧包覆有橡胶缓冲垫。
[0020]通过在漂浮体的外侧包覆泡沫塑料，能够提高漂浮体的浮力；通过设置橡胶缓冲垫，使漂浮体具有较强的抗风浪能力。
[0021]进一步的是，漂浮体下部的外侧设有四个螺旋桨，每个螺旋桨分别安装在对应电机的输出轴上，四个电机均安装在漂浮体中，四个电机的输出轴分别与漂浮体转动且密封连接，四个螺旋桨安装位置的连线能够连成一个菱形或正方形。
[0022]通过设置四个螺旋桨和四个电机，当处于对角线上的两个螺旋桨同时向相同的方向转动，而另两个螺旋桨不转动时，整个漂浮体向相应的方向移动，所以通过正转螺旋桨或反转螺旋桨，整个装置能够进行左、右、前和后的移动；当漂浮体需要转弯时，只需要使处于对角线上两个相应的螺旋桨分别向不同的方向转动，即可进行原地转弯，待转至相应的角度后，直线向目的地行驶。
[0023]进一步的是，控制箱中安装有无线通信模块和微处理器系统；无线通信模块包括
4G网卡，微处理器系统中的树莓派微处理器与4G网卡和GPS定位器电性连接，无线通信模块能够使整个装置实现远程通信和实时定位；所有传感器均与数据采集电路电性连接，基于STM32的数据采集电路能够采集所有传感器的监测信息，通过UART协议将监测信息传输给树莓派微处理器进行处理；微处理器系统与四个电机和三个液压杆电性连接，微处理器系统能够控制四个电机的启闭，和三个液压杆的伸缩。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1、通过设置漂浮体，一方面为整个装置提供足够的浮力，另一方面漂浮体具有移动功能，使整个监测装置能够在水体中移动；当突发水环境事件时，具有移动功能的漂浮体能够使整个监测装置快速的移动到相应的位置。
[0026]2、通过设置近水面监测组件和水质监测组件，能够对近水面环境和水环境进行实时监测，使近水面环境监测和水质监测集成于一体。
[0027]3、通过设置伸缩组件，当需要本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地表水体监测装置，其特征在于，包括能够在水中移动的漂浮体(1)，漂浮体(1)顶壁上安装有一个支架(4)，支架(4)的顶端安装有第一平台，第一平台上安装有近水面监测组件；漂浮体(1)顶壁的中心位置沿竖直方向开设有一个通孔，通孔中滑动且密封设置有一个伸缩组件；伸缩组件包括伸缩柱(3)、三个液压杆(201)和三个设备箱(2)，伸缩柱(3)滑动且密封设置在通孔中，伸缩柱(3)的上端安装有第二平台(301)，第二平台(301)位于漂浮体(1)的上方，伸缩柱(3)下部的外侧壁上安装有水质监测组件；三个液压杆(201)和三个设备箱(2)分别绕伸缩柱(3)的中心线，周向均匀的分布在伸缩柱(3)的外围，每个设备箱(2)均固定在漂浮体(1)的顶壁上，每个液压杆(201)的固定端分别铰接在对应的一个设备箱(2)上，每个液压杆(201)的伸缩杆和第二平台(301)铰接；三个设备箱(2)中，其中一个设备箱(2)中安装有GPS定位器。2.根据权利要求1所述的一种地表水体监测装置，其特征在于，所述水质监测组件包括电导率传感器、叶绿素传感器、PH值传感器、水温传感器、溶解氧传感器和浊度传感器中的至少一种。3.根据权利要求2所述的一种地表水体监测装置，其特征在于，所述近水面监测组件包括风速风向传感器和雨量传感器,风速风向传感器和雨量传感器均安装在第一平台上。4.根据权利要求3所述的一种地表水体监测装置，其特征在于，三个设备箱(2)的顶板均能够打开或盖合，三个设备箱(2)依次记为监测箱、控制箱和电源箱，监测箱中安装有气压传感器、温度传感器和湿度传感器，GPS定位器安装在控...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晔涛，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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