本发明专利技术涉及一种基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统，其包括一本体、一水质检测单元、一水位控制单元、一水样调用单元、一通讯单元和一外部控制器；所述水位控制单元与所述本体固定连接；所述水位控制单元的一进水阀和一出水阀分别安装在一进水口和一出水口上；一缓冲腔设置在所述进水阀处，所述缓冲腔的漏水孔交错布置；所述水位控制单元的一叶轮单元设置在所述缓冲腔内，所述叶轮单元包括一变距螺旋叶轮组、一定位轴承、一转轴和一支架，所述变距螺旋叶轮组的第n个(1≤n≤N)所述变距螺旋叶轮的叶片形状，从所述变距螺旋叶轮靠近所述进水阀的一端至另一端的轨迹方程为：Xi＝r×cos(θi+2π×n/N)，Yi＝r×sin(θi+2π×n/N)，Zi＝(n-1)×(L+a)/N+(θi/2π)m×[L-(N-1)a]/N。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水质检测系统，尤其涉及一种能在水域流动性进行深水采样和现场分析检测功能的水质检测船。
技术介绍
水是生命之源，随着社会、经济的飞速发展，人类社会发展对水资源的需求和依赖不断增长，使水资源安全状况面临严峻的压力。基于人类发展对水资源的迫切需求，需要在需要检测水域上进行水质检测，筛选具有代表性的指标，根据水资源安全的内涵构建水资源安全评价指标体系，对检测水域的水资源安全整体状况进行定量、动态研究，可从整体上反映水资源系统的基本状况。现有的具有深水采样功能的水质检测船，采用较复杂的设备，用于深水采样，在产业园区内使用会占用较大面积，不够灵活且不美观；采样深度也比较小。而且目前没有遥控操作的能够整个船体潜入到水面以下的检测船。中国专利技术CN200920261183.7公开的水质监测船，使用长机械臂用于深水采样，长机械臂仅能伸长至200m ;机械臂使用刚性材料，外露在船体之外，增加了水质监测船的占用面积，容易和周边的物体发生干涉采样的深度较小，且船的灵活性较差。中国专利技术CN200420030218.3公开的一种潜艇式水下检测器，具有前后舱设计，还能产生倾角以进行检测，设备较复杂，成本较高，且不具备采样和检测功能。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统，其包括一本体、一水质检测单元、一水位控制单元、一水样调用单元、一通讯单元和一外部控制器；所述水质检测单元固定在所述本体内，用于检测水质；所述水位控制单元具有相对于所述本体垂直轴线对称的形状，与所述本体固定连接，所述水位控制单元包括一进水口和一出水口，其中所述的进水口处设置有一进水阀，所述的出水口处设置有一出水阀，分别控制所述水位控制单元中水样的进和出，所述进水阀和所述出水阀均为单向阀；所述水位控制单元还包括一缓冲腔，用以控制水样从所述进水阀流入所述水位控制单元的速度；所述缓冲腔的外壁为一双层分隔板，所述分隔板上具有无数个漏水孔，所述漏水孔为蜂窝状，两个分隔板的所述漏水孔交错布置；所述水位控制单元还包括一叶轮单元，所述叶轮单元设置在所述缓冲腔内，所述叶轮单元包括一变距螺旋叶轮组、一定位轴承、一转轴和一支架，所述变距螺旋叶轮组围绕所述转轴旋转，所述转轴通过所述定位轴承安装在所述支架上，每组所述变距螺旋叶轮具有固定的相对位置，所述变距螺旋叶轮组的第η个(I≤η≤N)所述变距螺旋叶轮的叶片形状，从所述变距螺旋叶轮靠近所述进水阀的一端至另一端的轨迹方程为:Xi = rX cos ( θ Λ2 τι X η/Ν),Yi = rXsin( θ Λ2 ji Χη/Ν),Zi = (η-1) X (L+a)/Ν+( θ J2 π )mX [L_(N-1)a]/N，其中，r为叶轮叶片任一点的半径，Xp Yi> Zi为叶轮叶片任一点的坐标，Z轴为所述变距螺旋叶轮组的所述转轴，原点为第I个所述变距螺旋叶轮在Z轴投影上最靠近所述进水阀的一端的点；Θ i为坐标任一点的螺旋叶片扭转角度；N为叶轮组数，N为大于I的整数；a为叶轮间距，O < a < L/ (N-1) ；m为变距螺旋系数，O < m < I ；L为所述变距螺旋叶轮组的Z轴投影长；所述水样调用单元的一端置于外界水域，其另一端与所述水质检测单元连接，用于输送外界水样到所述水质检测单元；所述通讯单元置于所述本体内部，与所述水质检测单元和所述水位控制单元连接，用于与所述外部控制器之间的无线通讯。较佳的，所述基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统还包括一实时水样调用单元，所述实时水样调用单 元的一端连接到所述缓冲腔的外壁，其另一端连接到所述水质检测单元，用于输送所述缓冲腔的水样到所述水质检测单元。较佳的，所述水样调用单元和所述实时水样调用单元均包括一水泵。较佳的，所述基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统还包括一气泵和一储气单元，所述气泵输送压缩气体或产生负压到所述水位控制单元；所述储气单元作为压缩气体的来源。较佳的，所述基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统还包括一动力单元，所述动力单元为所述基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统提供动力。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于:所述基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统使用了变距螺旋叶轮组，变距螺旋叶轮组的旋转起到搅拌作用，将淤泥和腐殖质等微粒化，使缓冲腔的水样成为稳定均衡的悬浊液，保证了水样检测结果的普遍性和真实性；通过变距螺旋叶轮组的旋转，还能甩出进入缓冲腔的废弃物，避免废弃物进入送样通道。水位控制单元的容积越大，下降越深，提高了水域采样的深度。工作状态不增加占用体积，不会干扰到周边物体，灵活性较高；简单的结构设计，即可实现不同水位采样和水质检测，成本较低。附图说明图1为水资源安全性评价体系示意图；图2为本专利技术的整体结构的主视示意图；图3为本专利技术的整体结构的右视示意图；图4为缓冲腔的局部放大示意图；图5为水质检测单元的基本结构和功能框图；图6为外部控制器的基本结构和功能框图7为本专利技术使用定点采样方式的使用方法；图8为本专利技术使用实时采样方式的使用方法。具体实施例方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。请参阅图1所示，其为水资源安全性综合评价体系示意图，本专利技术结合水资源系统动力学模型变量，建立了水资源安全综合评价指标体系。在水资源安全评价方法上，目前研究中采用的方法主要有综合指数法、模糊综合评价法、物元分析法、集对分析法、Vague集评价法、灰色关联法。灰色关联分析法克服了回归分析和随即过程理论的不足，对数据要求低，计算量小，计算结果较为全面、客观、公正等优点，因而在生态环境、社会经济、工程管理、多属性评价等众多领域广泛应用。所述水资源安全性综合评价体系建立步骤如下，步骤a:在水资源安全性综合评价指标体系的设置中，综合考虑水资源的水量保证能力、水生态环境状态、以及对水资源的综合调控管理能力三方面的指标。 步骤b:指标具体设置涵盖经济发展、社会(从人均水资源占有量指标中反映)、水资源供需平衡、水生态环境、以及水资源利用效率等指标，分为目标层、准则层和指标层3个层次，并采用层次分析法来确定指标体系权重。步骤c:水资源安全灰色关联综合评价模型的建立如步骤cl_c3所示，步骤Cl:标准化评价矩阵。设水资源安全综合评价问题为Q= {S, M, H},其中S = {sk} (k = 1,2,..., i)为评价时间集，sk为第k个评价时间；M = {mr} (r = 1,2, , η)为水资源安全综合评价指标集；决策矩阵为H = {Hkr} i Xn, Hkr为评价时间sk关于指标mr的属性值。记水资源安全评价时间集组成的比较序列为Xk = {Xl(r), X2(r),Xk (r)…Xi (r)} (k = 1,2,...1),每一比较序列包括某个时间段η个水资源安全评价指标值。各评价指标的参考数列由不同水域的时间序列上单项指标值的最优值组成，设置为Μ*={Μ* (I)，Μ* ⑵，Μ* (r)...Μ* (η)}。对比较数列和参考数列组成的矩阵数据采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统，其特征在于，其包括一本体、一水质检测单元、一水位控制单元、一水样调用单元、一通讯单元和一外部控制器；所述水质检测单元固定在所述本体内，用于检测水质；所述水位控制单元具有相对于所述本体垂直轴线对称的形状，与所述本体固定连接；所述水位控制单元包括一进水口和一出水口，所述进水口和所述出水口为一通孔，所述的进水口处设置有一进水阀，所述的出水口处设置有一出水阀，分别控制所述水位控制单元中水样的进和出，所述进水阀和所述出水阀均为单向阀，所述进水口和所述出水口处设置一粗滤网，用于过滤水样中的大尺寸杂质；所述水位控制单元还包括一缓冲腔，设置在所述进水阀处，用以控制水样从所述进水阀流入所述水位控制单元的速度；所述缓冲腔的外壁为一双层分隔板，所述分隔板上具有无数个漏水孔，所述漏水孔为蜂窝状，两个分隔板的所述漏水孔交错布置；所述水位控制单元还包括一叶轮单元，所述叶轮单元设置在所述缓冲腔内，所述叶轮单元包括一变距螺旋叶轮组、一定位轴承、一转轴和一支架，所述变距螺旋叶轮组围绕所述转轴旋转，所述转轴通过所述定位轴承安装在所述支架上，每组所述变距螺旋叶轮具有固定的相对位置，所述变距螺旋叶轮组的第n个(1≤n≤N)所述变距螺旋叶轮的叶片形状，从所述变距螺旋叶轮靠近所述进水阀的一端至另一端的轨迹方程为：Xi＝r×cos(θi+2π×n/N)，Yi＝r×sin(θi+2π×n/N)，Zi＝(n?1)×(L+a)/N+(θi/2π)m×[L?(N?1)a]/N，其中，r为叶轮叶片任一点的半径，Xi、Yi、Zi为叶轮叶片任一点的坐标，Z轴为所述变距螺旋叶轮组的所述转轴，原点为第1个所述变距螺旋叶轮在Z轴投影上最靠近所述进水阀的一端的点；θi为坐标任一点的螺 旋叶片扭转角度；N为叶轮组数，N为大于1的整数；a为叶轮间距，0＜a＜L/(N?1)；m为变距螺旋系数，0＜m＜1；L为所述变距螺旋叶轮组的Z轴投影长；所述水样调用单元与所述本体固定连接，其一端置于外界水域，其另一端与所述水质检测单元连接，用于输送外界水样到所述水质检测单元；所述通讯单元置于所述本体内部，与所述水质检测单元和所述水位控制单元连接，用于与所述外部控制器之间的无线通讯。...
【技术特征摘要】
1.一种基于水资源安全动态综合评价方法的水域内水质分析系统，其特征在于，其包括一本体、一水质检测单元、一水位控制单元、一水样调用单元、一通讯单元和一外部控制器； 所述水质检测单元固定在所述本体内，用于检测水质；所述水位控制单元具有相对于所述本体垂直轴线对称的形状，与所述本体固定连接；所述水位控制单元包括一进水口和一出水口，所述进水口和所述出水口为一通孔，所述的进水口处设置有一进水阀，所述的出水口处设置有一出水阀，分别控制所述水位控制单元中水样的进和出，所述进水阀和所述出水阀均为单向阀，所述进水口和所述出水口处设置一粗滤网，用于过滤水样中的大尺寸杂质； 所述水位控制单元还包括一缓冲腔，设置在所述进水阀处，用以控制水样从所述进水阀流入所述水位控制单元的速度；所述缓冲腔的外壁为一双层分隔板，所述分隔板上具有无数个漏水孔，所述漏水孔为蜂窝状，两个分隔板的所述漏水孔交错布置； 所述水位控制单元还包括一叶轮单元，所述叶轮单元设置在所述缓冲腔内，所述叶轮单元包括一变距螺旋叶轮组、一定位轴承、一转轴和一支架，所述变距螺旋叶轮组围绕所述转轴旋转，所述转轴通过所述定位轴承安装在所述支架上，每组所述变距螺旋叶轮具有固定的相对位置， 所述变距螺旋叶轮组的第η个(I < η < N)所述变距螺旋叶轮的叶片形状，从所述变距螺旋叶轮靠近所述进水阀的一端至另一端的轨迹方程为:Xi = rX cos ( Θ j+2 Ji Xn/N)，Yi = r X sin ( θ Λ2 η X η/Ν)，Zi = (η-1) X (L+a)/Ν+( θ J2 π )mX [L-(N-1)a]/N， 其中，r...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬，肖原，戴婧，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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