露天环境水源监测系统
阅读说明：本技术 露天环境水源监测系统 (Open-air environment water source monitoring system ) 是由 陈玉艳 李印泉 严守坤 周晓伟 杜菲菲 周海燕 赵岩冰 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供露天环境水源监测系统,涉及水源监测技术领域,以解决现有的水源监测系统,需要漂浮安装在水面上,以便于适应复杂环境,为弥补电量需要时常进行充电补充,而在水域较宽的地方,不仅补电不方便,而且危险性也较大,使得水源监测装置处于长时间的停滞状态,难以起到水源监测的目的的问题,包括浮框；所述浮框的左右两端框体上端分别固定安装有漂浮木；所述立架的下端右侧固定安装有蓄电池壳体；所述立架的下端左侧固定安装有电机驱动机组；所述抽水筒固定安装在立架的下端中部位置处。本发明中微型控制器与蓄电池壳体的电流输入的检测端子电性连接,使得无风和有风状态均能进行抽水监测的进行,最大程度的节约和利用能源。(The invention provides an open-air environment water source monitoring system, which relates to the technical field of water source monitoring and aims to solve the problems that the existing water source monitoring system needs to be arranged on the water surface in a floating manner so as to be suitable for complex environment, and the electric quantity needs to be supplemented by charging frequently, and in a place with a wider water area, the electricity supplementing is inconvenient, the danger is large, so that a water source monitoring device is in a long-time stagnation state, and the purpose of water source monitoring is difficult to achieve, and comprises a floating frame; floating wood is fixedly arranged at the upper ends of the frame bodies at the left end and the right end of the floating frame respectively; a storage battery shell is fixedly arranged on the right side of the lower end of the vertical frame; a motor driving unit is fixedly mounted on the left side of the lower end of the vertical frame; the water pumping cylinder is fixedly arranged at the middle position of the lower end of the vertical frame. The microcontroller is electrically connected with the current input detection terminal of the storage battery shell, so that water pumping monitoring can be carried out in both a no-wind state and a wind state, and energy is saved and utilized to the greatest extent.)
技术领域
本发明涉及水源监测技术领域，更具体地说，特别涉及露天环境水源监测系统。
背景技术
水污染是一个非常复杂的过程，具有过程缓慢、隐蔽和治理难度大的特点，为减缓或者彻底消除对水源的污染，因此对水体的监测是必不可少的。
现有的水源监测体系多如专利申请号CN201911010361.3中一种分布式水源监测系统，该装置由水质检测装置、漂浮物监测装置、通信装置、供电装置和显示装置构成；水质检测装置包括浊度传感器、PH值传感器、温度传感器、TDS传感器和核心控制器；漂浮物监测装置包括摄像头和树莓派；通信装置包括Zigbee串口通信和Nb-IoT物联网通信；供电装置包括太阳能电池板和蓄电池；显示装置包括上位机显示及远程网页显示。本发明提出一种分区域结合分节点的远程监测理念，可同时采集到大面积水域或较长河道的水质信息和漂浮物信息，从而使系统准确性和实时性提升。
现有的水源监测系统，需要漂浮安装在水面上，以便于适应复杂环境，为弥补电量需要时常进行充电补充，而在水域较宽的地方，不仅补电不方便，而且危险性也较大，使得水源监测装置处于长时间的停滞状态，难以起到水源监测的目的。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供露天环境水源监测系统，以期达到更具有更加实用价值性的目的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供露天环境水源监测系统，以解决现有的水源监测系统，需要漂浮安装在水面上，以便于适应复杂环境，为弥补电量需要时常进行充电补充，而在水域较宽的地方，不仅补电不方便，而且危险性也较大，使得水源监测装置处于长时间的停滞状态，难以起到水源监测的目的的问题。
本发明露天环境水源监测系统的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
露天环境水源监测系统，包括浮框；所述浮框的左右两端框体上端分别固定安装有漂浮木；所述浮框的框体上端中部垂直固定安装门架状的立架；所述立架的中部竖向转动安装有风轮；所述立架的下端右侧固定安装有蓄电池壳体，蓄电池壳体内安装有蓄电池；所述立架的下端左侧固定安装有电机驱动机组；所述抽水筒固定安装在立架的下端中部位置处；所述抽水筒的左端分别固定连接有抽水管和排水管，抽水管的另一端置于浮框内，排水管的另一端穿过水质监测仪，水质监测仪安装在浮框的框体上端，所述风轮上包括有驱动轮盘，所述风轮上的转轴下端固定安装有驱动轮盘，驱动轮盘为齿盘结构，所述蓄电池壳体外部安装有微型控制器，所述蓄电池壳体内部安装有微型控制器，微型控制器和无线传输模块分别与蓄电池电性连接，微型控制器与蓄电池的电流输入的检测端子电性连接。
进一步的，所述电机驱动机组包括永磁同步电机、动力轴、上拉盘、从动轮盘、牵拉盘和微型电动气缸，所述永磁同步电机竖向固定安装在立架下端框体上；所述永磁同步电机的转轴下端通过联轴器固定连接有动力轴，动力轴与立架横杆转动相连接；所述动力轴的中部为花键轴结构，且花键轴处竖向滑动安装有从动轮盘，从动轮盘与驱动轮盘相啮合；所述动力轴的花键轴上端位置处固定安装有上拉盘；所述上拉盘上固定安装有微型电动气缸，微型电动气缸的活塞杆下端与驱动轮盘的上端固定相连接；所述动力轴的下端固定连接有牵拉盘。
进一步的，所述抽水筒包括抽水盘和抽水连杆，所述抽水筒未连接抽水管和排水管的一端内腔中滑动安装有抽水盘；所述抽水盘的外端通过销轴转动连接有抽水连杆，抽水连杆的另一端通过销轴与牵拉盘下端边缘处转动相连接，所述抽水管包括过滤篮，所述抽水管的下端位于浮框内腔底部的一端处固定连接有过滤篮，两个所述漂浮木呈外八字状结构。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中微型控制器与蓄电池的电流输入的检测端子电性连接，微型控制器用于控制永磁同步电机在发电和电机之间切换，以便于适应工作职能不同的区分，而当无风时，永磁同步电机不进行发电，蓄电池的电流输入的检测端子无信号发出，此时微型控制器，启动微型电动气缸和永磁同步电机进行电机旋转，使得无风和有风状态均能进行抽水监测的进行，最大程度的节约和利用能源。
2、本发明中当永磁同步电机进行发电时，从动轮盘处于与驱动轮盘相啮合的状态，通过牵拉盘带动抽水盘和抽水连杆往复移动，进而可将露天水源中的水抽吸至水质监测仪处进行监测处理，而当永磁同步电机进行电机旋转时，微型电动气缸拉动从动轮盘上移，从动轮盘脱离与驱动轮盘相啮合的状态，此时驱动轮盘不会被带动旋转，减少旋转负荷，此时只进行抽水监测，此种状态只持续使用蓄电池电量的三分之一，当达到蓄电池电量的三分之一后，微型电动气缸拉动从动轮盘复位至与驱动轮盘相啮合的状态待机，直至风轮旋转后，永磁同步电机进行旋转发电至三分之二处电量时，微型控制器再启动对蓄电池的电流输入的检测端子的信号接收处理，使得水源监测系统始终能够处于较长时间的水源监测处理，以便于能够适应复杂的水域环境。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的右前上方轴视结构示意图。
图2是本发明的右前下方轴视结构示意图。
图3是本发明的图2中A放大部分结构示意图。
图4是本发明的图2中B放大部分结构示意图。
图5是本发明的浮框移除状态轴视结构示意图。
图6是本发明的浮框移除状态右视结构示意图。
图7是本发明的电机驱动机组部分轴视结构示意图。
图8是本发明的系统结构框图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1、浮框；2、漂浮木；3、立架；4、风轮；401、驱动轮盘；5、蓄电池壳体；501、微型控制器；502、无线传输模块；6、电机驱动机组；601、永磁同步电机；602、动力轴；603、上拉盘；604、从动轮盘；605、牵拉盘；606、微型电动气缸；7、抽水筒；701、抽水盘；702、抽水连杆；8、抽水管；801、过滤篮；9、排水管；10、水质监测仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如附图1至附图8所示：
本发明提供露天环境水源监测系统，应用于河道或大面积水域上；
包括浮框1，浮框1的左右两端框体上端分别固定安装有漂浮木2；浮框1的框体上端中部垂直固定安装门架状的立架3；立架3的中部竖向转动安装有风轮4；立架3的下端右侧固定安装有蓄电池壳体5，蓄电池壳体5内安装有蓄电池；立架3的下端左侧固定安装有电机驱动机组6；抽水筒7固定安装在立架3的下端中部位置处；抽水筒7的左端分别固定连接有抽水管8和排水管9，抽水管8的另一端置于浮框1内，排水管9的另一端穿过水质监测仪10，水质监测仪10安装在浮框1的框体上端，水质监测仪10用于检测水源质量。
如图1、图3、图4、图5和图6所示，电机驱动机组6上包括有永磁同步电机601、动力轴602、上拉盘603、从动轮盘604、牵拉盘605和微型电动气缸606，永磁同步电机601竖向固定安装在立架3下端框体上；永磁同步电机601的转轴下端通过联轴器固定连接有动力轴602，动力轴602与立架3横杆转动相连接；动力轴602的中部为花键轴结构，且花键轴处竖向滑动安装有从动轮盘604，从动轮盘604与驱动轮盘401相啮合；动力轴602的花键轴上端位置处固定安装有上拉盘603；上拉盘603上固定安装有微型电动气缸606，微型电动气缸606的活塞杆下端与驱动轮盘401的上端固定相连接；动力轴602的下端固定连接有牵拉盘605，当永磁同步电机601进行发电时，从动轮盘604处于与驱动轮盘401相啮合的状态，通过牵拉盘605带动抽水盘701和抽水连杆702往复移动，进而可将露天水源中的水抽吸至水质监测仪10处进行监测处理，而当永磁同步电机601进行电机旋转时，微型电动气缸606拉动从动轮盘604上移，从动轮盘604脱离与驱动轮盘401相啮合的状态，此时驱动轮盘401不会被带动旋转，减少旋转负荷，此时只进行抽水监测，此种状态只持续使用蓄电池电量的三分之一，当达到蓄电池电量的三分之一后，微型电动气缸606拉动从动轮盘604复位至与驱动轮盘401相啮合的状态待机，直至风轮4旋转后，永磁同步电机601进行旋转发电至三分之二处电量时，微型控制器501再启动对蓄电池的电流输入的检测端子的信号接收处理，使得水源监测系统始终能够处于较长时间的水源监测处理，以便于能够适应复杂的水域环境。
其中，风轮4上包括有驱动轮盘401，风轮4上的转轴下端固定安装有驱动轮盘401，驱动轮盘401为齿盘结构，风轮4可在自然风的作用下进行旋转，从而带动驱动轮盘401，使得驱动轮盘401能够带动电机驱动机组6旋转，以便于实现发电和抽水进行水源监测，一举两得。
其中，蓄电池壳体5外部安装有无线传输模块502，蓄电池壳体5内部安装有微型控制器501，微型控制器501和无线传输模块502分别与蓄电池电性连接，微型控制器501与蓄电池的电流输入的检测端子电性连接，微型控制器501用于控制永磁同步电机601在发电和电机之间切换，以便于适应工作职能不同的区分，而当无风时，永磁同步电机601不进行发电，蓄电池的电流输入的检测端子无信号发出，此时微型控制器501，启动微型电动气缸606和永磁同步电机601进行电机旋转，使得无风和有风状态均能进行抽水监测的进行，最大程度的节约和利用能源。
如图5和图6所示，抽水筒7上包括有抽水盘701和抽水连杆702，抽水筒7未连接抽水管8和排水管9的一端内腔中滑动安装有抽水盘701；抽水盘701的外端通过销轴转动连接有抽水连杆702，抽水连杆702的另一端通过销轴与牵拉盘605下端边缘处转动相连接，抽水盘701在随抽水连杆702往复移动的过程中，可进行抽吸，以便于将水域中的水抽吸至水质监测仪10进行监测处理，其中水质监测仪10采用岛津水质多参数在线监测仪 WQMA-4210，对水源进行检测和分析，水质监测仪10的电量来源于蓄电池。
如图6所示，抽水管8包括过滤篮801，抽水管8的下端位于浮框1内腔底部的一端处固定连接有过滤篮801，可防止异物的进入。
如图1所示，两个漂浮木2呈外八字状结构，可保持更加稳定的漂浮状态。
本实施例的具体使用方式与作用：
在使用过程中，在有风时，风轮4进行旋转，从而带动驱动轮盘401，使得驱动轮盘401能够带动电机驱动机组6旋转，当永磁同步电机601进行发电时，从动轮盘604处于与驱动轮盘401相啮合的状态，通过牵拉盘605带动抽水盘701和抽水连杆702往复移动，进而可将露天水源中的水抽吸至水质监测仪10处进行监测处理，而当永磁同步电机601进行电机旋转时，微型电动气缸606拉动从动轮盘604上移，从动轮盘604脱离与驱动轮盘401相啮合的状态，此时驱动轮盘401不会被带动旋转，减少旋转负荷，此时只进行抽水监测，此种状态只持续使用蓄电池电量的三分之一，当达到蓄电池电量的三分之一后，微型电动气缸606拉动从动轮盘604复位至与驱动轮盘401相啮合的状态待机，直至风轮4旋转后，永磁同步电机601进行旋转发电至三分之二处电量时，微型控制器501再启动对蓄电池的电流输入的检测端子的信号接收处理，如此形成循环往复。
而抽水连杆702的另一端通过销轴与牵拉盘605下端边缘处转动相连接，抽水盘701在随抽水连杆702往复移动的过程中，可进行抽吸，以便于将水域中的水抽吸至水质监测仪10进行监测处理。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
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