該發(fā)明涉及海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)裝置中PH復(fù)合電極的清潔保養(yǎng)與水質(zhì)傳感器的集成。

背景技術(shù)：

隨著陸地資源的逐漸匱乏，海洋的重要性已經(jīng)不僅體現(xiàn)在為世界的貿(mào)易提供重要通道，海洋資源的開發(fā)與利用程度更是衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)。海洋資源的開發(fā)利用的前提是要對(duì)海洋環(huán)境的全方位認(rèn)知與監(jiān)測(cè)，海洋水質(zhì)監(jiān)測(cè)是其中的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)需監(jiān)測(cè)海水表層溫度、鹽度、PH值、溶解氧、濁度等的數(shù)據(jù)。PH值是海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)過程中是最重要的指標(biāo)之一，然而，現(xiàn)有PH復(fù)合電極如果長(zhǎng)時(shí)間浸泡在海水中，電極前端玻璃球泡表面容易被海水中的雜質(zhì)覆蓋，堵塞氫離子通道，會(huì)影響對(duì)海水PH值數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。其他傳感器均不需要定期清洗與保養(yǎng)。

現(xiàn)有海洋水質(zhì)集成監(jiān)測(cè)裝置存在以下問題：第一，無法同時(shí)集成上述所有傳感器裝置，造成對(duì)海洋水質(zhì)的監(jiān)測(cè)不夠全面；第二，海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無法需要通過有線方式傳輸至作業(yè)船只，降低了裝置的使用靈活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠及時(shí)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮Ｑ笏|(zhì)集成監(jiān)測(cè)裝置，以滿足海洋環(huán)境水質(zhì)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的需要。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于藍(lán)牙通信技術(shù)的無線水質(zhì)集成監(jiān)測(cè)裝置，包括供電模塊、中央控制模塊、無線通信模塊、PH值采集模塊、電極保養(yǎng)模塊、清水采集模塊和傳感器模塊，其中，

PH值采集模塊包括機(jī)械臂1、固定于機(jī)械臂1前端的PH復(fù)合電極22、待測(cè)溶液池12、進(jìn)樣水泵11、排樣水泵10、沖洗水泵19，其中，進(jìn)樣水泵11用于將海水抽吸入待測(cè)溶液池12，排樣水泵10用于將海水排出待測(cè)液體池12；機(jī)械臂1用于將PH復(fù)合電極22置于待測(cè)液體池12內(nèi)或?qū)⑵涮Ц撸琍H復(fù)合電極22測(cè)得PH值傳輸至中央控制模塊，在中央控制模塊的控制下，沖洗水泵抽吸清水并對(duì)抬高的PH復(fù)合電極22進(jìn)行清洗，經(jīng)過清洗的PH復(fù)合電極22被移至電極保養(yǎng)模塊的KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8中。

電極保養(yǎng)模塊，包括帶有電磁閥門的KCL補(bǔ)充液容器21、樣液濁度傳感器7、KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8和排污水泵9；樣液濁度傳感器7用于檢測(cè)KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)樣液受污染程度，其采集的信息被送入中心控制模塊，中心控制模塊在濁度達(dá)到閾值時(shí)，控制排污水泵9工作，排出KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8內(nèi)廢液，位于KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8上方的KCL補(bǔ)充液容器21底部的電磁閥門開啟，釋放KCL補(bǔ)充液。

清水采集模塊包括導(dǎo)熱硅膠16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位計(jì)13、進(jìn)水泵14、調(diào)節(jié)水泵15和冷凝板20，進(jìn)水泵14用于抽吸海水進(jìn)入蓄海水池17；導(dǎo)熱硅膠16的主體作為蓄海水池17的側(cè)壁，與其內(nèi)海水直接接觸；導(dǎo)熱硅膠16還與太陽能光伏板2連接，用于吸收熱量；蓄海水池17的上部斜向固定有冷凝板20，冷凝板20將蒸發(fā)的海水凝結(jié)為液體，并將凝結(jié)的液體引流入蓄清水池18中；液位計(jì)13用于監(jiān)測(cè)蓄清水池18內(nèi)水量，其采集的信息被送入中心控制模塊，中心控制模塊在清水量達(dá)到最大閾值后，調(diào)節(jié)水泵15開啟，釋放海水，不再進(jìn)行蒸發(fā)冷凝，；當(dāng)清水達(dá)到最小閾值，控制進(jìn)水泵14工作；

傳感器模塊包括海水濁度傳感器22、海水鹽度傳感器23、海水溫度傳感器24和海水溶解氧傳感器25，傳感器模塊采集的信息被送入中心控制模塊；

無線通信模塊包括藍(lán)牙通信模塊，PH值采集模塊及傳感器模塊采集到的數(shù)據(jù)通過該模塊無線傳輸至控制室；

供電模塊包括充電接口2和蓄電池4，通過充電接口2為蓄電池4充電，保證整個(gè)系統(tǒng)的供能。

附圖說明

圖1為傳感器裝置箱體的剖面圖

圖2為PH復(fù)合電極清潔與保養(yǎng)的細(xì)節(jié)圖

圖3為該裝置的原理框圖

圖4為全過程的流程圖

1、機(jī)械臂；2、充電接口；3、藍(lán)牙通信模塊；4、中央控制模塊；5、蓄電池；6、泡沫；7、濁度傳感器；8、KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池；9、10、11、14、15、19、均為水泵(未畫出水管)；12、待測(cè)液體池13、液位計(jì)；16、導(dǎo)熱硅膠；17、蓄海水池；18、蓄清水池；20、金屬制成的冷凝板；21、帶有電磁閥門的KCL補(bǔ)充液容器；22、PH復(fù)合電極；23、鹽度傳感器；24、溫度傳感器；25、濁度傳感器；26、溶解氧傳感器。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的海洋水質(zhì)集成監(jiān)測(cè)裝置如圖1所示，包括供電模塊，中央控制模塊，集成傳感器模塊(不含PH值)，PH值采集模塊、電極保養(yǎng)模塊和清水采集模塊。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1，供電模塊包括充電接口2和蓄電池4。通過充電接口2為蓄電池4充電，保證整個(gè)系統(tǒng)的供能。需采集海水PH值數(shù)據(jù)時(shí)，由作業(yè)船只攜帶其到待測(cè)海域，將改裝置放入海中對(duì)海水PH進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)作業(yè)完成后，由作業(yè)船只將PH復(fù)合電極裝置收回，為裝置進(jìn)行再次充電以備下次使用。

如圖1所示，PH值采集模塊包括機(jī)械臂1、PH復(fù)合電極22、待測(cè)溶液池12、水泵10、水泵11、水泵19。PH復(fù)合電極22由機(jī)械臂1控制進(jìn)入待測(cè)液體池12，水泵11工作，海水進(jìn)入待測(cè)液體池12，測(cè)得PH值傳輸至中央控制模塊5。水泵10工作，排出海水。機(jī)械臂1將PH復(fù)合電極抬高，水泵19工作，引出清水沖洗復(fù)合電極。機(jī)械臂1再將PH復(fù)合電極22移至KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8中。完成對(duì)PH數(shù)據(jù)的采集和對(duì)PH復(fù)合電極的保養(yǎng)。

如圖1，集成傳感器模塊(不含PH值)包括鹽度傳感器23、溫度傳感器24、濁度傳感器25、溶解氧傳感器26。鹽度傳感器23、溫度傳感器24、濁度傳感器25、溶解氧傳感器26安裝在裝置底部，暴露于海水中，實(shí)時(shí)采集海水的鹽度、溫度、濁度、溶解氧數(shù)據(jù)。

如圖1所示，通信模塊包括藍(lán)牙通信模塊3，該模塊收集PH值采集模塊和集成傳感器模塊所采集的海水?dāng)?shù)據(jù)，并將收集的數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)往監(jiān)測(cè)人員處。實(shí)現(xiàn)海水PH值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。

如圖2，為電極保養(yǎng)模塊細(xì)節(jié)圖，包括帶有電磁閥門的KCL補(bǔ)充液容器21、濁度傳感器7、KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8、水泵9。海水中含微生物，水藻，工業(yè)廢液等雜質(zhì)，濁度傳感器7即可檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣液受污染程度。濁度達(dá)到閾值時(shí)，KCL標(biāo)準(zhǔn)液已被污染，須更換。水泵9工作，排出廢液。KCL補(bǔ)充液容器21底部的電磁閥門開啟，釋放KCL補(bǔ)充液。實(shí)現(xiàn)了KCL標(biāo)準(zhǔn)液的更新。

如圖1，右側(cè)清水采集模塊包括導(dǎo)熱硅膠16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位計(jì)13、水泵14、水泵15和冷凝板20。水泵14工作，海水進(jìn)入蓄海水池17。導(dǎo)熱硅膠16收集頂部太陽照射帶來的熱量并傳導(dǎo)至蓄海水池17，海水蒸發(fā)，遇冷凝板20凝結(jié)為液體，由于冷凝板20傾斜，具有引流作用，凝結(jié)的清水流入蓄清水池18中。液位計(jì)13監(jiān)測(cè)水量，清水量達(dá)到最大閾值后，水泵15開啟，釋放海水，不再進(jìn)行蒸發(fā)冷凝，確保海水不會(huì)在箱體內(nèi)結(jié)晶和污染。當(dāng)清水達(dá)到最小閾值，水泵14工作，重復(fù)上述過程。

如圖3所示，該裝置通過充電接口為供電模塊提供電能，中央控制模塊控制機(jī)械臂運(yùn)作，利用PH復(fù)合電極收集待測(cè)海域PH值信息，將信息通過中央控制模塊進(jìn)行處理，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中；利用濁度傳感器和液位計(jì)收集數(shù)據(jù)，上傳至中央控制模塊分析KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液污染度和清水量是否達(dá)到閾值，并控制水泵和電磁閥門及時(shí)做出反應(yīng)，完成了清水的自動(dòng)采集和KCL溶液的自動(dòng)更換，實(shí)現(xiàn)PH復(fù)合電極裝置的自動(dòng)清洗與保養(yǎng)。