湖泊水質透明度檢測用傳感裝置的製作方法
2023-10-17 13:37:34 1
專利名稱：湖泊水質透明度檢測用傳感裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測湖泊富營養物指標的設備，具體的說是檢測湖泊水質透明 度傳感器。
背景技術：
目前，通常用塞氏盤法檢測湖泊水質的透明度。這一方法需在光線合適的情況 下，拿一個直徑25釐米白色圓盤，沉到湖中，注視著它，直至看不見為止，即採用圓盤 下沉深度來判別湖水的透明度。這種塞氏盤檢測湖泊水質透明度方法，存在著受自然光 線影響、人工目測判別隨意性、只能對湖水錶層水檢測、且檢測水質透明度一種指標、 自動化程度低和無法與計算機聯機處理數據等問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供湖泊水質透明度檢測用傳感裝置，以使得對於湖泊水 質透明度的檢測能夠全天候、統一標準，並且從湖面至湖底的不同水深自動檢測湖水透 明度、水溫和導電率等多種指標，以及能與計算機聯機處理數據。本實用新型解決技術問題採用如下技術方案本實用新型湖泊水質透明度檢測用傳感器的結構特點是設置由左側立架、右側立架及頂部橫梁構成的「門」型機架，左側立架、右側 立架的底端固定在底座上；橫梁上分別設置有電纜固定頭、吊環和取水管插座；左側立 架的內側自上而下依次有導電率傳感裝置的正電極器、溫度傳感器、雷射透明度傳感裝 置的雷射發射器；右側立架的內側自上而下依次設置有導電率傳感裝置的負電極器、水 面透明度傳感裝置、雷射透明度傳感裝置的雷射接收器；所述雷射發射器和雷射接收器相向設置、中軸線處在同一水平線上。所述導電率傳感裝置的正電極器的正電極頭與負電極器的負電極頭的中軸線處 在同一水平線上。本實用新型湖泊水質透明度傳感裝置的結構特點也在於所述導電率傳感裝置的正電極器的正電極頭與負電極器的負電極頭相距30cm ； 所述透明度傳感裝置的雷射發射器和雷射接收器相距30cm，所述透明度傳感裝置的雷射 發射器位於距底座的頂面1/3左側立架高度的位置上。所述水面透明度傳感裝置、正電極器、負電極器、溫度傳感器、雷射發射器、 雷射接收器各器件具有相同的機殼結構，所述機殼結構設置為由機帽和機身構成；所述 機帽的頂面中心有圓形通孔；機身為圓筒形狀，機身外周設置有六角臺肩，位於六角臺 肩兩側的機身外周為用於連接的外螺紋結構；機身的前段與機帽螺紋連接，機身的後段 用於和左側立架或右側立架螺紋連接，在機身後段的臺肩側面放置有止水橡膠圈，機身 的後段端面上有引出導線。所述導電率傳感裝置的正電極器的正電極頭與負電極器的負電極頭在機身內由
3絕緣板支撐，電路板設置在負電極器的機身內側壁上。所述溫度傳感器的機帽通孔內鑲有導熱片，設置溫度傳感器的熱敏元件貼覆於 導熱片，熱敏元件的外周與機身之間充填有導熱矽膠，溫度傳感器電路板固定在機身的 內側壁上。所述雷射發射器的機帽通孔內鑲有平面玻璃透鏡，設置雷射發射器的雷射元件 貼覆於平面玻璃透鏡；所述的雷射接收器的機帽通孔內鑲有平面玻璃透鏡，設置雷射接 收器的光敏元件貼覆於平面玻璃透鏡。所述水面透明度傳感裝置的機身設置為「L」形，以使的機帽通孔朝向上方。所述取水口插座的進水口朝下，出水口朝上，所述進水口處設有過濾網。本實用新型中湖泊水質透明度的檢測基於以下工作原理隨著湖泊水質透明度傳感器沉入湖水中，水面透明度傳感裝置的光敏元件接受 到的日光越來越弱，光敏元件的電阻值變大，輸出的電壓變小，直至輸出的電壓為零的 極值，這時測出傳感器至水面的距離，就得出水面透明度。透明度傳感裝置，具有一對雷射發射器與雷射接收器，水是透明的物質，雷射 方向性強、單色性和相干性好。當水清澈時，透明度好，雷射照射到雷射接收器光敏元 件上的光線強度強，光敏元件阻值變小，輸出的電壓變大；當水較渾時，透明度差，激 光照射到雷射接收器光敏元件上的光線強度弱，光敏元件阻值變大，輸出的電壓變小。 由此得出，雷射接收器光敏元件阻值或輸出電壓，是由照射到光敏元件上光線強度而變 化，即光敏元件阻值由水質透明度變化而變化的，這樣達到了水質透明度傳感的目的。 透明度傳感裝置自帶恆定的光源，不需要自然光，所以能在湖水的水面或深處檢測水質 透明度。溫度傳感器利用熱敏元件受冷或熱其阻值會改變的特性來傳感湖水的溫度。導電率傳感裝置是利用水是導電體，且水質不同其阻值會改變的特性，來傳感 湖水的導電率。與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在本實用新型可以在全天候的情況下，從湖面至湖底的不同水深進行透明度、溫 度、導電率，以及取水做PH值、總氮、總磷等多種指標的檢測，其精度高、解析度好、 功能多、體積小、造價低、操作簡便、可實時顯示數據。本實用新型為建立檢測湖泊富營養物的統一標準、方法、規程創造了有利條 件。
圖1為本實用新型方法示意圖。圖2A、圖2B和圖2C分別為本實用新型湖泊水質透明度傳感器正視、側視和俯 視結構示意圖。圖3A、圖3B和圖3C分別為本實用新型中導電率傳感裝置的正電極器正剖視、 側視結構和俯視結構示意圖。圖3D和圖3E分別為本實用新型中導電率傳感裝置的負電極器正剖視和側視結 構示意圖。[0029]圖4A和圖4B分別為本實用新型中溫度傳感器正剖視和側視結構示意圖。圖5A和圖5B分別為本實用新型中透明度傳感裝置的雷射發射器正剖視和側視 結構示意圖。圖5C和圖5D分別為本實用新型中透明度傳感裝置的雷射接收器正剖視和側視 結構示意圖。圖中標號1吊架、2電動葫蘆、3繞線盤、4湖水深度傳感器、5鋼絲繩、6掛 鉤、7取水管、8湖水；10湖泊水質透明度傳感器、11吊環、12橫梁、13a左側立架、 13b右側立架、14底座、15電纜固定頭、16水面透明度傳感裝置、17取水管插座；20機 帽、21機身、22六角臺肩、23止水橡膠圈、24引出導線；30正電極器、31負電極器、 32絕緣板、33a正電極頭、33b負電極頭、34電路板；40溫度傳感器、41導熱片、42熱 敏元件、43導熱矽膠、44電路板；50雷射發射器、51雷射接收器、52平面玻璃透鏡、 53雷射元件、54光敏元件、55雷射電路板。
具體實施方式
參見圖1，本實施例檢測湖泊水質透明度的方法具體是按如下工序進行a、在檢測船上安裝好懸臂式吊架1，在吊架1上固定電動葫蘆2，在電動葫蘆2 的繞線盤3上固定設置湖水深度傳感器4，電動葫蘆鋼絲繩5前端設置掛鈎6，水質透明 度傳感器10掛接在掛鈎6上，取水管7的一端插入湖泊水質透明度傳感器10的取水管插 座17，另一端與設置在檢測船上的水泵入水口連通；b、檢測船行駛到檢測區域的湖面上，開啟電動葫蘆2，提升湖泊水質透明度傳 感器10離開檢測船甲板，然後緩慢均速地將水質透明度傳感器10下落在湖水8中，按設 定的檢測深度檔逐檔進行自動檢測，在設定的水深開啟水泵採集水樣，實時顯示出湖水 透明度、溫度和導電率的數據；C、在水質透明度傳感器10到達湖底時，即完成一個測量點的檢測，隨後將水質 透明度傳感器10提升出水面。通常，可以將檢測深度設置為10cm、20cm、50cm、100cm等各檔位，或根據要
求設定檢測深度檔的值。參見圖2A、圖2B和圖2C，本實施例中的湖泊水質透明度傳感器10的結構形 式為設置由左側立架13a、右側立架13b及頂部橫梁12構成的「門」型機架，左側立 架13a、右側立架13b的底端固定在底座14上；橫梁12上分別設置有電纜固定頭15、吊 環11和取水管插座17 ；左側立架13a的內側自上而下依次有導電率傳感裝置的正電極器 30、溫度傳感器40、雷射透明度傳感裝置的雷射發射器50;右側立架13b的內側自上而 下依次設置有導電率傳感裝置的負電極器31、水面透明度傳感裝置16和雷射透明度傳感 裝置的雷射接收器51 ；雷射發射器50和雷射接收器51為相向設置、中軸線處在同一水平線上；透明度 傳感裝置的雷射發射器50和雷射接收器51相距30cm，透明度傳感裝置的雷射發射器50 位於距底座14的頂面1/3左側立架13a高度的位置上。導電率傳感裝置的正電極器30的正電極頭33a與負電極器31的負電極頭33b的 中軸線處在同一水平線上，正電極器30的正電極頭33a與負電極器31的負電極頭33b相
5距為30cm ；參見圖3A、圖3B、圖3C、圖3D和圖3E，本實施例中水面透明度傳感裝置 16、正電極器30、負電極器31、溫度傳感器40、雷射發射器50、雷射接收器51各器件 具有相同的機殼結構，機殼結構設置為由機帽20和機身21構成；機帽20的頂面中心有 圓形通孔；機身21為圓筒形狀，機身外周設置有六角臺肩22，位於六角臺肩22兩側的 機身21外周為用於連接的外螺紋結構；機身21的前段與機帽20螺紋連接，機身21的後 段用於和左側立架13a或右側立架13b螺紋連接，在機身後段的臺肩22側面放置有止水 橡膠圈23，機身21的後段端面上有引出導線24。導電率傳感裝置的正電極器30的正電極頭33a與負電極器31的負電極頭33b在 機身內由絕緣板32支撐，電路板34設置在負電極器31的機身內側壁上。參見圖4A和圖4B，溫度傳感器40的機帽通孔內鑲有導熱片41，設置溫度傳 感器40的熱敏元件42貼覆於導熱片41，熱敏元件42的外周與機身之間充填有導熱矽膠 43，溫度傳感器電路板44固定在機身的內側壁上。參見圖5A、圖5B、圖5C和圖5D，雷射發射器50的機帽通孔內鑲有平面玻璃 透鏡52，設置雷射發射器50的雷射元件53貼覆於平面玻璃透鏡52 ；雷射接收器51的機 帽通孔內同樣鑲有平面玻璃透鏡52，雷射接收器51的光敏元件54貼覆於平面玻璃透鏡 52，雷射電路板55固定於機身21內壁。本實施例中，水面透明度傳感裝置16的機身設置為「L」形，以使的機帽通孔 朝向上方；取水口插座17的進水口朝下，出水口朝上，進水口處設有過濾網。吊環11、橫梁12、立架13、底座14、水面透明度傳感裝置16機殼、溫度傳感 器40機殼、雷射發射器50機殼、雷射接收器51機殼、電纜固定頭15機殼、取水管插座 17的材質為不鏽鋼；正電極器30與負電極器31機殼的材質為塑料；正電極器30與負電 極器31的電極頭33材質為紫銅，絕緣板32材質為工程塑料；溫度傳感器40的導熱片 51材質為紫銅；橫梁12、左側立架13a、右側立架31b均為空心管材；水面透明度傳感 裝置16、正電極器30、負電極器31、溫度傳感器40、雷射發射器50、雷射接收器51、 電纜固定頭15與機架之間均需設止水；機架的橫梁12、左側立架13a、右側立架31b及 底座14的連接為焊接。
權利要求1.一種湖泊水質透明度檢測用傳感器，其特徵在於設置由左側立架(13a)、右側立架(13b)及頂部橫梁(12)構成的「門」型機架，左側 立架(13a)、右側立架(13b)的底端固定在底座(14)上；橫梁(12)上分別設置有電纜固 定頭(15)、吊環(11)和取水管插座(17)；左側立架(13a)的內側自上而下依次有導電率 傳感裝置的正電極器(30)、溫度傳感器(40)、雷射透明度傳感裝置的雷射發射器(50)； 右側立架(13b)的內側自上而下依次設置有導電率傳感裝置的負電極器(31)、水面透明 度傳感裝置(16)、雷射透明度傳感裝置的雷射接收器(51)；所述雷射發射器(50)和雷射接收器(51)相向設置、中軸線處在同一水平線上；所述導電率傳感裝置的正電極器(30)的正電極頭(33a)與負電極器(31)的負電極頭 (33b)的中軸線處在同一水平線上。
2.根據權利要求1所述的湖泊水質透明度傳感裝置，其特徵是所述導電率傳感裝置的正電極器(30)的正電極頭(33a)與負電極器(31)的負電極 頭(33b)相距30cm ；所述透明度傳感裝置的雷射發射器(50)和雷射接收器(51)相距 30cm,所述透明度傳感裝置的雷射發射器(50)位於距底座(14)的頂面1/3左側立架 (13a)高度的位置上。
3.根據權利要求1所述湖泊水質透明度傳感裝置，其特徵在於所述水面透明度傳 感裝置(16)、正電極器(30)、負電極器(31)、溫度傳感器(40)、雷射發射器(50)、雷射 接收器(51)各器件具有相同的機殼結構，所述機殼結構設置為由機帽(20)和機身(21) 構成；所述機帽(20)的頂面中心有圓形通孔；機身(21)為圓筒形狀，機身外周設置有 六角臺肩(22)，位於六角臺肩(22)兩側的機身(21)外周為用於連接的外螺紋結構；機 身(21)的前段與機帽(20)螺紋連接，機身(21)的後段用於和左側立架(13a)或右側立 架(13b)螺紋連接，在機身後段的臺肩(22)側面放置有止水橡膠圈(23)，機身(21)的後 段端面上有引出導線(24)。
4.根據權利要求1所述湖泊水質透明度傳感裝置，其特徵在於所述導電率傳感裝 置的正電極器(30)的正電極頭(33a)與負電極器(31)的負電極頭(33b)在機身內由絕緣 板支撐，電路板(34)設置在負電極器(31)的機身內側壁上。
5.根據權利要求1所述湖泊水質透明度傳感裝置，其特徵在於所述溫度傳感器 (40)的機帽通孔內鑲有導熱片(41)，設置溫度傳感器(40)的熱敏元件(42)貼覆於導熱 片(41)，熱敏元件(42)的外周與機身之間充填有導熱矽膠(43)，溫度傳感器電路板(44) 固定在機身的內側壁上。
6.根據權利要求1所述湖泊水質透明度傳感裝置，其特徵在於所述雷射發射器 (50)的機帽通孔內鑲有平面玻璃透鏡(52)，設置雷射發射器(50)的雷射元件(53)貼覆 於平面玻璃透鏡；所述的雷射接收器(51)的機帽通孔內鑲有平面玻璃透鏡，設置雷射接 收器(51)的光敏元件(54)貼覆於平面玻璃透鏡。
7.根據權利要求1所述湖泊水質透明度傳感裝置，其特徵在於所述水面透明度傳 感裝置(16)的機身設置為「L」形，以使的機帽通孔朝向上方，其內部設置與雷射接收 器(51)的相同；
8.根據權利要求1所述湖泊水質透明度傳感裝置，其特徵在於所述取水口插座 (17)的進水口朝下，出水口朝上，所述進水口處設有過濾網。
專利摘要本實用新型公開了一種湖泊水質透明度檢測用傳感裝置，其特徵在於設置由立架和頂部橫梁構成的「門」型機架，立架上分別設置有導電率傳感裝置、溫度傳感器、雷射透明度傳感裝置和水面透明度傳感裝置。本實用新型可以在全天候的情況下，從湖面至湖底的不同水深進行透明度、溫度、導電率，以及取水做pH值、總氮、總磷等多種指標的檢測，其精度高、解析度好、功能多、體積小、造價低、操作簡便、可實時顯示數據。
文檔編號G01N21/59GK201795988SQ20102054628
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月25日 優先權日2010年9月25日
發明者劉麗, 周玉良, 張禮兵, 汪哲蓀, 金菊良 申請人:合肥工業大學