一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構的製作方法

2023-04-28 13:36:11 1

一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構的製作方法
【專利摘要】一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，屬於水產養殖【技術領域】。本發明利用抽水裝置將待檢測水抽到溶氧檢測水路中供溶氧傳感器檢測溶氧值，降低了待測水域環境對溶氧傳感器的潛在損壞威脅。利用兩個驅動舵機構成的二自由度機械臂使溶氧傳感器能在清洗箱體與溶氧檢測水路之間運動，完成在檢測水路中檢測、在清洗箱體中擺動清洗和在清洗箱中保持靜態浸潤等3個動作，實現溶氧傳感器定時檢測、檢測區域與清潔區域相分離的目的，有效解決了溶氧傳感器在待測水域中易受汙染和損壞的問題。抽水管長度可調節設計實現了對不同深度水域的溶氧檢測，增強了檢測機構的靈活性。
【專利說明】一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及水產養殖中溶解氧檢測與自動增氧的【技術領域】，尤其涉及一種用於全自動智能增氧系統的溶氧檢測傳感器自清潔和保護方法及裝置。
【背景技術】
[0002]目前，市場上全自動智能增氧系統的種類繁多，其中一個非常重要的功能就是檢測水中的溶解氧含量。而水中的溶解氧含量通過溶氧傳感器採集，溶氧傳感器的使用壽命，直接影響著整個增氧控制系統的使用壽命和增氧效果。在全自動智能增氧系統實際使用中，影響溶氧傳感器壽命的因素除了溶氧傳感器本身的性能外，另外一個非常重要的因素是溶氧傳感器的性能和使用壽命易受到檢測水域環境狀況的影響，溶氧傳感器膜表面容易附著水中的汙染物比如藻類、淤泥等，這些汙染物會直接導致溶氧傳感器失效，進而導致系統的誤判斷和誤操作。針對這種情況就需要不斷清洗溶氧傳感器甚至更換溶氧傳感器，這樣不僅給用戶帶來了定時清洗溶氧傳感器的麻煩，甚至還增加了過多的系統維護費用。
[0003]國內學者在近年來從事溶解氧檢測機構的研發工作中，針對以上問題的解決辦法之一是在溶氧傳感器檢測端添加潛水泵，通過在溶氧傳感器附近產生一定流速的水流，帶來一定的清洗作用，但其效果不是很明顯。另外一種方法是在溶氧傳感器端加微型電刷，自動定期清洗，保持傳感器膜的乾淨，但是這種微型電刷的設計工藝要求比較高，成本也比較高，刷洗過程中也容易對溶氧傳感器膜造成一定程度的損傷。溶氧檢測機構中增加溶氧傳感器的自清潔和保護裝置是當前諸多智能增氧系統所欠缺的，是目前該領域亟待解決的技術問題。
[0004]國內涉及溶解氧傳感器保護技術並已獲授權的相關專利有:常州智能農業裝備研究院有限公司的實用新型專利「用於智能增氧系統的提升機構」(CN201210004350.6)，該專利提出了一種檢測溶解氧 的提升機構，其實施方式為:在需要檢測水中溶解氧時，通過電機將溶氧傳感器降至水下，檢測結束通過電機將溶氧傳感器升至水面上，溶氧傳感器機構在轉動的過程中，的確對溶氧傳感器有一定的清洗作用，但溶氧傳感器上仍然有可能附著一些藻類，並且在下降和上升過程中溶氧傳感器膜也可能與一些水中雜物發生碰撞，導致溶氧傳感器膜的損壞。另外，其存在的主要問題是:檢測結束後，溶氧傳感器重新升至水面暴露在空氣中，這使得溶氧傳感器膜在夏天高溫環境下極易幹壞。本發明的實施方式與此有明顯差異。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，在檢測水中溶解氧含量的同時，對溶氧傳感器進行有效的保護。利用該檢測機構，溶氧傳感器無需下降至被檢測水環境中就能實現水的溶氧檢測，大大降低了水域環境對溶氧傳感器的潛在損壞威脅，同時溶氧傳感器檢測結束後被移動至乾淨水環境中來回擺動清洗，讓溶氧傳感器的清洗效果更加徹底與安全，同時確保了溶氧傳感器膜的有效浸潤，解決了溶氧傳感器在檢測過程中易受汙染和損壞的問題。通過調節抽水管的長度可以實現不同深度水域的溶氧檢測，增強了檢測機構的靈活性。
[0006]本發明的技術方案是:
[0007]—種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，它由主安裝箱、溶氧檢測與控制機構以及功能附件組成。主安裝箱由溶氧檢測水路、溶氧傳感器清洗箱體、漂浮箱體和箱體頂蓋構成，溶氧檢測與控制機構由溶氧傳感器、驅動舵機和若干安裝連接件構成，功能附件包括抽水管路總成、抽水電機總成和電路控制模塊；所述溶氧檢測與控制機構通過螺紋安裝在主安裝箱上的溶氧檢測與控制機構安裝位置處；所述抽水管路總成在主安裝箱上的抽水管路總成連接位置處使用螺紋擰合的方式與主安裝箱連接；所述抽水電機總成通過螺紋安裝在主安裝箱上抽水電機總成安裝位置處；所述電路控制模塊固定在箱體頂蓋內側；所述箱體頂蓋通過螺釘固定在主安裝箱的安裝孔上。
[0008]本發明的溶氧傳感器清洗箱體是由四個側面和一個底面構成的長方體空箱，高度為300mm，底面為200mm*200mm的正方形，溶氧傳感器清洗箱體位於主安裝箱內部中心區域，溶氧傳感器清洗箱體中盛有適量的乾淨水，用來清洗溶氧傳感器。
[0009]本發明的漂浮箱體是由四個外側面、一個「回」字形底面以及四個內側面構成的空腔，「回」字底面總體尺寸為300mm*300mm，其中心200mm*200mm的正方形區域與溶氧傳感器清洗箱體外壁貫穿連接，漂浮箱體高度為200_，溶氧傳感器清洗箱體底面低於漂浮箱體底面100mm，漂浮箱體的空腔區域為整個機構提供浮力。
[0010]本發明的溶氧檢測水路包括進水通路、檢測通路和出水通路，進水通路豎直放置在漂浮箱體一側的外壁與內壁之間，出水通路緊貼與進水通路相對一側的溶氧傳感器清洗箱體內壁並豎直放置，檢測通路位於溶氧傳感器清洗箱體中上部，並水平貫通進水通路和出水通路，使溶氧檢測水路構成一個倒U形的通路。
[0011]本發明的溶氧檢測.與控制機構利用兩個驅動舵機構成二自由度機械臂，機械臂使溶氧傳感器產生以下動作:(a)將溶氧傳感器從溶氧傳感器清洗箱體移至檢測通路之中，實現溶氧檢測；(b)完成溶氧檢測後，將溶氧傳感器移回至溶氧傳感器清洗箱體中；(C)使溶氧傳感器在溶氧傳感器清洗箱體內來回擺動清洗，清洗完成後保持溶氧傳感器靜止於溶氧傳感器清洗箱體水中，等待下一次溶氧檢測。
[0012]本發明的抽水管路總成包括抽水管、過濾網和過濾罩，過濾網和過濾罩安裝於抽水管底端，抽水管頂端通過螺紋擰合的方式連接在進水通路底端，通過調節抽水管的長度可以實現檢測不同深度水的溶解氧含量。
[0013]本發明的抽水電機總成包括直流電機、傳動軸和葉輪，直流電機通過聯軸器連接傳動軸，傳動軸通過螺絲連接葉輪，直流電機通過螺絲固定安裝在進水通路頂端位置，整個抽水電機總成鑲嵌安裝在進水通路內部。
[0014]本發明的電路控制模塊包括檢測控制電路、無線傳輸電路、無線傳輸天線和防水盒，使用螺絲將檢測控制電路和無線傳輸電路固定在防水盒中，使用螺絲分別將防水盒和無線傳輸天線安裝在箱體頂蓋內側和外側。電路控制模塊控制溶氧檢測與控制機構的工作狀態，並讀取溶氧傳感器的檢測數據，檢測數據以無線的方式向外發送，被遠程主控器接收。
[0015]本發明的有益效果:[0016]本發明中溶氧傳感器無需下降至被檢測水環境中就能實現水的溶氧檢測，大大降低了水域環境對溶氧傳感器的潛在損壞威脅。
[0017]本發明中溶氧傳感器檢測結束後被移動至乾淨水環境中來回擺動清洗，讓溶氧傳感器的清洗效果更加徹底與安全，同時確保了溶氧傳感器膜的有效浸潤，解決了溶氧傳感器在檢測過程中易受汙染和損壞的問題。
[0018]本發明通過調節抽水管的長度可以實現不同深度水域的溶氧檢測，增強了檢測機構的靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的主安裝箱結構圖A ；
[0020]圖2是本發明的主安裝箱結構圖B ；
[0021]圖3是本發明的溶氧檢測與控制機構結構圖；
[0022]圖4是本發明的功能附件圖；
[0023]圖5是本發明的溶氧檢測水路、溶氧檢測與控制機構、抽水電機總成與抽水管路總成組裝圖；
[0024]圖6是本發明的智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構整體結構圖；
[0025]其中:1、溶氧檢測水路；2、溶氧傳感器清洗箱體；3、漂浮箱體；4、箱體頂蓋；5、無線傳輸天線；6、溶氧檢測與控制機構安裝位置；7、抽水電機總成安裝位置；8、箱體頂蓋安裝孔；9、1號舵機；10、1號舵機和2號舵機的連接件；11、2號舵機；12、2號舵機與溶氧傳感器的連接件；13、溶氧傳感器.；14、防水盒；15、直流電機；16、傳動軸；17、葉輪；18、抽水管；19、過濾網；20、過濾罩；21、抽水管螺紋位置；22、抽水電機總成；23、抽水管路總成；24、進水通路；25、檢測通路；26、出水通路；27、抽水管路總成連接位置
【具體實施方式】
[0026]一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，由主安裝箱、溶氧檢測與控制機構以及功能附件構成。
[0027]下面結合附圖和實施對本發明作進一步的說明。
[0028](I)抽水電機總成、抽水管路總成和溶氧檢測水路的具體實施方案
[0029]抽水電機總成22包括直流電機15、傳動軸16及葉輪17，抽水管路總成23包括抽水管18、過濾網19及過濾罩20，溶氧檢測水路I包括進水通路24、檢測通路25及出水通路26。直流電機15使用聯軸器連接傳動軸16，傳動軸16通過螺絲連接葉輪17，直流電機15、傳動軸16和葉輪17連接為一個整體鑲嵌安裝在進水通路24中，抽水管18的底端安裝過濾網19和過濾罩20，抽水管18頂端21通過螺紋擰合的方式連接在進水通路24底端27，通過調節抽水管18的長度可以實現檢測不同深度水的溶解氧含量。直流電機15轉動，帶動傳動軸16轉動，傳動軸16帶動葉輪17轉動，被檢測水流經抽水管道18和進水通路24被抽到檢測通路25中，溶氧傳感器13採集檢測通路25中水的溶氧值，檢測通路25中的被檢測水經過出水通路26流回被檢測水環境中。
[0030](2)溶氧檢測與控制機構的具體實施方案
[0031]溶氧檢測與控制機構包括I號舵機9、2號舵機11、溶氧傳感器13、I號舵機和2號舵機的連接件10、2號舵機與溶氧傳感器的連接件12。其中I號舵機9、I號舵機和2號舵機的連接件10、2號舵機11和2號舵機與溶氧傳感器的連接件12構成溶氧檢測與控制機構中的一個二自由度機械臂，機械臂使溶氧傳感器13完成檢測水溶氧值和被清洗的動作，具體操作如下:
[0032]當無線傳輸電路收到啟動採集命令時,首先,控制電路啟動直流電機15轉動,將被檢測水抽到檢測通路25中，然後控制電路啟動I號舵機9向上轉動規定角度(溶氧傳感器13的初始位置是在檢測通路25下方、左側的溶氧傳感器清洗箱體2水中)，使溶氧傳感器13上升離開溶氧傳感器清洗箱體2，控制電路啟動2號舵機11向右轉動規定角度，使溶氧傳感器13位於檢測通路25正上方，控制電路再啟動I號舵機9向下轉動規定角度，使溶氧傳感器13下降靜止停放在檢測通路25的被檢測水中，此時控制電路啟動檢測電路對檢測通路25中的被檢測水開始定時採集溶氧值。
[0033]當採集溶氧值結束，首先，控制電路控制直流電機15停止轉動，停止抽水，然後控制電路啟動I號舵機9向上轉動規定角度，使溶氧傳感器13上升離開檢測通路25，控制電路啟動2號舵機11向左轉動規定角度，使溶氧傳感器13位於檢測通路25左側的溶氧傳感器清洗箱體2區域上方，控制電路啟動I號舵機9向下轉動規定角度，使溶氧傳感器13下降到溶氧傳感器清洗箱體2的乾淨水中，此時，控制電路再啟動2號舵機11分別向左向右來迴轉動規定的角度3次，使溶氧傳感器13在溶氧傳感器清洗箱體2的乾淨水中來回擺動3次，清洗溶氧傳感器13，清洗完成後保持溶氧傳感器13靜止於溶氧傳感器清洗箱體(2)水中，等待下一次溶氧檢測。
[0034](3)主安裝箱的具體實施方案
[0035]主安裝箱包括溶氧檢測水路1、溶氧傳感器清洗箱體2、漂浮箱體3和箱體頂蓋4。溶氧傳感器清洗箱體2是由四個側面和一個底面構成的長方體空箱，高度為300_，底面為200mm*200mm的正方形，溶氧傳感器清洗箱體2位於主安裝箱內部中心區域，溶氧傳感器清洗箱體2中盛有適量的幹 淨水，用來清洗溶氧傳感器13。
[0036]漂浮箱體3是由四個外側面、一個「回」字形底面以及四個內側面構成的空腔，「回」字底面總體尺寸為300mm*300mm，其中心200mm*200mm的正方形區域與溶氧傳感器清洗箱體2外壁貫穿連接，漂浮箱體3高度為200_，溶氧傳感器清洗箱體2底面低於漂浮箱體3底面100mm，漂浮箱體3的空腔區域為整個機構提供浮力。
[0037]溶氧檢測水路I中的進水通路24豎直放置在漂浮箱體(3) —側的外壁與內壁之間，出水通路26緊貼與進水通路24相對一側的溶氧傳感器清洗箱體3內壁並豎直放置，檢測通路25位於溶氧傳感器清洗箱體2中上部，並水平貫通進水通路24和出水通路26，使溶氧檢測水路I構成一個倒U形的通路。
[0038]以上為本發明的最佳實施方式，依據本發明公開的內容，本領域的普通技術人員能夠顯而易見地想到一些雷同、替代方案，均應落入本發明保護的範圍。
【權利要求】
1.一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是它包括主安裝箱(圖1)、溶氧檢測與控制機構(圖3)以及功能附件(圖4)。主安裝箱(圖1)由溶氧檢測水路(I)、溶氧傳感器清洗箱體(2)、漂浮箱體(3)和箱體頂蓋(4)構成，溶氧檢測與控制機構(圖3)由溶氧傳感器(13)、驅動舵機(9、11)和若干安裝連接件(10、12)構成，功能附件(圖4)包括抽水管路總成(23)、抽水電機總成(22)和電路控制模塊；所述溶氧檢測與控制機構(圖3)通過螺紋安裝在主安裝箱(圖1)上的溶氧檢測與控制機構安裝位置(6)處；所述抽水管路總成(23)在主安裝箱(圖1)上的抽水管路總成連接位置(27)處使用螺紋擰合的方式與主安裝箱(圖1)連接；所述抽水電機總成(22)通過螺紋安裝在主安裝箱(圖1)上抽水電機總成安裝位置(7)處；所述電路控制模塊固定在箱體頂蓋(4)內側；所述箱體頂蓋(4)通過螺釘固定在主安裝箱(圖1)的安裝孔(8)上。
2.根據權利要求1所述的一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是所述溶氧傳感器清洗箱體(2)是由四個側面和一個底面構成的長方體空箱，高度為300_，底面為200mm*200mm的正方形，溶氧傳感器清洗箱體(2)位於主安裝箱(圖1)內部中心區域，溶氧傳感器清洗箱體(2)中盛有適量的乾淨水，用來清洗溶氧傳感器(13)。
3.根據權利要求1所述的一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是所述漂浮箱體(3)是由四個外側面、一個「回」字形底面以及四個內側面構成的空腔，「回」字底面總體尺寸為300mm*300mm,其中心200mm*200mm的正方形區域與溶氧傳感器清洗箱體(2)外壁貫穿連接，漂浮箱體(3)高度為200_，溶氧傳感器清洗箱體(2)底面低於漂浮箱體(3)底面100_，漂浮箱體(3)的空腔區域為整個機構提供浮力。
4.根據權利要求1所述的一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是所述溶氧檢測水路(I)包括進水通路(24)、檢測通路(25)和出水通路(26)，進水通路(24)豎直放置在漂浮箱體(3) —側的外壁與內壁之間，出水通路(26)緊貼與進水通路(24)相對一側的溶氧傳感器清洗箱體(3)內壁並豎直放置，檢測通路(25)位於溶氧傳感器清洗箱體(2)中上部，並水平貫 通進水通路(24)和出水通路(26)，使溶氧檢測水路(I)構成一個倒U形的通路。
5.根據權利要求1所述的一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是所述的溶氧檢測與控制機構(圖3)利用兩個驅動舵機(9、11)構成二自由度機械臂，機械臂使溶氧傳感器(13)產生以下動作:(a)將溶氧傳感器(13)從溶氧傳感器清洗箱體(2)移至檢測通路(25)之中，實現溶氧檢測；(b)完成溶氧檢測後，將溶氧傳感器(13)移回至溶氧傳感器清洗箱體(2)中；(c)使溶氧傳感器(13)在溶氧傳感器清洗箱體(2)內來回擺動清洗，清洗完成後保持溶氧傳感器(13)靜止於溶氧傳感器清洗箱體(2)水中，等待下一次溶氧檢測。
6.根據權利要求1所述的一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是所述的抽水管路總成(23)包括抽水管(18)、過濾網(19)和過濾罩(20)，過濾網(19)和過濾罩(20)安裝於抽水管(18)底端，抽水管(18)頂端(21)通過螺紋擰合的方式連接在進水通路(24)底端(27)，通過調節抽水管(18)的長度可以實現檢測不同深度水的溶解氧含量。
7.根據權利要求1所述的一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是所述的抽水電機總成(22)包括直流電機(15)、傳動軸(16)和葉輪(17)，直流電機(15)通過聯軸器連接傳動軸(16)，傳動軸(16)通過螺絲連接葉輪(17)，直流電機(15)通過螺絲固定安裝在進水通路(24)頂端位置(7)，整個抽水電機總成(22)鑲嵌安裝在進水通路(24)內部。
8.根據權利要求1所述的一種智能增氧系統的溶氧檢測與自清潔機構，其特徵是所述的電路控制模塊包括檢測控制電路、無線傳輸電路、無線傳輸天線(5)和防水盒(14)，使用螺絲將檢測控制電路和無線傳輸電路固定在防水盒(14)中，使用螺絲分別將防水盒(14)和無線傳輸天線(5)安裝在箱體頂蓋(4)內側和外側。電路控制模塊控制溶氧檢測與控制機構的工作狀態，並讀取溶氧傳感器的檢測數據，檢測數據以無線的方式向外發送，被遠程主控器接 收。
【文檔編號】A01K63/04GK103430901SQ201310396414
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】丁永前, 王致情, 莫振敏, 沈明霞, 譚星祥, 李楊 申請人:南京農業大學