魚塘主動採樣裝置的製作方法

2023-12-09 08:18:02 1

本發明涉及一種魚塘快速檢測裝置，具體的說是一種魚塘主動採樣裝置。

背景技術：

水產養殖水質的優劣會直接影響水生動物的生長發育狀況和其相關產業的經濟效益，需要對魚塘水質環境進行實時監測，傳統方法需要在一個魚塘的多個位置設置用於環境監測的檢測傳感器如ph傳感器和溶解氧傳感器等，通過主控制器分別獲得每個採樣點的檢測數據，採樣點越多，就需要更多的檢測傳感器，這就存在以下問題：(1)，檢測傳感器價格昂貴，導致監測成本過高，採集和維護不便。(2)由於檢測傳感器直接安裝在魚塘的採樣點處，魚塘的惡劣環境下，長期放置會使檢測傳感器的探頭被水體雜質汙染而損壞，增加運行成本；(3)由於檢測傳感器直接安裝在魚塘的採樣點處，當某個檢測傳感器損壞時，不易更換和維護，增加了維護的難度。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單、控制簡便、投資成本和運行成本低、便於清洗和維護、檢測傳感器使用壽命長、可實現自動採樣的魚塘主動採樣裝置。

技術方案包括多個魚塘採樣點，所述多個魚塘採樣點分別連接對應的進水管，每根進水管上設有採樣電磁閥，所述進水管經水泵與採樣桶連接，所述採樣桶包括桶體和桶蓋，所述桶體內設有檢測傳感器，所述桶體的壁面上設有與所述進水管連接的進水口，上段壁面設溢流口，底面設有出水口，所述出水口經出水電磁閥連接魚塘的排放管，所述溢流口也連接魚塘的排放管。

所述桶體內還設有用於衝洗檢測傳感器的衝洗頭，所述衝洗頭經衝洗電磁閥連接自來水管。

所述有檢測傳感器經垂直升降機構安裝在桶體內，且不與桶壁接觸。

所述垂直升降機構包括絲杆，所述絲杆的上端穿過桶蓋中心孔與步進電機的電機軸連接，所述絲杆上套裝有絲杆滑塊，所述絲杆滑塊上設有用於安裝檢測傳感器的支架，所述支架上設有至少一個導向孔，所述導向孔內設有光杆，所述光杆的上端固定在桶蓋上。

所述檢測傳感器為ph傳感器和/或溶解氧傳感器。

還包括有控制系統，所述控制系統包括主控制器，所述主控制器的輸入端與檢測傳感器連接，所述主控制器的輸出端分別與水泵的控制器、採樣電磁閥和出水電磁閥連接；所述主控制器經無線傳輸模塊與控制終端連接。

所述主控制器的輸出端還與衝洗電磁閥連接。

所述主控制器的輸出端還與步進電機的控制器連接。

針對背景技術中存在的問題，發明人作出如下改進：取消在各個魚塘採樣點處設置的檢測傳感器，改為增加一個採樣桶，通過控制相應採樣電磁閥的開閉，可分別將不同魚塘採樣點的水樣經進水管、水泵引入採樣桶內，利用採樣桶內安裝的檢測傳感器對水樣進行檢測，檢測後的水樣可經出水口排入水塘，利用上述結構可實現對多個採樣點水樣的檢測，其優點是(1)不用在每個採樣點安裝檢測傳感器，無論對應多少採樣點，都只用在採樣桶中安裝一套檢測傳感器即可，大大減少了設備投資成本；(2)只需要在定期採樣時將水樣引入採樣桶中，不進行採樣時可將桶中的水樣放空，不使檢測傳感器的探頭長期浸泡水中，大大提高了設備的使用壽命，檢測準確性高；(3)由於採樣點不再設置傳感檢測器，大大降低了前期安裝和後期維護的難度，當需要更換採樣點位置或增減採樣點時，只需相應更改或增減進水管入口的位置。(4)利用水管、閥門和水泵的配合實現採樣桶內的進、排水，結構非常簡單、易於施工。

進一步的，通過在桶體內設置衝洗頭，引入自來水經衝洗頭對採樣後的檢測傳感器進行衝洗，避免檢測傳感器的探頭被水體雜質汙染，影響下一次採樣的準確性，保證多次採樣的情況下，檢測數據的準確可靠，進一步提高檢測傳感器的使用壽命。

進一步的，將檢測傳感器安裝在升降機構上，採用升降機構帶動檢測傳感器垂直上下運動，在採樣時帶動檢測傳感器下降沉入水樣下，充分接觸水樣，在採樣後帶動檢測傳感器上升離開水面，並達到衝洗頭高度，利用電磁閥控制自來水衝洗傳感器探頭，實現清潔檢測傳感器探頭，避免檢測傳感器探頭長期侵泡在水中而被魚塘水汙染影響傳感器精度，提高檢測的準確性。

進一步的,所述升降機構採用絲杆與絲杆滑塊內螺紋配合的結構，採用支架安裝檢測傳感器，用光杆限位並導向，當步進電機帶動絲杆正轉或反轉時，滑塊在光杆導向及限位的作用下沿絲杆上升或下降，從而帶動支架上的檢測傳感器上升或下降，實現檢測傳感器浸入水面以下或提升至水面以上的動作，採用支架固定的方式能夠保證檢測傳感器與水樣充分接觸而不會與桶體的壁面接觸，也方便控制檢測傳感器達到衝洗頭衝洗高度進行衝洗，從而提高了檢測的準確性。

所述檢測傳感器並不特別限定是何種傳感器，支架上可安裝多個檢測傳感器，本領域技術人員可以根據檢測要求選擇具體需要的傳感器(如用於監測魚塘環境常用的ph傳感器和/或溶解氧傳感器等)，或者進行合理增減，非常靈活方便，

本發明控制系統採用主控制器控制各個採樣電磁閥、出水電磁閥和衝洗電磁閥的開閉，控制水泵的啟動和關閉，控制步進電機的轉向及開閉，同時檢測傳感器採集的信號也發送給主控制器進行分析、處理、顯示或者再經無線傳輸模塊發送給控制終端進數據儲存，所述控制終端可與web伺服器或手機進行無線通訊，可通過網站或手機查看相關數據或者下達控制指令，方便的實現遠程監控，此為現有技術，在此不作詳述。

本發明結構簡單、控制簡便、投資成本和運行成本低、便於清洗和維護、檢測傳感器使用壽命長、檢測數據穩定準確性高、可實現連續自動採樣，適用於一個或多個魚塘的多個採樣點檢測。

附圖說明

圖1為本發明裝置布置原理圖；

圖2為採樣桶內垂直升降機構的結構示意圖；

圖3為本發明的控制原理圖。

其中：1－魚塘、2－魚塘、3－採樣電磁閥、4－水泵電磁閥、5－出水電磁閥、6－衝洗電磁閥、7－採樣桶、7.1－桶體、7.2－桶蓋、7.3－進水口、7.4－出水口、7.5－溢流口、8－衝洗頭、9－進水管、10－垂直升降機構、10.1－步進電機、10.2－絲杆、10.3－絲杆滑塊、10.4－支架、10.5－光杆、10.6－導向孔、10.7－聯軸器、11－ph傳感器、12－溶解氧傳感器、13－主控制器、14－控制終端、15－web伺服器、16－水泵、17－排放管、18－自來水管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步解釋說明：

參見圖1，本實施例中有兩個魚塘1、2，每個魚塘設有多個採樣點，所述採樣點的布置位置或者高度可根據需要進行確認，在此不作詳述；多個魚塘採樣點分別連接對應的多根進水管9，每根進水管9上設有採樣電磁閥3，所有進水管9經水泵16、水泵電磁閥4與採樣桶7連接，所述採樣桶7包括桶體7.1和桶蓋7.2，所述桶體7.1的壁面上設有與所述進水管9連接的進水口7.3，上段壁面設溢流口7.5，底面設有出水口7.4，所述出水口7.4經出水電磁閥5連接魚塘的排放管，所述溢流口也連接魚塘的排放管。檢測傳感器(本發明中列舉為ph傳感器11和溶解氧傳感器12)經垂直升降機構10安裝在桶體7.1內，且不與桶壁接觸。所述桶體7.1內還設有兩個用於衝洗檢測傳感器的衝洗頭8，所述衝洗頭8經衝洗電磁閥6連接自來水管18，若衝洗頭有8的數量可根據檢測傳感器的數量控制，相應衝洗電磁閥6與衝洗頭8的數量對應。

參見圖2，所述垂直升降機構10包括絲杆10.2，所述絲杆10.2的上端穿過桶蓋7.2中心孔經聯軸器10.7與步進電機10.1的電機軸連接，所述絲杆10.2上套裝有絲杆滑塊10.3，所述絲杆滑塊10.3上設有安裝有ph傳感器11和溶解氧傳感器12的支架10.4，所述支架10.4上設有至少一個導向孔10.6，所述導向孔10.6內設有光杆10.5，所述光杆10.5的上端固定在桶蓋7.2上。

參見圖3，還包括有控制系統，所述控制系統包括主控制器13，所述主控制器13的輸入端與ph傳感器11和溶解氧傳感器12連接，所述主控制器13的輸出端分別與水泵16的控制器、步進電機10.1的控制器、多個採樣電磁閥3、出水電磁閥5和兩個清洗電磁閥6連接；所述主控制器13經無線傳輸模塊與控制終端14連接，所述控制終端14與web伺服器15可實現網絡通訊。

工作原理：

需要進行採樣時，主控制器13控制對應採樣點的進水管9的採樣採樣電磁閥3開啟，出水電磁閥5關閉，控制水泵16及水泵電磁閥4開啟，採樣點處的水樣由對應的進水管9送入經進水口7.3進入採樣桶7內，水位上升至溢流水位後，多餘的水樣由溢流口7.5經排放管17引回魚塘，主控制器13發出控制信號給步進電機10.1的控制器，使步進電機10.1開啟帶動絲杆10.2正向轉動，使絲杆滑塊10.3帶動支架10.4下降，使ph傳感器11和溶解氧傳感器12下降進入檢測位置，ph傳感器11和溶解氧傳感器12被浸沒在水樣中，採集相關數據，並將數據信號傳送給主控制器13，主控制器13對信號進行分析處理後經無線傳輸模塊傳送給控制終端14，再由控制終端14將相關數據發送給web伺服器儲存以供查閱。當主控制器13獲取來自ph傳感器11和溶解氧傳感器12的信號後，控制對應的採樣電磁閥3、水泵16及水泵電磁閥4關閉，出水電磁閥5開啟，將桶內的水樣由出水口7.4經排放管17排入魚塘；主控制器13發出控制信號給清洗電磁閥6開啟，自來水經自來水管18經衝洗頭8向桶內的ph傳感器11和溶解氧傳感器12的方向噴出，用於衝洗附著在傳感器探頭上的汙物及雜質(衝洗時間可預先設定)，衝洗完成後關閉清洗電磁閥6；主控制器13發出控制指令控制步進電機10.1啟動，帶動絲杆10.2反向轉動，使絲杆滑塊10.3帶動支架10.4上升，使ph傳感器11和溶解氧傳感器12上提，回到初始位置，控制對應的採樣電磁閥3關閉；

當需要對下一採樣點進行檢測時，同理，主控制器13控制對應採樣點的進水管9的採樣電磁閥3開啟，出水電磁閥5關閉，其它控制方法同上。

採用上述方法可對多個魚塘的多個採樣點進行連續採樣檢測，獲得穩定準確的數據。

控制終端14還可接受來自web伺服器發出的控制指令，對整個採樣過程進行控制。