一种水环境检测浮漂及检测方法

1.本发明属于水质监测及检测技术领域，具体涉及一种水环境检测浮漂及检测方法。


背景技术：

2.对于自然界的河流、湖泊等水环境地区，由于人类活动范围的不断扩大，对水环境的污染也在不断加重，从而导致水环境富养化现象严重，很多水环境区域的水质并不符合标准，因此需要对这些水环境区域中的水质进行检测或者监测，从而能够动态了解其水质状况，可以及时的进行人工干预，对水体进行改善。
3.现有的进行水环境监测的装置通常采用浮漂式水质监测，这种浮漂式水质监测装置利用水流的流动作为动力来源，漂浮在水面上，并定时采集水体监测的信息进行传输，但是这种浮漂式水质监测装置经常会受到水中环境的影响，例如被水中的杂物缠绕、遇到阻碍物或障碍物导致无法继续行进等问题。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，本发明提供了一种水环境检测浮漂及检测方法，通过将整个装置设置成可以打开/闭合的方式，在需要进行检测时，将周围的漂浮物或者杂物吹开后，再打开进行水质检测，可以避免浮漂长期漂浮在水里，水里的杂物或者漂浮物容易缠绕在检测探头上的问题。
5.本发明所采用的技术方案是：一种水环境检测浮漂，包括浮漂本体，浮漂本体包括上半体和下半体，所述上半体和下半体之间可闭合/打开，所述上半体设置有水质检测装置，所述下半体内具有容纳空腔，所述水质检测装置可伸入到容纳空腔中对其中的水质进行检测；所述上半体上设置有避障机构，所述避障机构用于带动浮漂本体朝向远离障碍物的方向移动。
6.优选的，所述上半体内设置第一电机，所述第一电机与丝杆连接，所述下半体内设置丝杆腔，所述丝杆腔套设在定位腔内，所述定位腔设置在上半体内，所述丝杆腔可相对于定位腔上下移动；所述丝杆与丝杠腔之间螺纹连接，所述丝杆转动后带动下半体靠近/远离上半体。
7.优选的，所述避障机构包括气囊，所述气囊环绕设置在上半体的外周，所述上半体的周向上设置数个出气孔，所述气囊内设置有数个子囊袋，所述子囊袋与出气孔一一对应设置；所述气囊通过第一气管与出气孔连通，所述第一气管上设置第一单向阀，所述第一单向阀使得气囊内的气体朝向出气孔的方向流动；所述气囊上设置第二单向阀，所述第二单向阀用于将外部空气流入到气囊中。
8.优选的，所述上半体内设置有空压机，所述空压机通过第二气管与出气孔连通，所述空压机与控制器连接。
9.优选的，所述下半体的周向上设置数个通孔，所述空压机通过第三气管与通孔连
通，所述第三气管上设置有第三单向阀，所述第三单向阀使得空压机中的空气朝向通孔的方向流动；所述通孔还与下半体中的容纳空腔连通，所述容纳空腔中设置有排水机构，所述排水机构用于将容纳空腔内的水通过通孔排出。
10.优选的，所述排水机构包括排水泵，所述排水泵的两端分别连接通孔和容纳空腔。
11.优选的，所述排水机构包括压板，两个所述压板拼合构成容纳空腔的底面，所述压板与防水电动伸缩杆的活动端连接，所述防水电动伸缩杆设置在排水腔内，所述排水腔底面设置有排水阀；所述压板朝向容纳空腔内部伸入后，连通容纳空腔与排水腔；所述压板可在排水腔内移动。
12.优选的，所述水质检测装置与电动伸缩杆连接，所述水质检测装置在上半体内设置至少一个；所述上半体和下半体均为半球形，所述上半体和下半体闭合后构成一个球体，所述上半体和下半体相接处的位置设置有密封圈。
13.一种水环境检测方法，包括以下步骤：
14.s1：清除漂浮物：浮漂本体由内向外，周向均压吹出气体，将浮漂本体周围的漂浮物朝向远离浮漂本体的方向吹动，浮漂本体间隙吹气，清除浮漂本体周围的漂浮物；
15.s2：水质检测：浮漂本体打开，浮漂本体的下半体朝向水面下方移动，此时待测水质涌入到浮漂本体下半体内的容纳空腔内，待测水质完全涌入后浮漂本体的下半体朝向上半体方向移动后使得上半体和下半体闭合；上半体内的水质检测装置朝向容纳空腔方向伸出，伸入到待测水体中，对其中的水质进行检测，并通过浮漂本体上的控制器将检测数据远程发送至客户端；
16.s3：水质排出：待检测完成后，下半体中的排水机构将其中已经检测完成的水体完全排出；
17.s4：浮漂避障：浮漂本体在水中浮动时，若遇到船只或者障碍物时，船只或者障碍物碰触到浮漂本体外侧的气囊，气囊受到碰撞挤压，将其中被碰撞侧气囊中的气体挤出，气体通过与该碰撞侧距离最近的出气孔排出后，使得浮漂本体朝向远离障碍物的方向移动，进行避障。
18.优选的，在步骤s2的浮漂本体打开的过程中，浮漂本体持续向外侧吹气，使得浮漂本体周围的杂物远离浮漂本体，直到浮漂本体闭合后，停止吹气。
19.本发明具有以下有益效果：
20.1、本发明装置在使用时打开，打开后，待检测的水体可以直接进入到装置内部，并在装置闭合后，对其中的水质进行检测，在装置不使用的过程汇总，装置始终保持闭合状态，从而保证了装置在水中漂浮的过程中，不会因为水中的杂质或者异物对检测探头进行缠绕，从而干扰检测的进行；
21.2、本发明装置在外部设置了防撞气囊，该气囊与装置上的出气孔连通，当气囊碰撞到杂物或者船只后，气囊被压缩，其中的气体就可以进入到离气囊最靠近的出气孔中并向外排出，此时整个装置即可以朝向远离障碍物的方向移动，从而避免了装置的损坏；
22.3、本发明装置在打开的过程当中，出气孔和其上的通孔始终处于向外吹气的状态，从而将装置周围的漂浮物或者杂物吹开，边吹动边使得水体不断的进入到下半体中，从而对进入的水体进行检测，可以避免杂物进入下半体后较难排出的问题。
附图说明
23.图1为本发明结构示意图；
24.图2为本发明另一角度的结构示意图；
25.图3为本发明装置闭合时的结构示意图；
26.图4为压板的俯视结构图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
29.如图1-4所示，一种水环境检测浮漂，包括浮漂本体，浮漂本体包括上半体1和下半体2，所述上半体1和下半体2之间可闭合/打开，上半体1和下半体2闭合后可构成一个完成的球体，放置在水中时，下半体2始终位于水位下方，而上半体1始终位于水位上方。
30.所述上半体1内设置有水质检测装置11，所述下半体2内具有容纳空腔8，所述水质检测装置11可伸入到容纳空腔8中对其中的水质进行检测，在不使用时，水质检测装置11始终处于上半体1中，当需要使用时，水质检测装置11伸入到下半体2中的容纳空腔8中即可；所述上半体1上设置有避障机构，所述避障机构用于带动浮漂本体朝向远离障碍物的方向移动，通过避障机构可以防止整个浮漂的意外撞击，并且在有撞击发生后，也可以带动浮漂朝向远离障碍物的方向移动，从而避免再次碰撞。
31.所述上半体1内设置第一电机9，所述第一电机9与丝杆6连接，所述下半体2内设置丝杆腔7，所述丝杆腔7套设在定位腔17内，所述定位腔17设置在上半体1内，所述丝杆腔7可相对于定位腔17上下移动；所述丝杆6与丝杠腔7之间螺纹连接，所述丝杆6转动后带动下半体2靠近/远离上半体1。可以理解的是，丝杆腔7套设在定位腔17内后，丝杆腔7能够沿着定位腔17上下移动而无法左右转动，因此，当第一电机9转动后，丝杆6开始转动，就可以使得丝杆腔7上下移动，从而打开或者闭合下半体2。
32.所述避障机构包括气囊3，所述气囊3环绕设置在上半体1的外周，也即在上半体1的外周的一圈上均设置气囊3，从而保护上半体1不会因为误撞而损坏，所述上半体1的周向上设置数个出气孔4，所述气囊3内设置有数个子囊袋，所述子囊袋与出气孔4一一对应设置，所述气囊3通过第一气管14与出气孔4连通，所述第一气管14上设置第一单向阀，所述第一单向阀使得气囊3内的气体朝向出气孔4的方向流动；也即每个子囊袋与一个出气孔4连接，从而保证在子囊袋被碰撞挤压后，气体从对应的出气孔4排出后，使得整个浮漂朝向远离障碍物的方向移动；所述气囊3上设置第二单向阀，所述第二单向阀用于将外部空气流入到气囊3中，当气囊3中的气体被排出后，又会再次从外界吸入空气，从而充满气囊3，保证气囊3的再次使用。
33.所述上半体1内设置有空压机18，所述空压机18通过第二气管15与出气孔4连通，
所述空压机18与控制器连接，空压机18可以在控制器的控制下工作，使用时，空压机18可以持续从出气孔4中喷出气体，也可以间歇式喷出，从而对浮漂周围的杂质进行清除，使得杂质朝向远离浮漂的方向移动。
34.所述下半体2的周向上设置数个通孔5，所述空压机18通过第三气管16与通孔5连通，所述第三气管16上设置有第三单向阀，所述第三单向阀使得空压机18中的空气朝向通孔5的方向流动，当需要进行浮漂附近杂物的清除时，可以同时使得出气孔4和通孔5进行排气，对较大范围的区域进行清除，由于浮漂漂浮在水面上时，下半体2处于没于水体下方的位置，出气孔4和通孔5皆处于水中，当出气孔4和通孔5同时出气后，可以对水面下方较深一些位置的悬浮物或者杂质进行吹动，使得杂物远离浮漂，从而避免浮漂打开后杂物的进入；所述通孔5还与下半体2中的容纳空腔8连通，容纳空腔8用于在浮漂打开后，容纳水体进入，从而对容纳水体的水质进行检测，所述容纳空腔8中设置有排水机构，所述排水机构用于将容纳空腔8内的水通过通孔5排出，当进行检测完成后，可以通过排水机构，将容纳空腔8中的水排出，从而为下一次的检测做准备。
35.所述排水机构包括排水泵，所述排水泵的两端分别连接通孔5和容纳空腔8。本发明排水机构的一种实施方式是，直接在浮漂中设置排水泵，通过排水泵的工作，可以将容纳空腔8中的水排出到浮漂外部。
36.本发明排水机构的另一种实施方式是，所述排水机构包括压板12，两个所述压板12拼合构成容纳空腔8的底面，也即在浮漂打开的状态时，外部的水体进入到容纳空腔8中，位于压板12的上方，由于压板12的边缘部与排水腔19的内壁紧密贴合，当压板12不动作时，水体全部处于容纳空腔8中而不会进入到排水腔19中；所述压板12与防水电动伸缩杆20的活动端连接，所述防水电动伸缩杆20设置在排水腔19内，所述排水腔底面设置有排水阀；所述压板12朝向容纳空腔8内部伸入后，连通容纳空腔8与排水腔19；所述压板12可在排水腔19内移动，当需要排水时，防水电动伸缩杆20工作，带动压板12向上(图1中上下位置)运动，使得压板12移动进入到容纳空腔8内部，由于容纳空腔8为半球结构，而排水腔19为圆柱形结构，且排水腔19的直径小于下半体2的直径，因此当压板12向上移动后，压板12的边缘部远离容纳空腔8的内壁形成间隙，容纳空腔8中的水体沿着此间隙进入到排水腔19中；待排的水体需要从排水腔19中排水时，只需要打开排水阀，使得压板12持续向下压动，将排水腔19中的水体压出即可，为了保证排水，排水腔19内的容积可大于容纳空腔8的容积。
37.所述水质检测装置11与电动伸缩杆10连接，所述水质检测装置11在上半体1内设置至少一个；所述上半体1和下半体2均为半球形，所述上半体1和下半体2闭合后构成一个球体，所述上半体1和下半体2相接处的位置设置有密封圈。当将待测水体容纳入容纳空腔8中后，电动伸缩杆10工作，带动水质检测装置11向下移动进入到容纳空腔8中，对容纳空腔8中的水质进行检测即可，待检测完成，水质检测装置11向上移动进入到上半体1中。
38.基于上述装置，本发明还提供了一种水环境检测方法，包括以下步骤：
39.s1：清除漂浮物：浮漂本体由内向外，周向均压吹出气体，通过空压机18，使得出气孔4和通孔5同时吹气，将浮漂本体周围的漂浮物朝向远离浮漂本体的方向吹动，浮漂本体间隙吹气，清除浮漂本体周围的漂浮物。
40.s2：水质检测：浮漂本体打开，浮漂本体的下半体2朝向水面下方移动，此时待测水质从下半体2的敞口部涌入到浮漂本体下半体2的容纳空腔8内，待测水质完全涌入后浮漂
本体的下半体2，通过第一电机9的带动，朝向上半体1方向移动后使得上半体1和下半体2闭合；上半体1内的水质检测装置11朝向容纳空腔8方向伸出，伸入到待测水体中，对其中的水质进行检测，并通过浮漂本体上的控制器将检测数据远程发送至客户端。
41.在浮漂本体打开的过程中，浮漂本体上的出气孔4和通孔5持续向外侧吹气，使得浮漂本体周围的杂物远离浮漂本体，直到浮漂本体闭合后，停止吹气。
42.s3：水质排出：待检测完成后，下半体2中的排水机构将其中已经检测完成的水体完全排出；具体排出方式参考上述两种方式，这里不再赘述。
43.s4：浮漂避障：浮漂本体在水中浮动时，若遇到船只或者障碍物时，船只或者障碍物碰触到浮漂本体外侧的气囊3，气囊3中的子囊袋受到碰撞挤压，将其中被碰撞侧气囊3中的气体挤出，气体通过与该碰撞侧的子囊袋距离最近的出气孔4排出后，使得浮漂本体朝向远离障碍物的方向移动，进行避障。
44.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种水环境检测浮漂，包括浮漂本体，其特征在于：浮漂本体包括上半体(1)和下半体(2)，所述上半体(1)和下半体(2)之间可闭合/打开，所述上半体(1)内设置有水质检测装置(11)，所述下半体(2)内具有容纳空腔(8)，所述水质检测装置(11)可伸入到容纳空腔(8)中对其中的水质进行检测；所述上半体(1)上设置有避障机构，所述避障机构用于带动浮漂本体朝向远离障碍物的方向移动。2.根据权利要求1所述的水环境检测浮漂，其特征在于：所述上半体(1)内设置第一电机(9)，所述第一电机(9)与丝杆(6)连接，所述下半体(2)内设置丝杆腔(7)，所述丝杆腔(7)套设在定位腔(17)内，所述定位腔(17)设置在上半体(1)内，所述丝杆腔(7)可相对于定位腔(17)上下移动；所述丝杆(6)与丝杠腔(7)之间螺纹连接，所述丝杆(6)转动后带动下半体(2)靠近/远离上半体(1)。3.根据权利要求2所述的水环境检测浮漂，其特征在于：所述避障机构包括气囊(3)，所述气囊(3)环绕设置在上半体(1)的外周，所述上半体(1)的周向上设置数个出气孔(4)，所述气囊(3)内设置有数个子囊袋，所述子囊袋与出气孔(4)一一对应设置；所述气囊(3)通过第一气管(14)与出气孔(4)连通，所述第一气管(14)上设置第一单向阀，所述第一单向阀使得气囊(3)内的气体朝向出气孔(4)的方向流动；所述气囊(3)上设置第二单向阀，所述第二单向阀用于将外部空气流入到气囊(3)中。4.根据权利要求3所述的水环境检测浮漂，其特征在于：所述上半体(1)内设置有空压机(18)，所述空压机(18)通过第二气管(15)与出气孔(4)连通，所述空压机(18)与控制器连接。5.根据权利要求4所述的水环境检测浮漂，其特征在于：所述下半体(2)的周向上设置数个通孔(5)，所述空压机(18)通过第三气管(16)与通孔(5)连通，所述第三气管(16)上设置有第三单向阀，所述第三单向阀使得空压机(18)中的空气朝向通孔(5)的方向流动；所述通孔(5)还与下半体(2)中的容纳空腔(8)连通，所述容纳空腔(8)中设置有排水机构，所述排水机构用于将容纳空腔(8)内的水通过通孔(5)排出。6.根据权利要求5所述的水环境检测浮漂，其特征在于：所述排水机构包括排水泵，所述排水泵的两端分别连接通孔(5)和容纳空腔(8)。7.根据权利要求5所述的水环境检测浮漂，其特征在于：所述排水机构包括压板(12)，两个所述压板(12)拼合构成容纳空腔(8)的底面，所述压板(12)与防水电动伸缩杆(20)的活动端连接，所述防水电动伸缩杆(20)设置在排水腔(19)内，所述排水腔底面设置有排水阀；所述压板(12)朝向容纳空腔(8)内部伸入后，连通容纳空腔(8)与排水腔(19)；所述压板(12)可在排水腔(19)内移动。8.根据权利要求1所述的水环境检测浮漂，其特征在于：所述水质检测装置(11)与电动伸缩杆(10)连接，所述水质检测装置(11)在上半体(1)内设置至少一个；所述上半体(1)和下半体(2)均为半球形，所述上半体(1)和下半体(2)闭合后构成一个球体，所述上半体(1)和下半体(2)相接处的位置设置有密封圈。9.一种水环境检测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：清除漂浮物：浮漂本体由内向外，周向均压吹出气体，将浮漂本体周围的漂浮物朝向远离浮漂本体的方向吹动，浮漂本体间隙吹气，清除浮漂本体周围的漂浮物；s2：水质检测：浮漂本体打开，浮漂本体的下半体(2)朝向水面下方移动，此时待测水质
涌入到浮漂本体下半体(2)内的容纳空腔(8)内，待测水质完全涌入后浮漂本体的下半体(2)朝向上半体(1)方向移动后使得上半体(1)和下半体(2)闭合；上半体(1)内的水质检测装置(11)朝向容纳空腔(8)方向伸出，伸入到待测水体中，对其中的水质进行检测，并通过浮漂本体上的控制器将检测数据远程发送至客户端；s3：水质排出：待检测完成后，下半体(2)中的排水机构将其中已经检测完成的水体完全排出；s4：浮漂避障：浮漂本体在水中浮动时，若遇到船只或者障碍物时，船只或者障碍物碰触到浮漂本体外侧的气囊(3)，气囊(3)受到碰撞挤压，将其中被碰撞侧气囊(3)中的气体挤出，气体通过与该碰撞侧距离最近的出气孔(4)排出后，使得浮漂本体朝向远离障碍物的方向移动，进行避障。10.根据权利要求9所述的水环境检测方法，其特征在于：在步骤s2的浮漂本体打开的过程中，浮漂本体持续向外侧吹气，使得浮漂本体周围的杂物远离浮漂本体，直到浮漂本体闭合后，停止吹气。

技术总结
本发明具体涉及一种水环境检测浮漂及检测方法，包括浮漂本体，浮漂本体包括上半体和下半体，所述上半体和下半体之间可闭合/打开，所述上半体设置有水质检测装置，所述下半体内具有容纳空腔，所述水质检测装置可伸入到容纳空腔中对其中的水质进行检测；所述上半体上设置有避障机构，所述避障机构用于带动浮漂本体朝向远离障碍物的方向移动。目的在于通过将整个装置设置成可以打开/闭合的方式，在需要进行检测时，将周围的漂浮物或者杂物吹开后，再打开进行水质检测，可以避免浮漂长期漂浮在水里，水里的杂物或者漂浮物容易缠绕在检测探头上的问题。上的问题。上的问题。


技术研发人员：韩玉花 薛莉君 杨沛 陈德会 雷琴
受保护的技术使用者：重庆化工职业学院
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/6/28