一种生态环境监测浮标装置的制作方法

本发明涉及环境监测设备，特别涉及一种生态环境监测浮标装置。

背景技术：

1、生态环境监测浮标广泛部署于湖泊、河流、近海及远洋水域，用于长期、连续、原位采集水质、水文及气象数据。典型的监测浮标通常由浮体、供电系统（太阳能板+蓄电池）、各类水质/气象传感器、数据采集与传输单元等组成。生态环境监测站所用浮标多部署于野外自然水域，长期处于无人值守状态，面临着风浪扰动、水体生物附着、户外扬尘鸟粪堆积等复杂工况，其稳定运行和监测精度直接决定了生态环境监测数据的可靠性与连续性。

2、浮标在长时间使用时，用于监测的传感器长期浸没在水体中，表面易附着藻类、贝类、泥沙等污染物，形成生物膜堵塞感应面，容易导致传感器检测精度衰减、数据漂移甚至失效，而且浮标多依赖太阳能供电维持长期运行，户外环境中太阳能板表面易积灰、鸟粪、落叶等杂物，遮挡阳光导致发电效率大幅下降，造成浮标停机、监测中断的情况，需要工作人员定期人工清洗，且易受天气、水域条件限制，无法实现实时清洁。

3、现有浮标装置为解决上述问题，通过设置电机驱动毛刷或刮板移动对监测探头和太阳能板进行清洁，是在浮标等无人值守设备上应用最广泛的主动清洁方式，但是电机运行需消耗额外电能，增大太阳能供电负荷，阴雨天、光照不足时，清洁耗电会进一步加剧亏电风险，容易造成整机停机、监测中断的问题，并且也会增加维护难度与运维成本，无法满足生态环境监测站长期免维护、高可靠性的使用要求，基于此，现提出一种生态环境监测浮标装置。

技术实现思路

1、本发明提供一种生态环境监测浮标装置，用以解决上述技术背景中提到的现有浮标通过电机驱动毛刷或刮板移动对监测探头和太阳能板进行清洁的方式，会增大太阳能供电负荷，清洁耗电会加剧亏电风险，容易造成整机停机、监测中断的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种生态环境监测浮标装置，包括浮标本体，所述浮标本体底部两侧固定设有监测探头，所述浮标本体顶部中间固定设有水质检测仪，所述监测探头通过防水电缆与水质检测仪电连接，所述水质检测仪的两侧固定设有太阳能板，所述浮标本体底部中心固定设有竖杆，所述竖杆上可移动连接有滑动套筒，所述滑动套筒底部设有配重块，所述监测探头的外周套装有第一清洁组件，所述第一清洁组件随所述滑动套筒同步上下移动，使第一清洁件沿所述监测探头的表面上下刮擦，以清除附着物，所述太阳能板顶部中间设有摆动的第二清洁组件，所述浮标本体上设有用于第二清洁组件摆动的驱动机构，所述驱动机构随着滑动套筒上下移动而运动。

3、优选的，所述第一清洁组件包括固定连接于滑动套筒侧壁的支杆，所述支杆固定连接有清洁环，所述清洁环与监测探头的外壁相贴合。

4、优选的，所述支杆的端部固定设有防护网罩，所述防护网罩为底部开方的圆柱形筒体，其中心轴线与监测探头的中心轴线重合，所述清洁环固定设于防护网罩内部。

5、优选的，所述第二清洁组件包括固定设于水质检测仪上方的转动座，所述转动座内通过轴承转动连接有转轴，所述转轴的端部固定连接有安装架，所述安装架底部固定设有清洁条，所述安装架向下倾斜使清洁条与太阳能板的表面相贴合。

6、优选的，驱动机构包括固定设于支杆的顶部的连杆，所述连杆顶部贯穿浮标本体并固定连接有齿条，所述浮标本体开设有用于连杆移动的通槽，所述转轴一侧固定套设有齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接。

7、优选的，所述齿条的长度小于齿轮分度圆周长的一半，所述齿条位于齿轮的一侧，所述齿条上下运动时仅能驱动所述齿轮在小于180°的角度范围内往复转动。

8、优选的，所述转轴上设有扭簧，所述扭簧的一端与转轴固定连接，另一端与转动座固定连接。

9、优选的，所述竖杆的侧壁对称开设有滑槽，所述滑动套筒的内壁固定设有滑块，所述滑块滑动连接于滑槽内。

10、优选的，所述清洁条和清洁环均为弹性耐磨材料支撑，所述清洁条和清洁环的横截面均呈楔形结构，且与太阳能板和监测探头接触的边缘为圆弧过渡。

11、优选的，所述滑动套筒的底部固定设有第一法兰盘，所述配重块的顶部设有第二法兰盘，所述第一法兰盘和第二法兰盘通过螺栓固定连接。

12、本发明的生态环境监测浮标装置的有益效果：

13、本发明通过利用波浪自身的起伏能量，驱动配重块和滑动套筒在浮标本体底部的竖杆上上下运动，滑动套筒在移动的同时一方面带动清洁环上下移动，对监测探头上的杂质进行清理，防止生物膜形成，维持测量精度，另一方面带动连杆以及顶部的齿条上下移动，齿条啮合齿轮转动，带动转动轴正反往复转动，进而带动安装架和清洁条往复摆动，对太阳能板的表面进行清理，维持发电效率，整个清洁过程不消耗储备电能，完全依赖波浪的机械能，既可以维持测量精度，又可以保障长期连续的稳定监测。

1.一种生态环境监测浮标装置，包括浮标本体，其特征在于：所述浮标本体底部两侧固定设有监测探头，所述浮标本体顶部中间固定设有水质检测仪，所述监测探头通过防水电缆与水质检测仪电连接，所述水质检测仪的两侧固定设有太阳能板，所述浮标本体底部中心固定设有竖杆，所述竖杆上可移动连接有滑动套筒，所述滑动套筒底部设有配重块，所述监测探头的外周套装有第一清洁组件，所述第一清洁组件随所述滑动套筒同步上下移动，使第一清洁件沿所述监测探头的表面上下刮擦，以清除附着物，所述太阳能板顶部中间设有摆动的第二清洁组件，所述浮标本体上设有用于第二清洁组件摆动的驱动机构，所述驱动机构随着滑动套筒上下移动而运动。

2.根据权利要求1所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述第一清洁组件包括固定连接于滑动套筒侧壁的支杆，所述支杆固定连接有清洁环，所述清洁环与监测探头的外壁相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述支杆的端部固定设有防护网罩，所述防护网罩为底部开方的圆柱形筒体，其中心轴线与监测探头的中心轴线重合，所述清洁环固定设于防护网罩内部。

4.根据权利要求2所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述第二清洁组件包括固定设于水质检测仪上方的转动座，所述转动座内通过轴承转动连接有转轴，所述转轴的端部固定连接有安装架，所述安装架底部固定设有清洁条，所述安装架向下倾斜使清洁条与太阳能板的表面相贴合。

5.根据权利要求4所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述驱动机构包括固定设于支杆的顶部的连杆，所述连杆顶部贯穿浮标本体并固定连接有齿条，所述浮标本体开设有用于连杆移动的通槽，所述转轴一侧固定套设有齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述齿条的长度小于齿轮分度圆周长的一半，所述齿条位于齿轮的一侧，所述齿条上下运动时仅能驱动所述齿轮在小于180°的角度范围内往复转动。

7.根据权利要求6所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述转轴上设有扭簧，所述扭簧的一端与转轴固定连接，另一端与转动座固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述竖杆的侧壁对称开设有滑槽，所述滑动套筒的内壁固定设有滑块，所述滑块滑动连接于滑槽内。

9.根据权利要求4所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述清洁条和清洁环均为弹性耐磨材料支撑，所述清洁条和清洁环的横截面均呈楔形结构，且与太阳能板和监测探头接触的边缘为圆弧过渡。

10.根据权利要求1所述的一种生态环境监测浮标装置，其特征在于：所述滑动套筒的底部固定设有第一法兰盘，所述配重块的顶部设有第二法兰盘，所述第一法兰盘和第二法兰盘通过螺栓固定连接。