一种生态环境监测装置及监测方法与流程

1.本发明涉及环境监测技术领域，具体为一种生态环境监测装置及监测方法。


背景技术：

2.生态环境包括水生态环境、土地生态环境、生物生态环境以及生态环境，其中，水生态环境等于水生态，环境水因子对生物的影响和生物对各种水分条件的适应，生命起源于水中，水又是一切生物的重要组分，生物体内必须保持足够的水分：在细胞水平要保证生化过程的顺利进行，在整体水平要保证体内物质循环的正常运转。
3.目前，对水生态环境进行监测，是将浮台或浮标等装置放置在合适水域，将水源抽取至监测装置内进行监测，只能对单一深度的水源进行监测，监测效果不佳，部分装置单一通过蓄电池进行供电，增加成本，浪费资源，部分装置通过安装太阳能板进行供电，虽然能节约资源，但是当起风时，随着波浪和风力作用，容易导致浮台或浮标晃动，影响其工作的稳定性，所以急需一种生态环境监测装置及监测方法来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种能对多层次水源进行监测，提高监测效果，同时具有较高稳定性的生态环境监测装置及监测方法。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生态环境监测装置，其特征在于：包括浮台机构、船锚机构以及锁紧机构，船锚机构用于将浮台机构在水中进行固定，锁紧机构用于将浮台机构和船锚机构进行锁紧或解锁，其中；
6.浮台机构包括：
7.浮台；
8.安装在所述浮台上的监测机构，包括水质监测仪、输水管和水泵，所述水质监测仪安装在所述浮台上，输水管一端穿过所述浮台伸入水中，另一端经水泵与水质监测仪的入水口相连，其中，所述输水管上间隔开设有进水口，在各个所述进水口处均安装有电子阀门，控制对应所述进水口的开合；
9.安装在所述浮台上的太阳能板机构，包括太阳能板和多个伸缩杆，以及至少一个迎风板和拉杆，所述太阳能板位于所述浮台上方，伸缩杆位于太阳能板和浮台之间，用于支撑太阳能板，所述拉杆安装在所述太阳能板与浮台之间，随所述拉杆移动，带动所述太阳能板上下移动，各个所述所述迎风板均滑动安装在所述浮台上，且所述迎风板与所述拉杆之间安装有联动件和第一复位弹簧，在风的作用下，带动所述迎风板滑动，并通过联动件作用下，驱动拉杆向下拉动太阳能板，或在第一复位弹簧作用下，将迎风板、拉杆和太阳能板复位。
10.优选的，所述浮台上安装有卷收器，输水管卷收在所述卷收器内，随所述卷收器工作，控制所述输水管伸入水中的长度。
11.优选的，所述浮台上安装有蓄电池，所述蓄电池输入端与所述太阳能板相连，用于
储存太阳能板产生的电能，蓄电池的输出端分别与卷收器和水质监测仪相连，用于提供电能。
12.优选的，所述浮台至少一侧边上开设有第一滑槽，所述迎风板一端安装有连接杆，所述连接杆远离所述迎风板一端安装有第一滑块，第一滑块与所述第一滑槽滑动连接；
13.所述联动件包括拉绳和导轮，所述导轮均匀布设在所述拉杆与第一滑块之间，拉绳一端与所述拉杆相连，另一端沿各个导轮布设后与所述第一滑块相连，随第一滑块滑动，拉动拉杆移动。
14.优选的，所述太阳能板为折叠式太阳能板，包括多个依次铰接的子板，所述太阳能板两端均安装有固定块，固定块与所述伸缩杆相连，其中，至少一个固定块上安装有收纳框，用于隐藏折叠后的太阳能板；
15.所述浮台顶端沿所述太阳能板折叠方向开设有第二滑槽，所述伸缩杆远离太阳能板一端安装有第二滑块，第二滑块与所述第二滑槽滑动连接，随第二滑块滑动，带动所述太阳能板折叠或展开。
16.优选的，所述船锚机构包括沉水板、船锚和绳索，以及气泵，气泵安装在浮台上，并与蓄电池电连，沉水板和船锚位于水中，其中，船锚与沉水板相连，沉水板通过绳索与所述卷收器相连，在卷收器作用下收放绳索，所述沉水板上安装有气囊，气囊上连接有气管，气管与气泵相连，通过气泵控制气囊充气或放气。
17.优选的，所述沉水板靠近船锚一侧安装有电动夹爪，电动夹爪上连接有电线，电线沿所述绳索布设，经卷收器与所述蓄电池相连，电动夹爪工作，用于对水底污泥进行采样。
18.优选的，所述锁紧机构包括固定板和固定杆，固定板安装在所述浮台沉水一面上，固定杆安装在所述沉水板靠浮台一面上，所述固定板上与所述固定杆对应处开设有插槽，插槽内沿其周向均匀安装有多个定位块，所述固定板内位于各个定位块处均设有引导管，定位块远离所述插槽一端穿过所述引导管，所述定位块沿所述引导管移动，使其另一端与所述定位槽连接或分开；
19.所述引导管内安装有第二复位弹簧，第二复位弹簧与所述定位块相连，带动定位块趋于向插槽中心移动，所述定位块穿过所述引导管端安装有磁块，固定板内位于各个磁块处均安装有用于产生磁力的通电线圈，通电线圈通电或断电，产生磁力吸附磁块，或磁力消失，在第二复位弹簧作用下，带动定位块复位；
20.所述固定杆上开设有定位槽，定位块移动与所述定位槽连接或分开，控制所述船锚机构与浮台锁紧或解锁。
21.一种基于生态环境监测装置的监测方法，包括用所述生态环境监测装置进行水生态监测的方法。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果：
23.1、本发明中，通过浮台上的水泵将水抽入水质监测仪中进行水质监测，其中，输水管上间隔开设有进水口，并在各个进水口处均安装有电子阀门，控制对应进水口的开合，装置结构简单，操作灵活，可根据需求抽取不同深度的水源进行监测，提高监测效果，另外，在浮台上安装有太阳能板机构，通过吸收太阳能转换为电能，为浮台上的各个装置提供电能，节约能源，在浮台上安装有迎风板和拉杆，在起风时，可通过迎风板和拉杆以及联动件的作用下，可带动太阳能板压缩伸缩杆，从而下降高度，降低装置的整体高度，使得装置的重心
下降，提高装置的抗风能力。
24.2、本发明中，太阳能板为折叠式太阳能板，在伸缩杆和第二滑块以及第二滑槽配合下，随第二滑块滑动，可带动太阳能板折叠或展开，对太阳能板进行保护，同时，便于装置进行运输。
25.3、本发明中，通过船锚机构，可将生态环境监测浮台进行固定，使其稳定的进行水质监测工作，在船锚的重力作用下，可带动沉水板同步下称至水底进行固定工作，其中，沉水板上安装有气囊，与安装在浮台上的气泵配合，进行气囊的充气和放气工作，并在充气时，通过气囊的浮力作用，可带动船锚上升，绳索用于引导以及少量的牵引作用，无需配套大功率的卷收器或这电机对绳索进行卷收拉扯船锚，操作更加简单，同时减少对绳索的磨损，提高装置使用的年限，另外，可通过电动夹爪工作，用于对水底污泥进行采样，提高水质监测的完整性。
26.4、本发明中，通过锁紧机构将生态环境监测浮台和船锚机构进行锁紧或解锁，当沉水板靠近浮台时，固定杆插入固定板的插槽内，使得插槽内的定位块卡入固定杆的定位槽内，将固定杆进行卡死固定，从而将沉水板稳定的固定在浮台下，避免其随波摆动影响浮台的稳定性，在通电线圈的作用下，控制器通电即可产生磁力，作用于定位块，使其移动与定位槽分离，即可解锁船锚机构，操作简单便捷。
附图说明
27.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
28.在附图中：
29.图1是本发明浮台的结构示意图；
30.图2是本发明联动件的结构示意图；
31.图3是本发明船锚机构的结构示意图；
32.图4是本发明浮台底部的结构示意图；
33.图5是本发明插槽内的结构示意图；
34.图6是本发明生态环境监测装置的结构示意图；
35.图7是本发明生态环境监测装置的正视图；
36.图中标号：1、浮台；2、水质监测仪；3、输水管；4、水泵；5、进水口；6、电子阀门；7、太阳能板；8、伸缩杆；9、迎风板；10、拉杆；11、卷收器；12、蓄电池；13、第一滑槽；14、连接杆；15、第一滑块；16、拉绳；17、导轮；18、套管；19、第一复位弹簧；20、固定块；21、收纳框；22、第二滑槽；23、第二滑块；24、沉水板；25、船锚；26、绳索；27、气泵；28、气管；29、电线；30、电动夹爪；31、固定板；32、固定杆；33、插槽；34、定位块；35、引导管；36、第二复位弹簧；37、磁块；38、通电线圈；39、定位槽；40、气囊；41、出水管。
具体实施方式
37.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
38.实施例1：如图1所示，浮台机构，包括：
39.浮台1，作为基座，用于漂浮在水面上；
40.参考图1所示，安装在浮台1上的监测机构，包括水质监测仪2、输水管3和水泵4，水质监测仪2安装在浮台1上，输水管3一端穿过浮台1伸入水中，另一端经水泵4与水质监测仪2的入水口相连，通过水泵4工作，吸取水下的水源导入水质监测仪2内，其中，输水管3上间隔开设有进水口5，在各个进水口5处均安装有电子阀门6，控制对应进水口5的开合，其中，在浮台1上安装有一出水管41，一端连接水质监测仪2的出水口，用于排出水质监测仪2内监测完后的水源；
41.参考图1所示，安装在浮台1上的太阳能板7机构，包括太阳能板7和多个伸缩杆8，以及至少一个迎风板9和拉杆10，太阳能板7位于浮台1上方，伸缩杆8位于太阳能板7和浮台1之间，用于支撑太阳能板7，拉杆10安装在太阳能板7与浮台1之间，随拉杆10移动，带动太阳能板7上下移动，各个迎风板9均滑动安装在浮台1上，且迎风板9与拉杆10之间安装有联动件和第一复位弹簧19，在风的作用下，带动迎风板9滑动，并通过联动件作用下，驱动拉杆10向下拉动太阳能板7，或在第一复位弹簧19作用下，将迎风板9、拉杆10和太阳能板7复位；其中，浮台1至少一侧边上开设有第一滑槽13，迎风板9一端安装有连接杆14，连接杆14远离迎风板9一端安装有第一滑块15，第一滑块15与第一滑槽13滑动连接；参考图2所示，联动件包括拉绳16和导轮17，导轮均匀布设在拉杆10与第一滑块15之间，拉绳16一端与拉杆10相连，另一端沿各个导轮布设后与第一滑块15相连，随第一滑块15滑动，拉动拉杆10移动；
42.本实施例中，在浮台1的四边均安装有迎风板9，且迎风板9位于浮台1各边的中部位置，确保能多方位的承接风力，其中，连接杆14可设置为弹性件，当第一滑块15移动到第一滑槽边部时，在风力作用下，可使得连接杆14弯曲，从而减少迎风板9的迎风面积，减少迎风板9对浮台1稳定性产生影响，当起风时，迎风板9承接风力，在风力的作用下，推动迎风板9移动，带动第一滑块15沿第一滑槽13滑动，拉动拉绳16，使其拉动拉杆10使其向下移动，本实施例中，在浮台1上安装有套管18，拉杆10与套管18同轴安装，且可在套管18内移动，从而使得拉杆10能稳定的上下移动，拉杆10下移时，拉动太阳能板7压缩伸缩杆8向下移动，降低装置的整体高度，使得装置的重心下降，提高装置的抗风能，当风停了或者小于第一复位弹簧19的弹力时，第一复位弹簧19安装在套管18内，且一端与拉杆10相连，通过弹力作用，使得拉杆10向上移动复位，并同步带动拉绳16带动第一滑块15和迎风板9复位。
43.参考图1所示，在浮台1上安装有卷收器11，输水管3卷收在卷收器11内，随卷收器11工作，控制输水管3伸入水中的长度。
44.参考图1所示，浮台1上安装有蓄电池12，蓄电池12输入端与太阳能板7相连，用于储存太阳能板7产生的电能，蓄电池12的输出端分别与卷收器11和水质监测仪2相连，用于提供电能。
45.本实施例中，太阳能板7为折叠式太阳能板7参考图1所示，包括多个依次铰接的子板，太阳能板7两端均安装有固定块20，固定块20与伸缩杆8相连，其中，至少一个固定块20上安装有收纳框21，用于隐藏折叠后的太阳能板7；浮台1顶端沿太阳能板7折叠方向开设有第二滑槽22，伸缩杆8远离太阳能板7一端安装有第二滑块23，第二滑块23与第二滑槽22滑动连接，随第二滑块23滑动，带动太阳能板7折叠或展开。
46.实施例2，参考3所示，船锚机构，用于实施例1中的浮台机构在水中进行固定，包括沉水板24、船锚25和绳索26，以及气泵27，气泵27安装在浮台1上，并与蓄电池12电连，沉水
板24和船锚25位于水中，其中，船锚25与沉水板24相连，沉水板24通过绳索26与卷收器11相连，在卷收器11作用下收放绳索26，沉水板24上安装有气囊40，气囊40上连接有气管28，气管28与气泵27相连，通过气泵27控制气囊40充气或放气，其中，气管28可沿着绳索26布设，并随绳索26与卷收器11相连，卷收器11平滑的将气管28进行卷收或释放。
47.当需要进行浮台1固定时，对气囊40进行放气处理，通过卷收器11释放绳索26，在船锚25的作用作用下，带动沉水板24同步沉入水底，从而将浮台1进行固定，当需要移动浮台1时，通过气泵27对气囊40进行充气，并利用气囊40产生浮力，带动沉水板24和船锚25上浮，绳索26用于引导以及少量的牵引作用，无需配套大功率的卷收器11或这电机对绳索26进行卷收拉扯船锚25，操作更加简单；
48.其中，参考图3所示，沉水板24靠近船锚25一侧安装有电动夹爪30，电动夹爪30上连接有电线29，电线29沿绳索26布设，经卷收器11与蓄电池12相连，电动夹爪30工作，用于对水底污泥进行采样。
49.实施例3，如图3
‑
5所示，锁紧机构，用于将实施例1中的浮台机构和实施例2中的船锚机构进行锁紧或解锁，包括固定板31和固定杆32，固定板31安装在浮台1沉水一面上，固定杆32安装在沉水板24靠浮台1一面上，固定板31上与固定杆32对应处开设有插槽33，插槽33内沿其周向均匀安装有多个定位块34，固定板31内位于各个定位块34处均设有引导管35，定位块34远离插槽33一端穿过引导管35，定位块34沿引导管35移动，使其另一端与定位槽39连接或分开；
50.其中，引导管35内安装有第二复位弹簧36，第二复位弹簧36与定位块34相连，带动定位块34趋于向插槽33中心移动，定位块34穿过引导管35端安装有磁块37，固定板31内位于各个磁块37处均安装有用于产生磁力的通电线圈38，通电线圈38通电或断电，产生磁力吸附磁块37，或磁力消失，在第二复位弹簧36作用下，带动定位块34复位；固定杆32上开设有定位槽39，定位块34移动与定位槽39连接或分开，控制船锚25机构与浮台1锁紧或解锁。
51.本实施例中，为提高装置的稳定性，如图3
‑
4所示，固定杆32为为两个，对称安装在沉水板24上，对应的插槽33也为两个，随沉水板24靠近浮台1，固定杆32可自动插入插槽33内进行固定，其中，在插槽33的槽口处设置为喇叭状，方便固定杆32插入插槽33内，定位块34靠近插槽33中心端设置为类似棘爪结构，可单向弹性转动，即固定杆32插入插槽33内部时，可带动定位块34单向摆动，便于固定杆32插入插槽33内，并在定位槽39移动至定位块34处时，定位块34在弹性作用下复位，卡入定位槽39内，将固定杆32锁紧，从而将沉水板24固定在浮台1下，当需要高度浮台1时，给通电线圈38通电，产生磁力，吸引磁块37带动定位块34沿着引导管35移动，使其与定位槽39分离，释放船锚25机构，给通电线圈38断电，磁力消失，通过第二复位弹簧36的作用，带动定位块34复位等待下次锁紧工作。
52.实施例3如图6
‑
7所示，一种生态环境监测装置，包括实施例1中的浮台机构1、实施例2中的船锚机构以及实施例3中的锁紧机构。
53.一种生态环境监测装置的监测方法，包括用生态环境监测装置进行水生态监测的方法，具体步骤包括：
54.第一步、将浮台1移动至待测区域；
55.第二步、控制太阳能板7展开，控制通电线圈38通电，产生磁力，对船锚25机构解锁，控制卷收器11释放输水管3、绳索26、气管28以及电线29，通过船锚25固定浮台1；
56.第三步、启动不同位置的电子阀门6，开启输水管3上对应的进水口5，通过水泵4进行抽水，并将不同深度的水源引导至水质监测仪2中进行监测；
57.第三步、启动电动夹爪30工作，用于对水底污泥进行采样；
58.第四步、启动气泵27，给气囊40进行充气，卷收器11卷收工作，引导沉水板24和船锚25上浮，并通过锁紧机构锁紧。
59.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。