一种地下水质智能分析仪及其控制系统的制作方法

1.本发明属于环境监测技术领域，特别是涉及一种地下水质智能分析仪及其控制系统。


背景技术：

2.生态环境监测是生态文明建设的基石，没有科学准确的监测数据作支撑，生态环保工作就成了无源之水，无本之木。
3.为了长期地合理利用地下水资源，地下水取样技术在地下水污染与防治、地下水环境监测以及地下水水文地球化学特征研究中扮演着重要角色，地下水测试结果的精确度与准确性很大程度上取决于获取的地下水样品的质量。目前，地下水质监测大都采用在地面上建立监测站的方式，大大小小的监测站的设置占用大量的土地，不仅造成土地资源的浪费，而且容易使监测装置受环境影响造成测量数据的不准确。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种地下水质智能分析仪及其控制系统，通过设置有安装在地底且用于获取地下水质参数的水质检测装置，解决了现有建立监测站存在的土地资源、以及容易使监测装置受环境影响造成测量数据的不准确的浪费问题。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明为一种地下水质智能分析仪，包括安装在地底且用于获取地下水质参数的水质检测装置；所述水质检测装置包括筒体，所述筒体内设置有横向的横隔板一和横隔板二，位于所述横隔板二上设置有一竖向设置的竖隔板；所述竖隔板、横隔板一和横隔板二将筒体分隔形成吸水腔、检测腔、均压腔和储气腔；所述筒体的底部设置有与吸水腔连通的进水口；所述检测腔内设置有用于对水质参数进行检测的传感器组；所述检测腔内还设置有用于将水从吸水腔抽入检测腔内、以及将水从检测腔内抽出的水泵；还包括与所述水质检测装置信号连接的数据处理装置。
7.进一步地，所述数据处理装置为一计算机，所述数据处理装置连接云服务器，还包括与所述云服务器连接的监控中心。
8.进一步地，所述筒体的外底侧面设置有若干呈环状分布的挡柱，若干所述挡柱的端部连接有一底板，若干所述挡柱的外侧包裹有过滤布。
9.进一步地，所述水泵的进水端通过一第一y型管连通有第一进水管和第二进水管，所述水泵的出水端通过一第二y型管连通有第一出水管和第二出水管；所述第一进水管和第一出水管均位于所述检测腔内，所述第二出水管的出水端贯穿筒体并延伸至外部，所述第二进水管的进水端贯穿横隔板一并延伸至吸水腔内。
10.进一步地，所述筒体的外侧固定有一液位管，所述液位管的顶部设置安装腔、且所述安装腔内设置有检测液位管液面高度的液位传感器；所述液位管的外侧连通设置有支管一和支管二，所述支管一和支管二的端部分别贯穿筒体并分别延伸至吸水腔和检测腔的底
部。
11.进一步地，所述均压腔内设置有用于将均压腔内的空气压缩至储气腔内的气泵，且所述均压腔内设置有气压传感器；位于所述均压腔正下方的横隔板一上设置有连通均压腔和检测腔的开孔一，所述均压腔和吸水腔之间还连通有一气压平衡管，所述气压平衡管的一端位于所述均压腔内、另一端依次贯穿横隔板一和横隔板二并延伸至吸水腔内；位于所述储气腔正下方的横隔板一上设置有连通储气腔和检测腔的开孔二。
12.进一步地，所述传感器组包括水温传感器、ph传感器、溶解氧传感器、cdd传感器和浊度传感器中的一种或多种；还包括与所述传感器组、气压传感器和液位传感器相连接的微处理器。
13.进一步地，还包括安装在所述筒体外侧的壳体，所述壳体内设置有用于为微处理器、传感器组、气压传感器和液位传感器供电的供电模块，且所述微处理器设置在所述壳体内；所述供电模块连接发电模块或市电；所述发电模块包括设置在土壤中的土壤发电装置、设置在水中的潮汐发电装置或设置在地面的光伏发电装置、或设置在水中的温差发电装置。
14.一种地下水质智能分析仪的控制系统，包括如上所述的一种地下水质智能分析仪；还包括分别设置在第一进水管、第二进水管、第一出水管、第二出水管、支管一、支管二、开孔一、开孔二、气压平衡管和进水口处的第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十阀门；
15.所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十阀门均与所述微处理器连接；所述微处理器还连接所述水泵和气泵。
16.进一步地，基于该控制系统的控制方法包括：
17.stp1、当第五阀门、第九阀门、和第十阀门处于开启状态，其余阀门处于关闭状态；此时外界水先通过过滤布过滤，并经进水口进入到吸水腔内，同时微处理器根据液位传感器检测到的液面高度的上升情况，控制启动气泵将均压腔内的空气压缩至储气腔内，从而保证由吸水腔和均压腔组成的密闭空间内的气压平衡；
18.stp2、当液位传感器检测到的液面高度达到预设值h1时，此时关闭第五阀门、第十阀门，并打开第二阀门、第三阀门、第六阀门和第七阀门，并控制水泵启动，将吸水腔内的水抽入检测腔内；
19.stp3、待通过液位传感器检测到的液面高度达到预设值h2时，关闭第二阀门、第三阀门、第六阀门和第七阀门，并打开第五阀门；然后通过传感器组检测水质情况，并将检测结果反馈至微处理器，微处理将检测结果反馈到数据处理装置中；此时打开第五阀门，用于将残存在液位管内的水排出液位管至吸水腔内；
20.stp4、完成检测后，打开第一阀门、第四阀门、第七阀门和第八阀门，同时关闭第九阀门，控制水泵启动，将检测腔内水抽出，此时在开孔二的作用下，伴随着检测腔内水抽出、储气腔空气进入到检测腔内，并通过气压传感器以及控制第八阀门的开度从而保持由检测腔和均压腔组成的密闭空间的气压平衡。
21.本发明具有以下有益效果：
22.本发明通过设置有安装在地底且用于获取地下水质参数的水质检测装置，大量节
省了土地资源，又有效地避免了环境影响而保证了检测数据的准确性；同时无需进行深层的取样后进行检测，该装置做到边取样边检测，提高检测效率，降低检测的劳动强度。
23.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明水质检测装置结构示意图。
具体实施方式
26.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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。
28.请参阅图1所示，本发明为一种地下水质智能分析仪，包括安装在地底且用于获取地下水质参数的水质检测装置；水质检测装置包括筒体11，筒体11内设置有横向的横隔板一12和横隔板二13，位于横隔板二13上设置有一竖向设置的竖隔板14；竖隔板14、横隔板一12和横隔板二13将筒体11分隔形成吸水腔101、检测腔102、均压腔103和储气腔104；均压腔103内设置有用于将均压腔103内的空气压缩至储气腔104内的气泵16，且均压腔103内设置有气压传感器17；位于均压腔103正下方的横隔板一12上设置有连通均压腔103和检测腔102的开孔一171，均压腔103和吸水腔101之间还连通有一气压平衡管106，气压平衡管106的一端位于均压腔103内、另一端依次贯穿横隔板一12和横隔板二13并延伸至吸水腔101内；位于储气腔104正下方的横隔板一12上设置有连通储气腔104和检测腔102的开孔二172；
29.其中，筒体11的底部设置有与吸水腔101连通的进水口105；检测腔102内设置有用于对水质参数进行检测的传感器组15，传感器组15包括水温传感器、ph传感器、溶解氧传感器、cdd传感器；
30.筒体11外侧还设置壳体，壳体内设置有用于为微处理器、传感器组15、气压传感器17和液位传感器供电的供电模块，壳体内还设置有微处理器；供电模块连接发电模块或市电；发电模块包括设置在土壤中的土壤发电装置、设置在水中的潮汐发电装置或设置在地面的光伏发电装置、或设置在水中的温差发电装置，发电模块的设置实现外部供电，具备节能效果。
31.微处理器与传感器组15、气压传感器17和液位传感器相连接，检测腔102内还设置
有用于将水从吸水腔101抽入检测腔102内、以及将水从检测腔102内抽出的水泵2；还包括与水质检测装置信号连接的数据处理装置；数据处理装置为一计算机，数据处理装置连接云服务器，还包括与云服务器连接的监控中心，通过监控中心的设置，便于监控管理人员及时掌握水质状况。
32.筒体11的外底侧面设置有若干呈环状分布的挡柱111，若干挡柱111的端部连接有一底板112，若干挡柱111的外侧包裹有过滤布113，避免地下水中含有的颗粒杂质进入影响检测结果。
33.水泵2的进水端通过一第一y型管连通有第一进水管21和第二进水管22，水泵2的出水端通过一第二y型管连通有第一出水管23和第二出水管24；第一进水管21和第一出水管23均位于检测腔102内，第二出水管24的出水端贯穿筒体11并延伸至外部，第二进水管22的进水端贯穿横隔板一12并延伸至吸水腔101内。
34.筒体11的外侧固定有一液位管4，液位管4的顶部设置安装腔41、且安装腔41内设置有检测液位管4液面高度的液位传感器；液位管4的外侧连通设置有支管一42和支管二43，支管一42和支管二43的端部分别贯穿筒体11并分别延伸至吸水腔101和检测腔102的底部。
35.一种地下水质智能分析仪的控制系统，包括如上的一种地下水质智能分析仪；还包括分别设置在第一进水管21、第二进水管22、第一出水管23、第二出水管24、支管一42、支管二43、开孔一171、开孔二172、气压平衡管106和进水口105处的第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十阀门；
36.第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十阀门均与微处理器连接；微处理器还连接水泵2和气泵16。
37.基于该控制系统的控制方法包括：
38.stp1、当第五阀门、第九阀门、和第十阀门处于开启状态，其余阀门处于关闭状态；此时外界水先通过过滤布113过滤，并经进水口105进入到吸水腔101内，同时微处理器根据液位传感器检测到的液面高度的上升情况，控制启动气泵16将均压腔103内的空气压缩至储气腔104内，从而保证由吸水腔101和均压腔103组成的密闭空间内的气压平衡；
39.stp2、当液位传感器检测到的液面高度达到预设值h1时，此时关闭第五阀门、第十阀门，并打开第二阀门、第三阀门、第六阀门和第七阀门，并控制水泵2启动，将吸水腔101内的水抽入检测腔102内；
40.stp3、待通过液位传感器检测到的液面高度达到预设值h2时，关闭第二阀门、第三阀门、第六阀门和第七阀门，并打开第五阀门；然后通过传感器组15检测水质情况，并将检测结果反馈至微处理器，微处理将检测结果反馈到数据处理装置中；此时打开第五阀门，用于将残存在液位管4内的水排出液位管4至吸水腔内；
41.stp4、完成检测后，打开第一阀门、第四阀门、第七阀门和第八阀门，同时关闭第九阀门，控制水泵2启动，将检测腔102内水抽出，此时在开孔二172的作用下，伴随着检测腔102内水抽出、储气腔104空气进入到检测腔102内，并通过气压传感器17以及控制第八阀门的开度从而保持由检测腔102和均压腔103组成的密闭空间的气压平衡。
42.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施
例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
43.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。