一种不同深度水体的透明度监测装置及监测方法与流程

1.本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种不同深度水体的透明度监测装置及监测方法。


背景技术：

2.水是透明无色的，当水体中含泥沙、微生物、悬浮物、有机质等物质时就会产生浑浊现象，水的透明度便会降低。水的透明度降低不但影响感官性状，还会影响水生生物的生活。因此水体透明度也是反映水质状况的一项指标。当检测水质的透明度时，通常将塞氏盘下沉到刚好看不清的深度，以此来标定水质最大透明度。
3.中国专利cn203259475u公开了一种改良式水库透明度测量盘，它包括黑白盘、沉锤、铁半环以及卷线板，沉锤焊接于黑白盘背面中央，铁半环焊接于黑白盘正面，采样绳一端借助于安全扣与焊接于黑白盘上的铁半环相连，卷线板上有孔，采样绳另一端系于卷线板孔上。
4.上述透明度测量仪通过观察采样绳上的标记刻度，得知水质的透明度。但是当应用于风浪和流速较大的水体中时，采样绳在风浪和流速的作用下会发生位置偏移，导致读数出现误差现象，降低了测量的精准度，有待改进。
5.中国专利cn201910853943.1一种不同深度水体透明度的检测仪，包括检测盘和收线盘，所述检测盘的下端面可拆卸连接有可带动检测盘在水下进行沉降或上浮的升降盘，所述收线盘上缠绕有带有刻度的采样绳，所述采样绳的一端固定于检测盘上端面的中心位置；所述收线盘的下端面设置有一对支撑杆，一对所述支撑杆之间设置有角度盘，所述角度盘上贯穿有供采样绳穿过的通孔，所述角度盘上设置有便于识别采样绳在通孔内偏移角度的刻度线。上述检测仪可降低测量误差，提高测量精准度。但在该专利中角度盘设置在收线盘的下端面，远离水面，受水上风力影响采样绳水面之上的线绳片段与位于水下的线绳片段的偏移角度存在不一致的情况，影响实际测量精度。


技术实现要素：

6.针对上述背景技术中的问题，本发明的一个目的在于提供一种不同深度水体的透明度监测装置，利用围挡浮圈上的定位盘作为采样绳具体下沉长度的中间标准点，在测量计算时剔除水面上方采样绳的数据信息，避免水面上方采样绳受风力影响带来的差值，即便围挡浮圈与采样器之间发生偏移，也不影响其下方采样绳的长度的计算，误差较小，测量精度较高，且对设备要求不高，成本较低。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
8.一种不同深度水体的透明度监测装置，包括收线器和塞氏盘，所述收线器上缠绕有带有刻度的采样绳，所述采样绳的一端可拆卸连接于塞氏盘上端面的中心位置；还包括围挡浮圈，所述围挡浮圈的内径尺寸在塞氏盘外径尺寸的一倍以上，所述围挡浮圈的上端面设置有十字型的支撑架，所述支撑架的正上方固定设置有定位盘，所述定位盘的中心位
置开设有定位孔，所述支撑架的中部设置有限位盘，所述限位盘的中部开设有长孔，所述定位孔、长孔位于同一轴线上，且所述采样绳依次穿过所述定位孔与长孔，且在所述限位盘的两侧设置有用于识别采样绳在长孔内偏移角度的刻度线。
9.进一步地，所述定位盘的下端面设置有一对支撑杆，一对所述支撑杆的一端与所述定位盘的下端面连接，其另一端与所述围挡浮圈的上端面相连接。
10.更进一步地，在所述支撑杆的一端设置有水平设置的连接部，所述连接部的末端设置有外螺纹，在所述围挡浮圈的上端面两侧对称设置有安装部，所述安装部上开设有横向的安装孔，通过紧固螺母将所述支撑杆的一端连接在所述安装部的安装孔内。
11.进一步地，在所述塞氏盘的下端固定连接有采样筒，所述采样筒的重心与所述塞氏盘的重心处于同一轴线上。
12.进一步地，所述采样筒包括筒体以及固定与筒体内部中心的连接螺杆，所述连接螺杆的顶端通过螺纹连接于所述塞氏盘的下端表面中心。
13.更进一步地，在所述连接螺杆的顶端还设置有锁紧螺母。
14.进一步地，所述筒体上方设置有进水口，并在所述进水口处设置有电磁阀。
15.本发明的另一目的在于，提供一种不同深度水体的透明度监测方法，所述监测方法包括以下步骤：
16.(1)将采样绳的底端端依次穿过围挡浮圈的定位盘、支撑架上的定位孔与长孔，并将采样绳的底端与塞氏盘的上端面连接；
17.(2)清扫测定位置水面的浮草，放置塞氏盘与围挡浮圈，使围挡浮圈浮于水面上；
18.(3)通过收线器继续下沉塞氏盘，逐渐下沉至刚好看不见塞氏盘时停止下沉，立即记录采样绳位于定位盘处的刻度读数a，采样绳总的放线刻度读数b，通过限位盘读取采样绳的偏移角度α；
19.(4)计算刻度读数a、b之间的差值，确定采样绳自定位盘下沉至水面以下的长度尺寸c，并根据采样绳的偏移角度α，利用余弦定理计算定位盘至塞氏盘上端面的垂直距离d：
20.d＝(b-a)*cosα；
21.(5)重复上述步骤(3)、(4)，获得至少三次以上的测量记录，取平均值作为水体透明度监测的实际深度。
22.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
23.第一，本发明中利用围挡浮圈上的定位盘作为采样绳具体下沉长度的中间标准点，记录采样绳位于定位盘以上的放线长度(刻度读数a)以及当前采样绳的总放线长度(刻度读数b)，以两者差值作为塞氏盘下沉至目标位置时的采样绳长度数据，避免水面上方采样绳受风力影响带来的差值；通过限位盘上刻度线采集采样绳的偏转角度，并利用余弦定理计算定位盘至塞氏盘上端面的垂直距离d，即计算出水体透明的实际深度，实现透明度的精准检测。
24.第二，本发明设计方案原理简单，在测量计算时剔除水面上方采样绳的数据信息，即便围挡浮圈与采样器之间发生偏移，也不影响其下方采样绳的长度的计算，误差较小，测量精度较高，且对设备要求不高，成本较低。
25.第三，当水体中水草、浮萍等与水体透明度无关的悬浮物较多时，用塞氏盘法测量水体透明度会影响测量人员的视线，以至于测量精度大受影响。因此，在本发明中围挡浮圈
能够阻挡水草、浮萍等与水体透明度无关的悬浮物，减少其对水体透明度测量的影响，提高测量精度。
附图说明
26.图1为本发明透明度监测装置的结构示意图；
27.图2为本发明透明度监测装置中围挡浮圈的结构示意图；
28.图3为图2中围挡浮圈的局部结构示意图；
29.图4为本发明透明度监测装置中采样筒的结构示意图；
30.图5为本发明一实施例中不同深度透明度监测方法的计算示意图；
31.图6为本发明另一实施例中不同深度透明度监测方法的计算示意图。
32.图中：1、收线器；2、塞氏盘；3、采样绳；4、围挡浮圈；5、支撑架；6、定位盘；7、定位孔；8、限位盘；9、长孔；10、刻度线；11、支撑杆；12、连接部；121、外螺纹；13、安装部；131、安装孔；14、紧固螺母；15、采样筒；151、筒体；152、连接螺杆；153、锁紧螺母。
具体实施方式
33.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
34.实施例1
35.如图1-4所示，一种不同深度水体的透明度监测装置，包括收线器1和塞氏盘2，所述收线器1上缠绕有带有刻度的采样绳3，所述采样绳3的一端可拆卸连接于塞氏盘2上端面的中心位置；还包括围挡浮圈4，所述围挡浮圈4的内径尺寸在塞氏盘2外径尺寸的一倍以上，所述围挡浮圈4的上端面设置有十字型的支撑架5，所述支撑架5的正上方固定设置有定位盘6，所述定位盘6的中心位置开设有定位孔7，所述支撑架5的中部设置有限位盘8，所述限位盘8的中部开设有长孔9，所述定位孔7、长孔9位于同一轴线上，且所述采样绳3依次穿过所述定位孔7与长孔9，且在所述限位盘8的两侧设置有用于识别采样绳3在长孔9内偏移角度的刻度线10。
36.如图2所示，在本实施例的技术方案中：
37.所述定位盘6的下端面设置有一对支撑杆11，一对所述支撑杆11的一端与所述定位盘6的下端面连接，其另一端与所述围挡浮圈4的上端面相连接。
38.如图3所示，在所述支撑杆11的一端设置有水平设置的连接部12，所述连接部12的末端设置有外螺纹121，在所述围挡浮圈4的上端面两侧对称设置有安装部13，所述安装部13上开设有横向的安装孔131，通过紧固螺母14将所述支撑杆11的一端连接在所述安装部13的安装孔131内。
39.在安装时将支撑杆11的一端连接部12插入安装部13的安装孔131内，再利用紧固螺母14进行紧固，实现支撑杆11与围挡浮圈4上端面的连接，将支撑杆一端固定连接的定位盘6安装于围挡浮圈4的上方。
40.如图4所示，在本实施例的技术方案中：
41.在所述塞氏盘2的下端固定连接有采样筒15，所述采样筒15的重心与所述塞氏盘2的重心处于同一轴线上。
42.具体的，所述采样筒15包括筒体151以及固定与筒体151内部中心的连接螺杆152，所述连接螺杆152的顶端通过螺纹连接于所述塞氏盘2的下端表面中心。
43.优选地，在所述连接螺杆152的顶端还设置有锁紧螺母153。通过锁紧螺母153提高连接螺杆152与塞氏盘2的下端面的连接稳固性，避免采样筒脱落。
44.所述筒体151上方设置有进水口，并在所述进水口处设置有电磁阀。电磁阀并未在图中标识，用户可以根据实际需求自由选择调节。
45.实施例2
46.一种不同深度水体的透明度监测方法，所述监测方法包括以下步骤：
47.(1)将采样绳3的底端端依次穿过围挡浮圈4的定位盘6、支撑架5上的定位孔7与长孔9，并将采样绳3的底端与塞氏盘2的上端面连接；
48.(2)清扫测定位置水面的浮草，放置塞氏盘2与围挡浮圈4，使围挡浮圈4浮于水面上；
49.(3)通过收线器1继续下沉塞氏盘2，逐渐下沉至刚好看不见塞氏盘2时停止下沉，立即记录采样绳3位于定位盘6处的刻度读数a，采样绳3总的放线刻度读数b，通过限位盘8读取采样绳3的偏移角度α；
50.(4)计算刻度读数a、b之间的差值，确定采样绳3自定位盘6下沉至水面以下的长度尺寸c，并根据采样绳3的偏移角度α，利用余弦定理计算定位盘6至塞氏盘2上端面的垂直距离d：
51.d＝(b-a)*c o sα；
52.(5)重复上述步骤(3)、(4)，获得至少三次以上的测量记录，取平均值作为水体透明度监测的实际深度。
53.如图5所示，本发明中利用围挡浮圈上的定位盘作为采样绳具体下沉长度的中间标准点，记录采样绳位于定位盘以上的放线长度(刻度读数a)以及当前采样绳的总放线长度(刻度读数b)，以两者差值作为塞氏盘下沉至目标位置时的采样绳长度数据，避免水面上方采样绳受风力影响带来的差值；通过限位盘上刻度线采集采样绳的偏转角度，并利用余弦定理计算定位盘至塞氏盘上端面的垂直距离d，即计算出水体透明的实际深度，实现透明度的精准检测。
54.如图6所示，本发明设计方案原理简单，在测量计算时剔除水面上方采样绳的数据信息，即便围挡浮圈与采样器之间发生偏移，也不影响其下方采样绳的长度的计算，误差较小，测量精度较高，且对设备要求不高，成本较低。
55.当水体中水草、浮萍等与水体透明度无关的悬浮物较多时，用塞氏盘法测量水体透明度会影响测量人员的视线，以至于测量精度大受影响。因此，在本发明中围挡浮圈能够阻挡水草、浮萍等与水体透明度无关的悬浮物，减少其对水体透明度测量的影响，提高测量精度。
56.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。