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原文传递一种自供能水质在线监测装置

专利名称：	一种自供能水质在线监测装置
摘要：	本实用新型涉及一种自供能水质在线监测装置。本实用新型装置包括摩擦纳米发电模块、能量储存与供应模块、水质监测模块、以及信号处理及传送模块；其中摩擦纳米发电模块、能量储存与供应模块以及信号处理及传送模块密封包裹在能够漂浮于水面上浮子内，水质监测模块通过释放和回收可控的中空防水绳与浮子相连，中空防水绳内部通有电线，分别将水质监测模块与能量储存与供应模块、信号处理及传送模块相连，分别实现电能的传输与检测信号的传送；且水质监测模块通过调整中空防水绳释放的长度来调节其沉没于待检测水中的深度。本实用新型能够广泛检测、实时传输检测数据，对水体的污染防治做出科学的报警预测。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连海事大学
发明人：	殷艺;刘连坤;朱传庆;刘志坚;徐敏义;潘新祥
专利状态：	有效
申请日期：	2018-10-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201821679827.X
公开号：	CN209117669U
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	赵淑梅;李洪福
分类号：	G01N33/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号
主权项：	1.一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，包括摩擦纳米发电模块(A)、能量储存与供应模块(B)、水质监测模块(C)、以及信号处理及传送模块(D)；其中摩擦纳米发电模块(A)、能量储存与供应模块(B)以及信号处理及传送模块(C)密封包裹在能够漂浮于水面上浮子(9)内，通过电线将摩擦纳米发电模块(A)与能量储存与供应模块(B)、能量储存与供应模块(B)与信号处理及传送模块(D)、能量储存与供应模块(B)与水质监测模块(C)、水质监测模块(C)和信号处理及传送模块(D)两两相连，实现电能的传送；所述的水质监测模块(C)通过释放和回收可控的中空防水绳(15)与浮子(9)相连，中空防水绳(15)内部通有电线，分别将水质监测模块(C)与能量储存与供应模块(B)、信号处理及传送模块(D)相连，分别实现电能的传输与检测信号的传送；且所述的水质监测模块(C)通过调整中空防水绳(15)释放的长度来调节其沉没于待检测水中的深度；其中：所述的摩擦纳米发电模块(A)，由摩擦纳米发电机(1)与波浪能采集装置(2)组成，两者呈包裹式结构，摩擦纳米发电机(1)由波浪能采集装置(2)包裹住并漂浮于水面上；摩擦纳米发电模块(A)能够依靠波浪能自行发电，并将产出电能输送到能量储存与供应模块(B)留待备用；所述的能量储存与供应模块(B)，包括整流单元及能量存放单元，所述的整流单元能够将摩擦发电模块(A)产出的大小、方向不断变化的交流电流转化为单向脉动电流，起到为能量存放单元做充电器的功能；所述的能量存放单元为电容或电池，将单向脉动电流进行储存，并能供给水质监测模块(C)与信号处理及传送模块(D)工作所需的电能；所述的水质监测模块(C)，包括取样单元(5)和检测单元(6)，所述检测单元(6)包括可拆卸的细菌检测单元(29)和可拆卸的水质理化参数检测单元(28)；所述的取样单元(5)包括中空流道(19)及与中空流道相连通的取样管路(22)，中空流道(19)处于水质监测模块(C)的最上方，在中空流道(19)入口处设置有滤网(26)以滤除鱼类水生物和贝类水生物，且在取样管路(22)入口处设置有能对流入的样品进行过滤的入口滤器(20)，入口滤器(20)的滤孔孔径小于检测单元(6)的内部流道的最小尺寸，但保证不会滤除细菌，在入口滤器(20)后设置微泵(21)，微泵(21)将经过入口滤器(20)过滤的待检测水送至检测单元(6),然后待检测水从取样管路(22)出口流出，取样管路(22)出口处设置有出口滤器(24)，检测单元(6)将检测信号实时地传送到信号处理及传送模块(D)中；所述的信号处理及传送模块(D)，包括信号处理单元(7)及无线通信单元(8)；所述的信号处理单元(7)包括差分放大器(30)、滤波器(31)、A/D转换器(32)以及单片机(33)，信号处理单元(7)接收水质监测模块(C)的检测单元(6)的可拆卸的细菌检测单元(29)和可拆卸的水质理化参数检测单元(28)各个检测传感器(23)传送来的信号，差分放大器(30)会对接受到的信号进行放大，滤波器(31)对放大的电信号进行滤波处理，使得输入的信号更好的匹配A/D转换器(32)的范围，经过处理的信号再经A/D转换器(32)转换为数字信号后输入到单片机(33)中进行集中处理，最终，处理过的集成信号通过无线通信单元(8)的无线数传模块(34)传送至远程终端(E)。 2.根据权利要求1所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，所述的波浪能采集装置(2)的外壳与浮子(9)为一体结构，由泡沫层(10)、防水塑料层(11)与亚克力板层(12)三层结构构成，亚克力板层(12)呈盒状构造，内部放置所述的摩擦纳米发电机(1)、能量储存与供应模块(B)和信号处理及传送模块(D)；防水塑料层(11)将亚克力板层(12)整体包裹，防止海水侵蚀；泡沫层(10)再将上述经过防水塑料包裹的防水处理的盒状结构包裹，使包裹后形成的浮子(9)能够漂浮于水面上。 3.根据权利要求1所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，所述的中空防水绳(15)呈盘状放置在能量储存与供应模块(B)、信号处理及传送模块(D)之间，中空防水绳(15)在浮子(9)连接端设置有锁紧装置(14)，保证能对释放出的中空防水绳(15)进行锁紧，保证水质监测模块(C)被锁定在目标深度进行监测。 4.根据权利要求1所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，所述水质监测模块(C)的检测单元(6)的可拆卸的水质理化参数检测单元(28)与可拆卸的细菌检测单元(29)安装在可拆卸模块(25)上，所述的可拆卸模块(25)为中空的长方体结构，对应取样单元(5)的取样管路(22)的上下侧面上设置有若干通孔(38)，通孔(38)与取样管路(22)密闭连通，通孔(38)内部能够根据检测需求安装可拆卸的细菌检测单元(29)和可拆卸的水质理化参数检测单元(28)的检测传感器(23)；可拆卸模块(25)上设置有卡条(35)，卡条(35)能够与固定在水质监测单元(C)内壁面上的卡槽(27)卡紧固定，保证检测单元(6)的稳定性。 5.根据权利要求1所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，所述的可拆卸模块(25)，在与取样单元(5)的取样管路(22)平行的侧面上设置有可拆卸挡板(36)，打开可拆卸挡板(36)能够取放和安装通孔(38)内的检测传感器(23)。 6.根据权利要求4或5所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，所述的可拆卸模块(25)内部设置有隔板(37)，将可拆卸的细菌检测单元(29)和可拆卸的水质理化参数检测单元(28)分隔成独立的可拆卸模块，可拆卸的细菌检测单元(29)和可拆卸的水质理化参数检测单元(28)作为独立的可拆卸模块，分别设置有卡条(35)，并在水质监测单元(C)内壁面对应设置有卡槽(27)。 7.根据权利要求1所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，所述的可拆卸的水质理化参数检测单元(28)包括硝酸盐分析仪、余氯分析仪、硫化氢检测仪、PH计和电子温度计，使得可拆卸的水质理化参数检测单元(28)能够对亚硝酸盐、余氯、硫化氢的含量以及PH值和温度进行长效的实时检测。 8.根据权利要求7所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，将酸盐分析仪、余氯分析仪、硫化氢检测仪、PH计和电子温度计五种设备一起设置在可拆卸模块(25)的可拆卸的水质理化参数检测单元(28)独立可拆卸模块上，方便定时清洗。 9.根据权利要求1所述的一种自供能水质在线监测装置，其特征在于，所述的可拆卸的细菌检测单元(29)采用基于酶联免疫方法的菌类检测感应式传感器，针对不同的待检测水在可拆卸的细菌检测单元(29)中加装单个或者多个不同的菌类检测感应式传感器，即更换不同的检测芯片，使得检测芯片上的抗体与待检测的目标细菌抗原一一对应，菌类检测感应式传感器再将检测细菌得到的信号传送的信号处理及传送模块(D)中。
所属类别：	实用新型