一種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置。包括漂浮圈、傳感器、太陽(yáng)能電池板、顯示屏和箱體，箱體和傳感器分別設(shè)置在漂浮圈上下兩端，太陽(yáng)能電池板和顯示屏設(shè)置在箱體上，箱體內(nèi)設(shè)有傳感器模塊、調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和無(wú)線通信模塊，傳感器模塊與傳感器相連，且通過(guò)調(diào)理電路連接在A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出端與控制模塊的控制端相連，顯示屏以及無(wú)線通信模塊分別對(duì)應(yīng)連接在控制模塊的控制端。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定，通過(guò)溫度傳感器和pH傳感器配合使用提高系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確度。
【專利說(shuō)明】一種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，屬控制領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】：
[0002] 水資源是人類生產(chǎn)生活的重要資源?？扇缃瘢鷳B(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，水體污染嚴(yán) 重，水資源的保護(hù)和水污染的治理成為現(xiàn)代社會(huì)最關(guān)注的問(wèn)題之一。目前全國(guó)多數(shù)城市地 表水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢(shì)。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低 了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對(duì)我國(guó)正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 帶來(lái)了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。
[0003] 另外，隨著河流水質(zhì)的不斷惡化，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，影響了糧食和其他 農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，環(huán)保部門對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效地監(jiān)測(cè)就顯得十分必要。 目前，國(guó)內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備精度較低且靈活性較差，一般需要將河水標(biāo)本采樣帶回實(shí)驗(yàn)室 進(jìn)行化驗(yàn)或者人工攜帶設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)做定期或不定期的人為采樣、檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行記 錄處理，難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)、有效地掌握河流水質(zhì)或跟蹤水質(zhì)變化情況。
[0004] 因此，確有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本實(shí)用新型是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提供一種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置。
[0006] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案有：
[0007] -種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，包括漂浮圈、傳感器、太陽(yáng)能電池板、顯示屏和箱體，所述 箱體和傳感器分別設(shè)置在漂浮圈上下兩端，太陽(yáng)能電池板和顯示屏設(shè)置在箱體上，所述箱 體內(nèi)設(shè)有傳感器模塊、調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和無(wú)線通信模塊，所述傳感器模塊 與傳感器相連，且通過(guò)調(diào)理電路連接在A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出端與控制 模塊的控制端相連，所述顯示屏以及無(wú)線通信模塊分別對(duì)應(yīng)連接在控制模塊的控制端。
[0008] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于：
[0009] 所述箱體內(nèi)還設(shè)有顯示模塊、按鍵模塊和警報(bào)模塊，所述顯示模塊、按鍵模塊和警 報(bào)模塊分別對(duì)應(yīng)連接在控制模塊的控制端，顯示模塊與顯示屏相連。
[0010] 所述顯示模塊的型號(hào)為L(zhǎng)CD1602 ;所述按鍵模塊為3個(gè)獨(dú)立按鍵；所述警報(bào)模塊為 3. 3V電磁式有源蜂鳴器。
[0011] 所述控制模塊采用型號(hào)為MSP430F149的單片機(jī)。
[0012] 所述傳感器模塊包括pH傳感器和溫度傳感器，所述pH傳感器通過(guò)調(diào)理電路連接 至A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，所述溫度傳感器直接連接至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0013] 所述pH傳感器的型號(hào)為E-201-C型pH傳感器；溫度傳感器選用兩線PT100鉬電 阻溫度傳感器。
[0014] 所述A/D轉(zhuǎn)換模塊采用24位三通道Σ - Λ型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7793。
[0015] 所述無(wú)線通信模塊的型號(hào)為nRF905無(wú)線傳輸芯片。
[0016] 本實(shí)用新型具有如下有益效果：
[0017] (1)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定，通過(guò)溫度傳感器和PH傳感器配合使用提高 系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確度。
[0018] (2)本實(shí)用新型能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)pH值通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)送給監(jiān)控中心，便于 工作人員及時(shí)、全面的掌握水質(zhì)變化情況。
[0019] (3)本實(shí)用新型采用太陽(yáng)能供電方式，很好地解決了該裝置供電的問(wèn)題，節(jié)能環(huán) 保，性能穩(wěn)定，可以節(jié)省大量的人力物力，提高監(jiān)測(cè)效率，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0020] 圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022] 圖3為本實(shí)用新型中Vol-pH關(guān)系圖。
[0023] 圖4為本實(shí)用新型中調(diào)理電路。
[0024] 圖5為本實(shí)用新型中蜂鳴器電路。
[0025] 圖6為本實(shí)用新型中太陽(yáng)能電池板的電壓監(jiān)測(cè)電路。
[0026] 圖7為本實(shí)用新型中主程序流程圖。
[0027] 圖8為本實(shí)用新型中定時(shí)器A中斷流程圖（RT)。
[0028] 圖9為本實(shí)用新型中定時(shí)器B中斷流程圖（LP)。
[0029] 圖10為本實(shí)用新型中按鍵中斷流程圖。

【具體實(shí)施方式】：
[0030] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0031] 請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2,本實(shí)用新型是一種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，具有漂浮圈5、傳感器6、 太陽(yáng)能電池板3、顯示屏4和箱體7,箱體7和傳感器6分別設(shè)置在漂浮圈5的上下兩端，太 陽(yáng)能電池板3和顯示屏4設(shè)置在箱體7上，箱體7內(nèi)設(shè)有傳感器模塊、調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模 塊、控制模塊和無(wú)線通信模塊，傳感器模塊與傳感器6相連，且通過(guò)調(diào)理電路連接在A/D轉(zhuǎn) 換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出端與控制模塊的控制端相連，顯示屏4以及無(wú)線通信模 塊分別對(duì)應(yīng)連接在控制模塊的控制端。
[0032] 如圖2所示，本實(shí)用新型裝置需放在水面上工作，漂浮圈5通過(guò)對(duì)稱設(shè)置在其兩端 的平衡鐵圈2保持平衡，防止河面浪涌造成裝置傾覆。兩個(gè)傳感器6垂入河水中，太陽(yáng)能電 池板3放在裝置頂端為系統(tǒng)供電。
[0033] 1)本實(shí)用新型河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置中硬件設(shè)計(jì)：
[0034] I. 1)傳感器：
[0035] 本實(shí)用新型傳感器模塊包括pH傳感器和溫度傳感器，其中：
[0036] pH傳感器選用上海雷磁公司的E-201-C型pH傳感器，通過(guò)調(diào)理電路連接至A/D轉(zhuǎn) 換模塊的輸入端。pH傳感器測(cè)液部分為玻璃復(fù)合電極，在測(cè)量溶液的酸堿度時(shí)，當(dāng)被測(cè)溶 液的氫離子濃度發(fā)生變化，玻璃電極和參比電極之間的電動(dòng)勢(shì)也隨之發(fā)生變化。通過(guò)調(diào)配 不同酸堿度的溶液，室溫（25°C )條件下用某型pH計(jì)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)取樣測(cè)量發(fā)現(xiàn)電極電壓與pH 值近似成線性關(guān)系，并根據(jù)能斯特方程，利用Matlab將所測(cè)樣本點(diǎn)擬合成一次線性函數(shù)， 樣本點(diǎn)如表1所示。
[0037] 表 l:Vol-pH 樣本值

【權(quán)利要求】
1. 一種河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，包括漂浮圈巧）、傳感器化）、太陽(yáng)能電池板（3)、顯示屏（4) 和箱體（7)，所述箱體（7)和傳感器（6)分別設(shè)置在漂浮圈（5)上下兩端，太陽(yáng)能電池板（3) 和顯示屏（4)設(shè)置在箱體（7)上，其特征在于：所述箱體（7)內(nèi)設(shè)有傳感器模塊、調(diào)理電路、 A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和無(wú)線通信模塊，所述傳感器模塊與傳感器（6)相連，且通過(guò)調(diào)理 電路連接在A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出端與控制模塊的控制端相連，所述顯 示屏（4) W及無(wú)線通信模塊分別對(duì)應(yīng)連接在控制模塊的控制端。
2. 如權(quán)利要求1所述的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述箱體（7)內(nèi)還設(shè)有顯示 模塊、按鍵模塊和警報(bào)模塊，所述顯示模塊、按鍵模塊和警報(bào)模塊分別對(duì)應(yīng)連接在控制模塊 的控制端，顯示模塊與顯示屏（4)相連。
3. 如權(quán)利要求2所述的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述顯示模塊的型號(hào)為 LCD1602 ;所述按鍵模塊為3個(gè)獨(dú)立按鍵；所述警報(bào)模塊為3. 3V電磁式有源蜂鳴器。
4. 如權(quán)利要求1所述的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述控制模塊采用型號(hào)為 MSP430F149的單片機(jī)。
5. 如權(quán)利要求1所述的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于；所述傳感器模塊包括抑傳感 器和溫度傳感器，所述抑傳感器通過(guò)調(diào)理電路連接至A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，所述溫度傳 感器直接連接至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。
6. 如權(quán)利要求5所述的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述抑傳感器的型號(hào)為 E-201-C型抑傳感器；溫度傳感器選用兩線PT100笛電阻溫度傳感器。
7. 如權(quán)利要求1所述的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述A/D轉(zhuǎn)換模塊采用24位 H通道2-A型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7793。
8. 如權(quán)利要求1所述的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于；所述無(wú)線通信模塊的型號(hào)為 nRF905無(wú)線傳輸芯片。
【文檔編號(hào)】G01N27/416GK204228658SQ201420765853
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】張秀再, 陳彭鑫, 張光宇, 吳華娟, 趙益波 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)