該發(fā)明涉及海水水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及對裝置中PH復(fù)合電極的清潔保養(yǎng)與水質(zhì)傳感器的集成，以及裝置采用的無線充電技術(shù)。

背景技術(shù)：

近年來隨著全球氣候的變化以及陸地資源的日益匱乏，人類將目光投向了海洋，海洋擁有豐富的資源，并且尚未被完全開發(fā)，對于海洋的開發(fā)將對社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)而積極的影響。海水水質(zhì)能直接反應(yīng)海洋環(huán)境，在開發(fā)海洋的過程中是非常重要的數(shù)據(jù)支持，因此對于海水水質(zhì)的監(jiān)測顯得尤為重要。

海水水質(zhì)監(jiān)測需監(jiān)測海水表層溫度、鹽度、PH值、溶解氧、濁度等的數(shù)據(jù)。PH值是海水水質(zhì)監(jiān)測過程中是最重要的指標(biāo)之一，然而，現(xiàn)有PH復(fù)合電極如果長時(shí)間浸泡在海水中，電極前端玻璃球泡表面容易被海水中的雜質(zhì)覆蓋，堵塞氫離子通道，會(huì)影響對海水PH值數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

現(xiàn)有海洋水質(zhì)集成監(jiān)測裝置存在如下問題：第一，檢測指標(biāo)單一，無法全面掌握海水水質(zhì)的多種參數(shù)；第二，無法完成PH復(fù)合電極的自動(dòng)自潔與保養(yǎng)功能設(shè)計(jì)，造成裝置無法監(jiān)測PH值信息；第三，只依靠蓄電池供電，工作時(shí)長受限；

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自潔型水質(zhì)傳感裝置，以滿足海洋環(huán)境水質(zhì)長期監(jiān)測的需要。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種具備無線充電技術(shù)的自潔型水質(zhì)傳感裝置，包括供電模塊、中央控制模塊、PH值采集模塊、電極保養(yǎng)模塊、清水采集模塊和傳感器模塊，其中，

PH值采集模塊包括機(jī)械臂1、固定于機(jī)械臂1前端的PH復(fù)合電極3、待測溶液池12、進(jìn)樣水泵11、排樣水泵10、沖洗水泵19，其中，進(jìn)樣水泵11用于將海水抽吸入待測溶液池12，排樣水泵10用于將海水排出待測液體池12；機(jī)械臂1用于將PH復(fù)合電極3置于待測液體池12內(nèi)或?qū)⑵涮Ц撸琍H復(fù)合電極3測得PH值傳輸至中央控制模塊，在中央控制模塊的控制下，沖洗水泵抽吸清水并對抬高的PH復(fù)合電極3進(jìn)行清洗，經(jīng)過清洗的PH復(fù)合電極3被移至電極保養(yǎng)模塊的KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8中。

電極保養(yǎng)模塊，包括帶有電磁閥門的KCL補(bǔ)充液容器21、樣液濁度傳感器7、KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8和排污水泵9；樣液濁度傳感器7用于檢測KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)樣液受污染程度，其采集的信息被送入中心控制模塊，中心控制模塊在濁度達(dá)到閾值時(shí)，控制排污水泵9工作，排出KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8內(nèi)廢液，位于KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池8上方的KCL補(bǔ)充液容器21底部的電磁閥門開啟，釋放KCL補(bǔ)充液。

清水采集模塊包括導(dǎo)熱硅膠16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位計(jì)13、進(jìn)水泵14、調(diào)節(jié)水泵15和冷凝板20，進(jìn)水泵14用于抽吸海水進(jìn)入蓄海水池17；導(dǎo)熱硅膠16的主體作為蓄海水池17的側(cè)壁，與其內(nèi)海水直接接觸；導(dǎo)熱硅膠16還與太陽能光伏板2連接，用于吸收熱量；蓄海水池17的上部斜向固定有冷凝板20，冷凝板20將蒸發(fā)的海水凝結(jié)為液體，并將凝結(jié)的液體引流入蓄清水池18中；液位計(jì)13用于監(jiān)測蓄清水池18內(nèi)水量，其采集的信息被送入中心控制模塊，中心控制模塊在清水量達(dá)到最大閾值后，調(diào)節(jié)水泵15開啟，釋放海水，不再進(jìn)行蒸發(fā)冷凝，；當(dāng)清水達(dá)到最小閾值，控制進(jìn)水泵14工作；

傳感器模塊包括海水濁度傳感器22、海水鹽度傳感器23、海水溫度傳感器24和海水溶解氧傳感器25，傳感器模塊采集的信息被送入中心控制模塊；

供電模塊包括無線充電模塊2和蓄電池4，無線充電模塊26接收由外界的無線充電發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波并將其轉(zhuǎn)化為電能傳輸?shù)叫铍姵?中。

附圖說明

圖1為傳感器裝置箱體的剖面圖

圖2為PH復(fù)合電極清潔與保養(yǎng)的細(xì)節(jié)圖

圖3為該裝置的原理框圖

圖4為全過程的流程圖

1、機(jī)械臂；2、無線充電模塊；3、PH復(fù)合電極；4、蓄電池；5、中央控制模塊；6、泡沫；7、濁度傳感器；8、KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液池；9、10、11、14、15、19、均為水泵(未畫出水管)；12、待測液體池13、液位計(jì)；16、導(dǎo)熱硅膠；17、蓄海水池；18、蓄清水池；20、金屬制成的冷凝板；21、帶有電磁閥門的KCL補(bǔ)充液容器；22、濁度傳感器；23、鹽度傳感器；24、溫度傳感器；25、溶解氧傳感器；

具體實(shí)施方式

圖1是PH復(fù)合電極裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，一種具備自動(dòng)清洗與保養(yǎng)功能的PH復(fù)合電極裝置，包括供電模塊，中央控制模塊，PH值采集模塊、傳感器模塊、電極保養(yǎng)模塊和清水采集模塊。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，PH值采集模塊包括機(jī)械臂1、PH復(fù)合電極3、待測溶液池12、水泵10、水泵11、水泵19。PH復(fù)合電極3由機(jī)械臂1控制進(jìn)入待測液體池12，水泵11工作，海水進(jìn)入待測液體池12，測得PH值傳輸至中央控制模塊5。水泵10工作，排出海水。機(jī)械臂1將PH復(fù)合電極抬高，水泵19工作，引出清水沖洗復(fù)合電極。機(jī)械臂1再將PH復(fù)合電極3移至KCL溶液池8中。

如圖1，傳感器模塊包括濁度傳感器22、鹽度傳感器23、溫度傳感器24、溶解氧傳感器25、中心控制模塊5。由于這些傳感器無需清潔保養(yǎng)，故該于箱體底部能直接接觸海水即可。傳感器收集到數(shù)據(jù)后上傳至中心模塊5中。

如圖2，為電極保養(yǎng)模塊細(xì)節(jié)圖，包括帶有電磁閥門的KCL補(bǔ)充液容器21、濁度傳感器7、KCL溶液池8、水泵9。海水中含微生物，水藻，工業(yè)廢液等雜質(zhì)，濁度傳感器7即可檢測標(biāo)準(zhǔn)樣液受污染程度。濁度達(dá)到閾值時(shí)，KCL標(biāo)準(zhǔn)液已被污染，須更換。水泵9工作，排出廢。液。KCL補(bǔ)充液容器21底部的電磁閥門開啟，釋放KCL補(bǔ)充液。實(shí)現(xiàn)了KCL標(biāo)準(zhǔn)液的更新。

如圖1，右側(cè)清水采集模塊包括導(dǎo)熱硅膠16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位計(jì)13、水泵14、水泵15和冷凝板20。水泵14工作，海水進(jìn)入蓄海水池17。導(dǎo)熱硅膠16連接泡沫6吸收熱量，海水蒸發(fā)，遇冷凝板20凝結(jié)為液體，由于冷凝板20與光伏板2同角度傾斜，具有引流作用，凝結(jié)的清水流入蓄清水池18中。液位計(jì)13監(jiān)測水量，清水量達(dá)到最大閾值后，水泵15開啟，釋放海水，不再進(jìn)行蒸發(fā)冷凝，確保海水不會(huì)在箱體內(nèi)結(jié)晶和污染。當(dāng)清水達(dá)到最小閾值，水泵14工作，重復(fù)上述過程。

如圖1，供電模塊包括無線充電模塊2和蓄電池4。當(dāng)蓄電池的電量耗盡時(shí)，蓄電池中的傳感器向中央控制模塊5發(fā)出低電量預(yù)警信號(hào)。一段時(shí)間后由船只攜帶無線充電發(fā)送裝置對海域進(jìn)行無線充電作業(yè)，釋放電磁波，范圍內(nèi)所有的裝置中的無線充電裝置2接收電磁波并將其轉(zhuǎn)化為電能傳輸?shù)叫铍姵?中，因此可以實(shí)現(xiàn)大范圍充電，使得裝置可以繼續(xù)工作。如圖3所示，該裝置通過中央控制模塊控制機(jī)械臂運(yùn)作，利用PH值采集模塊和傳感器模塊收集信息，將信息通過中央控制模塊進(jìn)行處理，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中；利用濁度傳感器和液位計(jì)收集數(shù)據(jù)，上傳至中央控制模塊分析KCL標(biāo)準(zhǔn)樣液污染度和清水量是否達(dá)到閾值，并控制水泵和電磁閥門及時(shí)做出反應(yīng)，完成了清水的自動(dòng)采集和KCL溶液的自動(dòng)更換，實(shí)現(xiàn)PH復(fù)合電極裝置的自動(dòng)清洗與保養(yǎng)。