太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法
【專利摘要】本發明涉及一種太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,主要解決現有水上監測浮標不能準確測定化學需氧量的問題。本發明應用于太陽能供電水上監測浮標,使用光學檢測器進行水質測量,并采用高壓氣瓶作為氣源,通過采用控制器控制氣源,合理有效的開關氣源,產生高壓氣流,對化學需氧量檢測器進行清洗,進而保證準確化學需氧量的測量,可用于江河湖海等水質監測領域。
【專利說明】 太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,可被用于江河湖海等水質的COD監測領域。
【背景技術】
[0002]目前現有水上浮標上都沒有集成化學需氧量監測參數,其主要原因在于傳統化學需氧量測量,難點在于在測量前需要在水樣中加入過量的重鉻酸鉀標準溶液,并在強酸介質下以銀鹽作催化劑,再經加熱消解后,過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑,用硫酸亞鐵銨進行滴定,計算出CODCr值。測量過程中必然產生廢液,需要收集處理。因此該方法一般應用在實驗室和水站,需要人為干預和操作。
[0003]另外光學檢測方法在水上浮標上使用也存在困難,長時間使用后,光學檢測器的光學窗口上的附著物是首要問題,不僅影響到測量的準確性,更甚者使儀器不能測量。
[0004]本發明通過采用光學檢測器,并在每次測量前對光學件進行高壓沖洗,清除光學件的附著物,很好的解決了水上浮標上化學需氧量的測量和準確性。同時該方法環保,不產生廢液,不會對被測水體產生污染。
【發明內容】
[0005]本發明所解決的技術問題是以往太陽能供電的浮標上無法集成化學需氧量測量參數和無法有效的清洗光學檢測系統的現狀,使化學需氧量測量參數失真或者無法工作。本發明提供了一種新型的太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,該水上監測浮標用于河道、湖泊和海洋水質監測化學需氧量等關鍵水質參數,具有體積小、成本低,監測數據準確可靠的優點。
[0006]為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案如下:一種太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,檢測化學需氧量的過程包括:
[0007]a)采用水上監測浮標,其中檢測系統倉7位于監測浮標浮體下方,水上監測工作時位于水面以下,檢測系統倉7壁上有流通孔,被測水體通過流通孔進入檢測系統倉7內;化學需氧量檢測器10放置于檢測系統倉7內,化學需氧量檢測器10浸沒在被測水體中;
[0008]b)被測水樣流過化學需氧量檢測器10上發射光單元和接收光單元之間;測量前,通過氣閥控制器8控制氣閥,開關氣源,產生高壓氣流,清洗發射光單元和接受光單元;
[0009]c)清洗后,化學需氧量檢測器10進行檢測,檢測的結果通過通訊接口發送數據到采集器。
[0010]上述技術方案中,水上監測浮標包括浮體6、太陽能電池板4、氣源3電子倉5以及平衡裝置;電子倉5內有數據采集器、氣閥9、氣閥控制器8。
[0011]上述技術方案中氣閥控制器8與氣閥9為電氣連接,氣閥9和氣源3為氣路連接,氣閥9與檢測器10為氣管連接;水上監測浮標具有GPS定位儀、太陽能充電管理控制器、蓄電池;其中,水上監測浮標的浮體采用離子聚合物泡沫材料,其直徑為I?2.5m,總重量為100?500kg。氣閥控制器8內具有計時器和通電開關。氣源由空氣壓縮機或高壓氣瓶提供。氣閥9為氣體電磁閥,電磁閥無內泄漏,有效截面積為6?12_2,磁時間為0.03?0.05秒,動作頻率為3?5次/秒。氣源3內填裝為氮氣、二氧化碳或空氣。化學需氧量檢測器10發射光單元和接收光單元由光學件與被測溶液隔離其中光學件為藍寶石鏡面。浮標的直徑為1.0?1.5m,總重量為140?170kg。太陽能電池板由2?4片功率為30?50W的太陽能板組成;蓄電池由2?4塊蓄電池容量為50?70AH的鉛酸電池組成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為一種太陽能供電水上監測浮標構造圖。
[0013]圖2為本發明,太陽能供電水上監測浮標的自動清洗部分的組成圖。
[0014]圖1:1為航標燈,2為太陽能電池板支架,3為高壓氣瓶,4為太陽能電池板,5為電子倉,6為浮體,7為檢測器倉。
[0015]圖2:8為控制器,9為氣閥,10為化學需氧量檢測器。
[0016]如圖1、圖2所示,高壓氣瓶3固定于太陽能電池支架2上,控制器8和氣閥9位于浮體6中的電子倉5里,控制器8和氣閥9通過電氣連接,氣閥9的氣管通路兩端分別接至高壓氣瓶3和位于浮體另一端的化學需氧量檢測器10,化學需氧量檢測器10放置于檢測器倉7內,通過控制器8控制氣閥9的打開和關閉,使高壓氣流沖向化學需氧量檢測器10,帶動周圍的被測溶液,沖洗檢測器。
[0017]檢測系統倉位于監測浮標浮體下方,正常工作時位于水面以下,檢測系統倉壁上有許多流通孔,外部被測水體通過流通孔進入檢測系統倉內。將化學需氧量檢測器放置于檢測系統倉內,化學需氧量檢測器會浸沒在被測水體中。被測水樣流過化學需氧量檢測器上發射光處和接收光處之間的光程。每次測量前,通過氣閥控制器控制氣閥,合理有效的開關氣源,產生高壓氣流,達到清洗發射光處和接受光處的藍寶石鏡面,使光路更清晰。清洗結束后,化學需氧量檢測器進行檢測,檢測的結果通過通訊接口發送數據到采集器。
[0018]下面通過實施例對本發明作進一步的闡述。
【具體實施方式】
[0019]【實施例1】
[0020]在蘇州某河道上采用如圖1所示的本發明的太陽能供電水上監測浮標,對河水的COD進行檢測,該監測浮標的浮體直徑為1.2m,重150kg,高2m,計時器I個,通電開關I個,太陽能板40w功率的3塊,蓄電池66AH容量的2塊,8L的高壓氣瓶中裝有壓縮空氣,化學需氧量光學檢測器每30分鐘檢測一次,檢測前通過氣閥控制氣瓶進行沖洗檢測器,控制氣閥打開2.5秒進行沖洗,在該河道每半個小時檢測一次數據,儀器在檢測的同時,人工用樣品杯采集浮體邊的水樣供比較例使用,監測浮標采集的450min內的連續15個數據結果如表I所示,單位:mg/L。
[0021]表I
[0022]
1?號 Il |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 丨9 IlO 111 Il2 Il3 Il4 Il5 ?Μ k 70 K.68 K.70 K.66 K.86 K.83 K.85 K.88 K.86 K.82 K.84 K.84 K.83 K.85 K.85
[0023]【比較例】將相同時間點人工采集的水樣,拿去實驗室用傳統方法分析檢測,數據結果見表2,單位:mg/L。
[0024]表2
[0025]
【權利要求】
1.一種太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,檢測化學需氧量的過程包括: a)采用水上監測浮標,被測水體通過流通孔進入檢測系統倉(7)內;流經放置于檢測系統倉(7)內化學需氧量檢測器(10); b)被測水樣流過化學需氧量檢測器(10)上發射光單元和接收光單元之間;測量前,通過氣閥控制器(8)控制氣閥,開關氣源,產生高壓氣流,清洗發射光單元和接受光單元; c)清洗后,化學需氧量檢測器(10)進行檢測,檢測的結果通過通訊接口發送數據到采集器。
2.根據權利要求1所述的太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于,水上監測浮標包括浮體¢)、太陽能電池板(4)、氣源(3)電子倉(5)以及平衡裝置;電子倉(5)內有數據采集器、氣閥(9)、氣閥控制器⑶;檢測系統倉(7)位于監測浮標浮體下方,在水上監測工作時檢測系統倉(7)位于水面以下,檢測系統倉(7)壁上有流通孔;化學需氧量檢測器(10)浸沒在被測水體中。
3.根據權利要求1所述的太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于,其中氣閥控制器⑶與氣閥(9)為電氣連接,氣閥(9)和氣源(3)為氣路連接,氣閥(9)與檢測器(10)為氣管連接;水上監測浮標具有GPS定位儀、太陽能充電管理控制器、蓄電池;其中,水上監測浮標的浮體采用離子聚合物泡沫材料,其直徑為I?2.5m,總重量為100 ?500kg。
4.根據權利要求1所述的太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于所述的氣閥控制器(8)內具有計時器和通電開關。
5.根據權利要求1所述的太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于所述的氣源由高壓氣瓶提供。
6.根據權利要求1所述太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于所述的氣閥(9)為氣體電磁閥,電磁閥無內泄漏,有效截面積為6?12mm2,磁時間為0.03?0.05秒,動作頻率為3?5次/秒。
7.根據權利要求1所述自動清洗檢測系統的太陽能供電水上監測浮標,其特征在于所述的氣源(3)內填裝為氮氣、二氧化碳或空氣。
8.根據權利要求1所述太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于所述的化學需氧量檢測器(10)發射光單元和接收光單元由光學件與被測溶液隔離,其中光學件為分別安裝在發射光單元和接收光單元上的兩面藍寶石鏡面。
9.根據權利要求1所述太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于浮標的直徑為1.0?1.5m,總重量為140?170kg。
10.根據權利要求1所述太陽能供電水上監測浮標檢測化學需氧量的方法,其特征在于太陽能電池板由2?4片功率為30?50W的太陽能板組成;蓄電池由2?4塊蓄電池容量為50?70AH的鉛酸電池組成。
【文檔編號】G01N35/00GK104181320SQ201410465792
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】董正龍, 王愛軍 申請人:上海澤銘環境科技有限公司