太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，主要解決現(xiàn)有水上監(jiān)測浮標(biāo)不能準(zhǔn)確測定化學(xué)需氧量的問題。本發(fā)明應(yīng)用于太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)，使用光學(xué)檢測器進(jìn)行水質(zhì)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(guān)氣源，產(chǎn)生高壓氣流，對(duì)化學(xué)需氧量檢測器進(jìn)行清洗，進(jìn)而保證準(zhǔn)確化學(xué)需氧量的測量，可用于江河湖海等水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域。
【專利說明】 太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，可被用于江河湖海等水質(zhì)的COD監(jiān)測領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有水上浮標(biāo)上都沒有集成化學(xué)需氧量監(jiān)測參數(shù)，其主要原因在于傳統(tǒng)化學(xué)需氧量測量，難點(diǎn)在于在測量前需要在水樣中加入過量的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，并在強(qiáng)酸介質(zhì)下以銀鹽作催化劑，再經(jīng)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(jìn)行滴定，計(jì)算出CODCr值。測量過程中必然產(chǎn)生廢液，需要收集處理。因此該方法一般應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室和水站，需要人為干預(yù)和操作。
[0003]另外光學(xué)檢測方法在水上浮標(biāo)上使用也存在困難，長時(shí)間使用后，光學(xué)檢測器的光學(xué)窗口上的附著物是首要問題，不僅影響到測量的準(zhǔn)確性，更甚者使儀器不能測量。
[0004]本發(fā)明通過采用光學(xué)檢測器，并在每次測量前對(duì)光學(xué)件進(jìn)行高壓沖洗，清除光學(xué)件的附著物，很好的解決了水上浮標(biāo)上化學(xué)需氧量的測量和準(zhǔn)確性。同時(shí)該方法環(huán)保，不產(chǎn)生廢液，不會(huì)對(duì)被測水體產(chǎn)生污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是以往太陽能供電的浮標(biāo)上無法集成化學(xué)需氧量測量參數(shù)和無法有效的清洗光學(xué)檢測系統(tǒng)的現(xiàn)狀，使化學(xué)需氧量測量參數(shù)失真或者無法工作。本發(fā)明提供了一種新型的太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，該水上監(jiān)測浮標(biāo)用于河道、湖泊和海洋水質(zhì)監(jiān)測化學(xué)需氧量等關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)，具有體積小、成本低，監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，檢測化學(xué)需氧量的過程包括:
[0007]a)采用水上監(jiān)測浮標(biāo)，其中檢測系統(tǒng)倉7位于監(jiān)測浮標(biāo)浮體下方，水上監(jiān)測工作時(shí)位于水面以下，檢測系統(tǒng)倉7壁上有流通孔，被測水體通過流通孔進(jìn)入檢測系統(tǒng)倉7內(nèi)；化學(xué)需氧量檢測器10放置于檢測系統(tǒng)倉7內(nèi)，化學(xué)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(xué)需氧量檢測器10上發(fā)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(guān)氣源，產(chǎn)生高壓氣流，清洗發(fā)射光單元和接受光單元；
[0009]c)清洗后，化學(xué)需氧量檢測器10進(jìn)行檢測，檢測的結(jié)果通過通訊接口發(fā)送數(shù)據(jù)到采集器。
[0010]上述技術(shù)方案中，水上監(jiān)測浮標(biāo)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(nèi)有數(shù)據(jù)采集器、氣閥9、氣閥控制器8。
[0011]上述技術(shù)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(jiān)測浮標(biāo)具有GPS定位儀、太陽能充電管理控制器、蓄電池；其中，水上監(jiān)測浮標(biāo)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(nèi)具有計(jì)時(shí)器和通電開關(guān)。氣源由空氣壓縮機(jī)或高壓氣瓶提供。氣閥9為氣體電磁閥，電磁閥無內(nèi)泄漏，有效截面積為6?12_2，磁時(shí)間為0.03?0.05秒，動(dòng)作頻率為3?5次/秒。氣源3內(nèi)填裝為氮?dú)狻⒍趸蓟蚩諝?。化學(xué)需氧量檢測器10發(fā)射光單元和接收光單元由光學(xué)件與被測溶液隔離其中光學(xué)件為藍(lán)寶石鏡面。浮標(biāo)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(jiān)測浮標(biāo)構(gòu)造圖。
[0013]圖2為本發(fā)明，太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)的自動(dòng)清洗部分的組成圖。
[0014]圖1:1為航標(biāo)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(xué)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(xué)需氧量檢測器10，化學(xué)需氧量檢測器10放置于檢測器倉7內(nèi)，通過控制器8控制氣閥9的打開和關(guān)閉，使高壓氣流沖向化學(xué)需氧量檢測器10，帶動(dòng)周圍的被測溶液，沖洗檢測器。
[0017]檢測系統(tǒng)倉位于監(jiān)測浮標(biāo)浮體下方，正常工作時(shí)位于水面以下，檢測系統(tǒng)倉壁上有許多流通孔，外部被測水體通過流通孔進(jìn)入檢測系統(tǒng)倉內(nèi)。將化學(xué)需氧量檢測器放置于檢測系統(tǒng)倉內(nèi)，化學(xué)需氧量檢測器會(huì)浸沒在被測水體中。被測水樣流過化學(xué)需氧量檢測器上發(fā)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(guān)氣源，產(chǎn)生高壓氣流，達(dá)到清洗發(fā)射光處和接受光處的藍(lán)寶石鏡面，使光路更清晰。清洗結(jié)束后，化學(xué)需氧量檢測器進(jìn)行檢測，檢測的結(jié)果通過通訊接口發(fā)送數(shù)據(jù)到采集器。
[0018]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。

【具體實(shí)施方式】
[0019]【實(shí)施例1】
[0020]在蘇州某河道上采用如圖1所示的本發(fā)明的太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)，對(duì)河水的COD進(jìn)行檢測，該監(jiān)測浮標(biāo)的浮體直徑為1.2m,重150kg，高2m，計(jì)時(shí)器I個(gè)，通電開關(guān)I個(gè)，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(xué)需氧量光學(xué)檢測器每30分鐘檢測一次，檢測前通過氣閥控制氣瓶進(jìn)行沖洗檢測器，控制氣閥打開2.5秒進(jìn)行沖洗，在該河道每半個(gè)小時(shí)檢測一次數(shù)據(jù)，儀器在檢測的同時(shí)，人工用樣品杯采集浮體邊的水樣供比較例使用，監(jiān)測浮標(biāo)采集的450min內(nèi)的連續(xù)15個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)果如表I所示，單位:mg/L。
[0021]表I
[0022]
1?號(hào) 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(shí)間點(diǎn)人工采集的水樣，拿去實(shí)驗(yàn)室用傳統(tǒng)方法分析檢測，數(shù)據(jù)結(jié)果見表2，單位:mg/L。
[0024]表2
[0025]

【權(quán)利要求】
1.一種太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，檢測化學(xué)需氧量的過程包括: a)采用水上監(jiān)測浮標(biāo)，被測水體通過流通孔進(jìn)入檢測系統(tǒng)倉(7)內(nèi)；流經(jīng)放置于檢測系統(tǒng)倉(7)內(nèi)化學(xué)需氧量檢測器(10)； b)被測水樣流過化學(xué)需氧量檢測器(10)上發(fā)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(guān)氣源，產(chǎn)生高壓氣流，清洗發(fā)射光單元和接受光單元； c)清洗后，化學(xué)需氧量檢測器(10)進(jìn)行檢測，檢測的結(jié)果通過通訊接口發(fā)送數(shù)據(jù)到采集器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，其特征在于，水上監(jiān)測浮標(biāo)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(nèi)有數(shù)據(jù)采集器、氣閥(9)、氣閥控制器⑶；檢測系統(tǒng)倉(7)位于監(jiān)測浮標(biāo)浮體下方，在水上監(jiān)測工作時(shí)檢測系統(tǒng)倉(7)位于水面以下，檢測系統(tǒng)倉(7)壁上有流通孔；化學(xué)需氧量檢測器(10)浸沒在被測水體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)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(jiān)測浮標(biāo)具有GPS定位儀、太陽能充電管理控制器、蓄電池；其中，水上監(jiān)測浮標(biāo)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(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，其特征在于所述的氣閥控制器(8)內(nèi)具有計(jì)時(shí)器和通電開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)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(jù)權(quán)利要求1所述太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)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(nèi)泄漏,有效截面積為6?12mm2,磁時(shí)間為0.03?0.05秒，動(dòng)作頻率為3?5次/秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)清洗檢測系統(tǒng)的太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)，其特征在于所述的氣源(3)內(nèi)填裝為氮?dú)?、二氧化碳或空氣?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，其特征在于所述的化學(xué)需氧量檢測器(10)發(fā)射光單元和接收光單元由光學(xué)件與被測溶液隔離，其中光學(xué)件為分別安裝在發(fā)射光單元和接收光單元上的兩面藍(lán)寶石鏡面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)需氧量的方法，其特征在于浮標(biāo)的直徑為1.0?1.5m,總重量為140?170kg。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能供電水上監(jiān)測浮標(biāo)檢測化學(xué)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(hào)】G01N35/00GK104181320SQ201410465792
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】董正龍, 王愛軍 申請(qǐng)人:上海澤銘環(huán)境科技有限公司