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。

背景技術(shù)：

隨著陸地資源的逐漸匱乏，海洋的重要性已經(jīng)不僅體現(xiàn)在為世界的貿(mào)易提供重要通道，海洋資源的開發(fā)與利用程度更是衡量一個國家綜合實力的重要標準。海洋資源的開發(fā)利用的前提是要對海洋環(huán)境的全方位認知與監(jiān)測，海洋水質(zhì)監(jiān)測便是其中的關(guān)鍵點之一。

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之一，然而，現(xiàn)有PH復(fù)合電極如果長時間浸泡在海水中，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，會影響對海水PH值數(shù)據(jù)采集的準確性。

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)合電極的自動自潔與保養(yǎng)功能設(shè)計，造成裝置無法監(jiān)測PH值信息；第三，只依靠蓄電池供電，工作時長受限。

所以，一種利用太陽能供電的海洋水質(zhì)集成傳感器裝置尤為必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種海洋水質(zhì)集成傳感器裝置，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：

一種海洋水質(zhì)集成傳感器裝置，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值采集模塊包括機械臂1、固定于機械臂1前端的PH復(fù)合電極3、待測溶液池12、進樣水泵11、排樣水泵10、沖洗水泵19，其中，進樣水泵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?，PH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溶液池8中。

電極保養(yǎng)模塊，包括帶有電磁閥門的KCL補充液容器21、樣液濁度傳感器7、KCL溶液池8和排污水泵9；樣液濁度傳感器7用于檢測KCL溶液池8內(nèi)的標準樣液受污染程度，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到閾值時，控制排污水泵9工作，排出KCL溶液池8內(nèi)廢液，位于KCL溶液池8上方的KCL補充液容器21底部的電磁閥門開啟，釋放KCL補充液；

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5。

作為優(yōu)選實施方式，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13、進水泵14、調(diào)節(jié)水泵15和冷凝板20，進水泵14用于抽吸海水進入蓄海水池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到最大閾值后，調(diào)節(jié)水泵15開啟，釋放海水，不再進行蒸發(fā)冷凝，；當清水達到最小閾值，控制進水泵14工作。

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、機械臂；2、太陽能光伏板；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標準樣液池；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；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

具體實施方式

圖1是本發(fā)明的傳感器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，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)明的具體實施方式進一步詳細說明。

如圖1所示，PH值采集模塊包括機械臂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由機械臂1控制進入待測液體池12，水泵11工作，海水進入待測液體池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)后上傳至控制中心模塊5中。

如圖2，為電極保養(yǎng)模塊細節(jié)圖，包括帶有電磁閥門的KCL補充液容器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即可檢測標準樣液受污染程度。濁度達到閾值時，KCL標準液已被污染，須更換。水泵9工作，排出廢。液。KCL補充液容器21底部的電磁閥門開啟，釋放KCL補充液。實現(xiàn)了KCL標準液的更新。

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13、水泵14、水泵15和冷凝板20。水泵14工作，海水進入蓄海水池17。導(dǎo)熱硅膠16連接太陽能光伏板2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13監(jiān)測水量，清水量達到最大閾值后，水泵15開啟，釋放海水，不再進行蒸發(fā)冷凝，確保海水不會在箱體內(nèi)結(jié)晶和污染。當清水達到最小閾值，水泵14工作，重復(fù)上述過程。

如圖1，供電模塊包括太陽能光伏板2和蓄電池4。太陽能光伏板2吸收光能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池4中為系統(tǒng)供電，以保證源源不斷的供能。使用太陽能進行供電，既能保護環(huán)境、節(jié)約資源又極大延長了該裝置在海上工作的時間。

如圖3所示，該裝置通過中央控制模塊控制機械臂運作，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行處理，并存儲于數(shù)據(jù)存儲模塊中；利用濁度傳感器和液位計收集數(shù)據(jù)，上傳至中央控制模塊分析KCL標準樣液污染度和清水量是否達到閾值，并控制水泵和電磁閥門及時做出反應(yīng)，完成了清水的自動采集和KCL溶液的自動更換，實現(xiàn)PH復(fù)合電極裝置的自動清洗與保養(yǎng)。