該發明涉及海水水質監測領域，尤其涉及對裝置中PH復合電極的清潔保養與水質傳感器的集成。

背景技術：

隨著陸地資源的逐漸匱乏，海洋的重要性已經不僅體現在為世界的貿易提供重要通道，海洋資源的開發與利用程度更是衡量一個國家綜合實力的重要標準。海洋資源的開發利用的前提是要對海洋環境的全方位認知與監測，海洋水質監測是其中的關鍵點之一。

海水水質監測需監測海水表層溫度、鹽度、PH值、溶解氧、濁度等的數據。PH值是海水水質監測過程中是最重要的指標之一，然而，現有PH復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覆蓋，堵塞氫離子通道，會影響對海水PH值數據采集的準確性。其他傳感器均不需要定期清洗與保養。

現有海洋水質集成監測裝置存在以下問題：第一，無法同時集成上述所有傳感器裝置，造成對海洋水質的監測不夠全面；第二，海洋監測數據無法需要通過有線方式傳輸至作業船只，降低了裝置的使用靈活性。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種能夠及時進行無線數據傳輸的海洋水質集成監測裝置，以滿足海洋環境水質長期監測的需要。本發明的技術方案如下：

一種基于藍牙通信技術的無線水質集成監測裝置，包括供電模塊、中央控制模塊、無線通信模塊、PH值采集模塊、電極保養模塊、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復合電極22、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復合電極22置于待測液體池12內或將其抬高，PH復合電極22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復合電極22進行清洗，經過清洗的PH復合電極22被移至電極保養模塊的KCL標準樣液池8中。

電極保養模塊，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標準樣液池8和排污水泵9；樣液濁度傳感器7用于檢測KCL標準樣液池8內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標準樣液池8內廢液，位于KCL標準樣液池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。

清水采集模塊包括導熱硅膠16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位計13、進水泵14、調節水泵15和冷凝板20，進水泵14用于抽吸海水進入蓄海水池17；導熱硅膠16的主體作為蓄海水池17的側壁，與其內海水直接接觸；導熱硅膠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將蒸發的海水凝結為液體，并將凝結的液體引流入蓄清水池18中；液位計13用于監測蓄清水池18內水量，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，調節水泵15開啟，釋放海水，不再進行蒸發冷凝，；當清水達到最小閾值，控制進水泵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；

無線通信模塊包括藍牙通信模塊，PH值采集模塊及傳感器模塊采集到的數據通過該模塊無線傳輸至控制室；

供電模塊包括充電接口2和蓄電池4，通過充電接口2為蓄電池4充電，保證整個系統的供能。

附圖說明

圖1為傳感器裝置箱體的剖面圖

圖2為PH復合電極清潔與保養的細節圖

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、充電接口；3、藍牙通信模塊；4、中央控制模塊；5、蓄電池；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、PH復合電極；23、鹽度傳感器；24、溫度傳感器；25、濁度傳感器；26、溶解氧傳感器。

具體實施方式

本發明的海洋水質集成監測裝置如圖1所示，包括供電模塊，中央控制模塊，集成傳感器模塊(不含PH值)，PH值采集模塊、電極保養模塊和清水采集模塊。下面將結合附圖對本發明的具體實施方式進一步詳細說明。

如圖1，供電模塊包括充電接口2和蓄電池4。通過充電接口2為蓄電池4充電，保證整個系統的供能。需采集海水PH值數據時，由作業船只攜帶其到待測海域，將改裝置放入海中對海水PH進行監測。監測作業完成后，由作業船只將PH復合電極裝置收回，為裝置進行再次充電以備下次使用。

如圖1所示，PH值采集模塊包括機械臂1、PH復合電極22、待測溶液池12、水泵10、水泵11、水泵19。PH復合電極22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復合電極抬高，水泵19工作，引出清水沖洗復合電極。機械臂1再將PH復合電極22移至KCL標準樣液池8中。完成對PH數據的采集和對PH復合電極的保養。

如圖1，集成傳感器模塊(不含PH值)包括鹽度傳感器23、溫度傳感器24、濁度傳感器25、溶解氧傳感器26。鹽度傳感器23、溫度傳感器24、濁度傳感器25、溶解氧傳感器26安裝在裝置底部，暴露于海水中，實時采集海水的鹽度、溫度、濁度、溶解氧數據。

如圖1所示，通信模塊包括藍牙通信模塊3，該模塊收集PH值采集模塊和集成傳感器模塊所采集的海水數據，并將收集的數據及時發往監測人員處。實現海水PH值的實時數據傳輸。

如圖2，為電極保養模塊細節圖，包括帶有電磁閥門的KCL補充液容器21、濁度傳感器7、KCL標準樣液池8、水泵9。海水中含微生物，水藻，工業廢液等雜質，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。實現了KCL標準液的更新。

如圖1，右側清水采集模塊包括導熱硅膠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。導熱硅膠16收集頂部太陽照射帶來的熱量并傳導至蓄海水池17，海水蒸發，遇冷凝板20凝結為液體，由于冷凝板20傾斜，具有引流作用，凝結的清水流入蓄清水池18中。液位計13監測水量，清水量達到最大閾值后，水泵15開啟，釋放海水，不再進行蒸發冷凝，確保海水不會在箱體內結晶和污染。當清水達到最小閾值，水泵14工作，重復上述過程。

如圖3所示，該裝置通過充電接口為供電模塊提供電能，中央控制模塊控制機械臂運作，利用PH復合電極收集待測海域PH值信息，將信息通過中央控制模塊進行處理，并存儲于數據存儲模塊中；利用濁度傳感器和液位計收集數據，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，完成了清水的自動采集和KCL溶液的自動更換，實現PH復合電極裝置的自動清洗與保養。