[发明专利]一种基于在水域内运动采样分析方法的水质分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质检测系统，尤其涉及一种能在水域流动性进行深水采样和现场分析检测功能的水质检测船。

背景技术

水是生命之源，随着社会、经济的飞速发展，人类社会发展对水资源的需求和依赖不断增长，使水资源安全状况面临严峻的压力。基于人类发展对水资源的迫切需求，需要在需要检测水域上进行水质检测，筛选具有代表性的指标，根据水资源安全的内涵构建水资源安全评价指标体系，对检测水域的水资源安全整体状况进行定量、动态研究，可从整体上反映水资源系统的基本状况。

现有的具有深水采样功能的水质检测船，采用较复杂的设备，用于深水采样，在产业园区内使用会占用较大面积，不够灵活且不美观；采样深度也比较小。

中国发明CN200920261183.7公开的水质监测船，使用长机械臂用于深水采样，长机械臂仅能伸长至200m；机械臂使用刚性材料，外露在本体之外，增加了水质监测船的占用面积，容易和周边的物体发生干涉；通过刚性的机械臂的动作实现采样，也会造成船的稳定性较差，安全性也会受到影响。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于在水域内运动采样分析方法的水质分析系统，其包括一本体、一水质检测单元、一水样储存单元、一水样采集单元和一位置控制单元；

所述水质检测单元固定在所述本体上，用于检测水质；

所述位置控制单元为一外部具有保护弹簧的钢丝绳或一滚轴丝杠，其一端固定在所述本体上，其另一端连接所述水样储存单元，用于使所述水样储存单元在水域中上下移动；

所述水样储存单元置于所述本体外部，相对于所述本体上下移动，用于潜入水域的不同深度；

所述水样储存单元具有一进水口和一出水口，所述进水口和所述出水口为一通孔，所述的进水口处设置有一进水阀，所述的出水口处设置有一出水阀，分别控制所述水位控制单元中水样的进和出，所述进水阀和所述出水阀均为单向阀，所述进水口和所述出水口处设置一粗滤网，用于过滤水样中的大尺寸杂质；

所述水样储存单元还包括一缓冲腔，设置在所述进水阀处，用以控制水样从所述进水阀流入所述水样储存单元的速度；所述缓冲腔的外壁为一双层分隔板，所述分隔板上具有无数个漏水孔，所述漏水孔为蜂窝状，两个分隔板的所述漏水孔交错布置；

所述水样储存单元还包括一叶轮单元，所述叶轮单元设置在所述缓冲腔内，所述叶轮单元包括一变距螺旋叶轮组、一定位轴承、一转轴和一支架，所述变距螺旋叶轮组围绕所述转轴旋转，所述转轴通过所述定位轴承安装在所述支架上，每组所述变距螺旋叶轮具有固定的相对位置，

所述变距螺旋叶轮组的第n个(1≤n≤N)所述变距螺旋叶轮的叶片形状，从所述变距螺旋叶轮靠近所述进水阀的一端至另一端的轨迹方程为：

X_i＝r×cos(θ_i+2π×n/N)，

Y_i＝r×sin(θ_i+2π×n/N)，

Z_i＝(n-1)×(L+a)/N+(θ_i/2π)^m×[L-(N-1)a]/N，

其中，r为叶轮叶片任一点的半径，X_i、Y_i、Z_i为叶轮叶片任一点的坐标，Z轴为所述变距螺旋叶轮组的所述转轴，原点为第1个所述变距螺旋叶轮在Z轴投影上最靠近所述进水阀的一端的点；θ_i为坐标任一点的螺旋叶片扭转角度；N为叶轮组数，N为大于1的整数；a为叶轮间距，0＜a＜L/(N-1)；m为变距螺旋系数，0＜m＜1；L为所述变距螺旋叶轮组的Z轴投影长；

所述水样采集单元与所述水样储存单元固定，其一端连接到所述缓冲腔的外壁，其另一端连接到所述水质检测单元，用于输送所述缓冲腔的水样到所述水质检测单元。

较佳的，所述水样储存单元按方程所示的速度下降，

当h＜1时，v＝v₀；

当h≥1时，v＝a×ln(h)；

其中，v为所述深水采集单元2下降的速度；h为所述深水采集单元2下降的高度；a为一常数，a＞0。

较佳的，所述水样采集单元具有一水泵，所述水泵抽取水样，并输送到所述水质检测单元。