[发明专利]滩涂生态环境因子监测装置

权利要求书

1.一种滩涂生态环境因子监测装置，包括埋管(1)、渗水环(2)、内管(3)、土壤传感器组(4)、水泥座(5)、地面(6)、挡格(7)、手柄(8)、主板(9)、立杆(10)、进风网口(11)、下部风桶(12)、中部风桶(13)、上部风桶(14)、出风扁管(15)、连管(16)、光照度传感器(17)、锥顶(18)、防雨罩(19)、风桶接管(20)、箱盖(21)、蓄电池(22)、底箱(23)、地表温度传感器(24)、线管(25)、顶部支架(26)、风向传感器(27)、第一连轴(28)、弧边环(29)、微型发电机(30)、风叶(31)、中部支架(32)、轴套(33)、万向节(34)、底部支架(35)、气温传感器(36)、湿度传感器(37)、气压传感器(38)、含氧量传感器(39)、第二连轴(40)、碗口支架(41)、半碗形凹面(42)、光伏板(43)、载波电路(44)、整流桥(45)、耦合电容器C1、耦合电容器C2和定向二极管D1-D12；

气温传感器(36)、湿度传感器(37)、气压传感器(38)、含氧量传感器(39)、光照度传感器(17)和主板(9)构成气象参数测量机构，土壤传感器组(4)、地表温度传感器(24)和主板(9)构成土壤参数测量机构；

其特征在于：滩涂的地面(6)下设有垂直的埋管(1)，埋管(1)上设有按高度均匀分布的五个渗水环(2)，渗水环(2)内嵌有能够渗水且不会滴水的海绵环，埋管(1)内嵌有可插拔的内管(3)，内管(3)上设有按高度均匀分布的五个土壤传感器组(4)，每个土壤传感器组(4)分别与其对应的渗水环(2)对齐且穿入相应的海绵环中；

立杆(10)上方设有上部风桶(14)、中部风桶(13)和下部风桶(12)，上部风桶(14)与中部风桶(13)之间以及中部风桶(13)与下部风桶(12)之间均通过风桶接管(20)连接且风桶接管(20)使三只风桶的内腔互相连通，上部风桶(14)的底部、中部风桶(13)的顶部和底部以及下部风桶(12)的顶部和底部均设有弯头朝上或弯头朝下的弧边环(29)，立杆(10)上半部设有进风网口(11)，进风网口(11)底部设为密封且将立杆(10)内管隔断，进风网口(11)顶部与立杆(10)的重合部分设为开口使进风网口(11)顶部与下部风桶(12)底部连通，进风网口(11)的圆柱面部分为网格形的进风口；

顶部支架(26)的轴套(33)和中部支架(32)的轴套(33)中穿有垂直的第一连轴(28)，第一连轴(28)顶端设有锥顶(18)和光照度传感器(17)，锥顶(18)的下沿口且在上部风桶(14)顶部的外部设有防雨罩(19)，锥顶(18)一侧设有起风向舵作用的出风扁管(15)，出风扁管(15)通过连管(16)与锥顶(18)连接且使出风扁管(15)、连管(16)和锥顶(18)三者的内腔连通，顶部支架(26)的轴套(33)下方且靠近第一连轴(28)处设有风向传感器(27)；

中部风桶(13)内且在中部支架(32)上方设有内置的微型发电机(30)，微型发电机(30)的定子设为能够让第一连轴(28)穿过的空心定子，空心定子底端与中部支架(32)的轴套(33)的顶部连接，微型发电机(30)的转子外部设有四个风叶(31)，底部支架(35)上设有测量气象参数的气温传感器(36)、湿度传感器(37)、气压传感器(38)和含氧量传感器(39)，底部支架(35)中心设有小型轴套且小型轴套中穿有垂直的第二连轴(40)，第二连轴(40)上方设有万向节(34)，第二连轴(40)顶端通过万向节(34)与第一连轴(28)底端连接，第二连轴(40)下方且在进风网口(11)内设有能够跟随第二连轴(40)转动即能够在进风网口(11)内摆动的能随着风向变动进风方向的半碗形凹面(42)，半碗形凹面(42)水平面的开口向上，半碗形凹面(42)的开口内设有俯视图为X形的碗口支架(41)，碗口支架(41)的四角与半碗形凹面(42)开口的沿口连接，碗口支架(41)的X形中心点与第二连轴(40)底端连接，半碗形凹面(42)垂直面的截口与进风网口(11)的圆柱面内壁平行，半碗形凹面(42)截口的法线方向面对进风方向；

有风时，在风力作用下出风扁管(15)的指向顺着风力方向，风力在出风扁管(15)的出风口处形成负压即产生吸力，在所述的微涡型风桶机构内产生垂直向上的空气气流，驱动风叶(31)转动，带动微型发电机(30)旋转且发电，为蓄电池(22)充电或为主板(9)提供电源；

风向改变时，出风扁管(15)的指向根据风向的改变而改变，出风扁管(15)的转动依次通过连管(16)、锥顶(18)、第一连轴(28)、万向节(34)、第二连轴(40)和碗口支架(41)的传动，使半碗形凹面(42)截口的法线方向随时正对风力方向，外部风力有效进入微涡型风桶机构内。

2.根据权利要求1所述的一种滩涂生态环境因子监测装置，其特征在于：主板(9)下方的地下设有L形线管(25)，线管(25)一端穿过水泥座(5)紧靠于主板(9)下方，线管(25)另一端抵达滩涂环境监测基站，线管(25)内穿有220伏的供电电源线，主板(9)上包含信号放大与处理电路、电源电路和载波电路(44)，所有传感器的输出端分别通过屏蔽线与主板(9)上信号放大与处理电路中所对应的输入端连接，信号放大与处理电路的输出端与载波电路(44)的输入端连接，载波电路(44)的输出端通过耦合电容器C1和耦合电容器C2分别与线管(25)内的火线和零线连接，载波电路(44)的输出信号通过供电电源线传输至滩涂环境监测基站。