[发明专利]可自动调节深度的多水质参数检测装置

权利要求书

1.可自动调节深度的多水质参数检测装置，其特征在于，其包括深度调节设备、多水质参数检测设备、水质数据分析处理设备和供电设备；其中，

所述多水质参数检测设备包括圆柱形的外管、设置在所述外管内部的若干水质传感器、线缆；

所述深度调节设备包括控制箱、电机和转轴单元；所述控制箱与所述电机连接，其用于控制所述电机运转；所述电机与所述转轴单元连接，其用于控制所述转轴单元旋转；所述线缆缠绕在所述转轴单元上，并在所述转轴单元的旋转作用下，带动所述多水质参数检测设备在水中进行升降，从而调节所述多水质参数检测设备在水中的深度位置；

所述水质数据分析处理设备通过所述线缆获取来自若干水质传感器各自的水质检测数据，以及分析所述水质检测数据；再根据对所述水质检测数据的分析结果，进行水质参数变化状态的报警；

所述供电设备用于对所述深度调节设备、所述多水质参数检测设备和所述水质数据分析处理设备分别进行供电连接；

所述转轴单元包括粗转轴和细转轴，所述粗转轴与所述细转轴同轴设置，所述粗转轴的直径大于所述细转轴的直径；

所述线缆缠绕在所述粗转轴上，所述电机的动力输出轴与所述细转轴连接，并驱动所述细转轴旋转，从而带动所述粗转轴同步旋转，以使所述多水质参数检测设备在水中进行升降；

所述电机的动力输出轴上设有第一齿轮，所述细转轴上设有第二齿轮；

所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，以使所述动力输出轴能够驱动所述细转轴旋转；

所述控制箱通过其自身的电位器向所述电机输出驱动电压信号，从而使所述电机运转；

所述水质数据分析处理设备包括导线、防水接口、数据处理器和报警器；

所述导线通过所述防水接口与所述线缆信号连接，从而将所述水质检测数据传输至所述数据处理器；

所述数据处理器用于采集所述驱动电压信号，并根据所述驱动电压信号，判断所述粗转轴的转动圈数；再根据所述转动圈数，确定所述多水质参数检测设备在水中的深度位置；

所述数据处理器还用于根据所述水质检测数据，预测在未来预设时间段内水体的水质参数变化值；以及判断所述水质参数变化值是否超出预设水质参数变化范围；

所述报警器用于在所述水质参数变化值超出预设水质参数变化范围，则进行相应的报警；

所述多水质参数检测装置的工作过程包括：

第一、利用下面公式(1)，根据所述驱动电压信号，判断所述粗转轴的转动圈数；再根据所述转动圈数，确定所述多水质参数检测设备在水中的深度位置

在上述公式(1)中，N(t₁)表示以所述粗转轴开始转动的时刻为初始时刻并且经过时间t₁后，所述粗转轴的转动圈数；U表示所述驱动电压信号对应的电压值；I表示所述电机的额定电流值；m_s表示所述多水质参数检测装置的总质量；ρ表示水的密度值；g表示重力加速度；V_s表示所述多水质参数检测装置的总体积；R表示所述粗转轴的半径；H(t₂)表示以所述粗转轴开始转动的时刻为初始时刻并且经过时间t₂后，所述多水质参数检测装置在水中的深度；H₀表示所述粗转轴开始转动的时刻，所述多水质参数检测装置在水中的深度，其中H₀＝0，即所述粗转轴开始转动的时刻，所述多水质参数检测装置处于水面位置；其中t₁的单位是分钟，t₂的单位是小时；

第二、利用下面公式(2)，根据所述多水质参数检测装置在水中的同一深度位置的不同时刻的水质检测数据，预测在未来预设时间段内水体的水质参数变化值，

在上述公式(2)中，Δλ_H(T_down→T_on)表示当所述多水质参数检测装置在水中的深度为H时，在T_down→T_on的未来预设时间段内预测的水体的水质参数变化值；T_down表示未来预设时间段对应的最小时间时刻；T_on表示未来预设时间段对应的最大时间时刻；T表示未来预设时间段对应的时间长度，即T＝T_on-T_down；λ_H(T_down-aT)表示当所述多水质参数检测装置在水中的深度为H时，所述多水质参数检测装置在T_down-aT时刻采集得到的水质参数值；λ_H[T_down-(a+1)T]表示当所述多水质参数检测装置在水中的深度为H时，所述多水质参数检测装置在T_down-(a+1)T时刻采集得到的水质参数值；T₀表示当所述多水质参数检测装置在水中的深度为H时，所述多水质参数检测装置首次采集水质参数值对应的时刻；表示对括号内的参数进行数值取整运算，即将T₀→T_down的时间间隔按照T的时间长度能够平均分成份；

第三、先根据上述公式(2)计算出将a的值从1取到过程中分别得到对应的Δλ_H{[T_down-(a+1)T]→(T_down-aT)}即为未来预设时间段对应预测的水质参数变化值；在利用下面公式(3)，根据所述多水质参数检测装置在水中的同一深度位置的不同时刻的水质检测数据以及预测在未来预设时间段内水体的水质参数变化值，对未来预设时间段内的水体的水质参数变化值进行修正，

在上述公式(3)中，表示在水中的深度为H时，修正后的T_down→T_on未来预设时间段内的水体的水质参数变化值；δ_H{[T_down-(a+1)T]→(T_down-aT)}表示在水中的深度为H时，在[T_down-(a+1)T]→(T_down-aT)时间段内水质参数变化真实值与水质变化预测值之间的偏差值。