一种基于鱼群行为的水质监测装置的制作方法-k8凯发

1.本实用新型涉及生物法水质监测技术领域，尤其涉及一种基于鱼群行为的水质监测装置。


背景技术：

2.近些年来，许多国家都开始应用水生生物进行水质监测，通过水生生物的群体(如鱼群)行为来判断水质对水生生物和人体造成的危害，通常的做法是实验人员提取需要监测的水质样品放入一定体积的容器中，再向此容器中放入鱼群，观察并记录水质环境对鱼群行为的影响。
3.专利公开号为cn102297865b的发明专利，公开了一种鱼类行为的生物水质监测系统及其监测方法，利用摄像机对试验鱼群的行为进行拍摄获得图像序列，送入计算机做实时图像处理与数据分析，将得到的平均游动速度、密集程度等与预先设定的阈值进行比较，判断水质是否被污染，优点是同时实现静水式、流水式和换水式试验中鱼类行为参数的记录，并且可以同时测量个体和群体生物的行为。
4.上述技术方案中，设置了摄像机对鱼群的行为进行拍摄，以判断水样的水质安全性，但是，此拍摄过程的时间相对较长，水槽内的底部容易发生脏污，不仅会对摄像机的拍摄影像造成干扰，还会对鱼群的正常游动造成阻碍，影响水质监测结果的准确性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提出了一种基于鱼群行为的水质监测装置，能够清除水箱内底部的污渍，保证本水质监测装置的清洁度。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种基于鱼群行为的水质监测装置，包括机体、水箱、鱼缸和红外相机，其中，
7.所述水箱固定设置在所述机体上；
8.所述鱼缸以能够拆卸的方式固定设置在所述水箱内，所述鱼缸为由透明材质制成的镂空状盒体结构；
9.所述红外相机固定设置在所述机体上，用于采集所述鱼缸内鱼群的行为信息；
10.还包括清洁组件，所述清洁组件包括清洁片和驱动机构，其中，
11.所述清洁片设置在所述水箱内，并位于所述鱼缸的下方；
12.所述驱动机构用于带动所述清洁片进行移动，以使所述清洁片对所述水箱内的底部进行清洁。
13.在以上技术方案的基础上，优选的，所述驱动机构包括转轴、摆臂和拉簧，其中，
14.所述转轴转动设置在所述水箱上；
15.所述摆臂的一端转动设置在所述转轴上，另一端与所述清洁片转动连接；
16.所述拉簧的两端分别固定设置在所述转轴和所述摆臂上，以使所述清洁片与所述水箱内的底侧相抵贴。
17.更进一步优选的，所述转轴的转动轴与所述摆臂的转动轴相互垂直。
18.更进一步优选的，所述驱动机构还包括舵机和传动组件，其中，
19.所述舵机固定设置在所述机体上；
20.所述传动组件设置在所述转轴和所述舵机的输出轴之间，用于使所述转轴随所述舵机的输出轴进行同步转动。
21.更进一步优选的，所述清洁组件设置有两个，两个所述转轴分别设置在所述水箱内底侧的两个相对的顶角处。
22.在以上技术方案的基础上，优选的，所述水箱内的底侧开设有沉槽，所述沉槽内开设有排水孔；
23.所述水箱由透明材质制成，所述水箱的底侧固定设置有背光板，所述背光板的底侧固定设置有灯箱。
24.更进一步优选的，还包括水循环组件，所述水循环组件包括排水组件、进水组件、内循环组件和样品液收集组件，其中，
25.所述排水组件包括排水管、溢流管和排水阀，所述排水孔设置有两个，其中一个所述排水孔内密封固定有所述排水管，且所述排水管的上端与所述沉槽的底壁相平齐，另一个所述排水孔内密封固定有所述溢流管，且所述溢流管贯穿所述排水孔；所述排水阀固定设置在所述排水管上，用于控制所述排水管内介质的流通；
26.所述进水组件包括进水泵、进水管和调节阀，所述进水管的一端与所述进水泵的输出端相连通，另一端固定设置在所述水箱内；所述调节阀固定设置在所述进水管上，用于控制所述进水管内介质的流量；
27.所述内循环组件包括内循环管路、内循环泵和控制阀，所述内循环管路固定设置在所述水箱上，且所述内循环管路的两端分别位于所述鱼缸的两侧，所述内循环管路和所述进水管上均开设有多个分流孔，且所述分流孔位于所述水箱内；所述内循环泵固定设置在所述内循环管路内，用于使所述水箱内的介质通过所述内循环管路；所述控制阀固定设置在所述内循环管路内，用于控制所述内循环管路内介质的流量；
28.所述样品液收集组件包括收集箱、收集管路、收集泵和液位传感器，所述收集管路固定设置在所述水箱和所述收集箱之间，用于对所述水箱和所述收集箱进行连通；所述收集泵固定设置在所述收集管路上，用于使所述水箱内的介质流入所述收集箱；所述液位传感器固定设置在所述收集箱上。
29.更进一步优选的，还包括加热棒，所述加热棒固定设置在所述水箱内。
30.更进一步优选的，还包括水质监测传感器，所述水质监测传感器固定设置在所述水箱内，用于监测水质参数。
31.更进一步优选的，还包括喂食器，所述喂食器固定设置在所述机体上，并位于所述鱼缸的上方。
32.本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置相对于现有技术具有以下
33.有益效果：
34.(1)通过设置驱动机构和清洁片，可以对水箱内的底侧进行清洁，从而保证了本水质监测装置的清洁度，提升了水质监测结果的准确性；
35.(2)通过设置红外相机，可以对鱼群进行在线监测，并对鱼群行为进行实时记录，
通过设置背光板和灯箱，可以为红外相机提供良好的拍摄环境，提升了红外相机的拍摄效果；
36.(3)通过设置水质监测传感器，可以对ph、温度等水质参数进行监测，使水箱内的水样环境符合鱼群的生活习性，通过设置加热棒和喂食器，可以满足鱼群的生活需求，从而保障鱼群的正常生长。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置的立体图；
39.图2为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中水循环组件处的立体图；
40.图3为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中水箱的俯视图；
41.图4为图3中a-a处的剖视图；
42.图5为图4中b处的放大图；
43.图6为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中排水组件处的立体图；
44.图7为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中进水组件处的立体图；
45.图8为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中内循环组件处的立体图；
46.图9为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中样品液收集组件处的立体图；
47.图
10为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中水箱底部的爆炸图；
48.图
11为本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置中加热棒处的立体图。
49.其中：
1、机体；
2、水箱；
21、背光板；
22、灯箱；
201、沉槽；
202、排水孔；
3、鱼缸；
4、红外相机；
5、清洁组件；
51、清洁片；
52、驱动机构；
521、转轴；
522、摆臂；
523、拉簧；
524、舵机；
525、传动组件；
6、水循环组件；
61、排水组件；
611、排水管；
612、溢流管；
613、排水阀；
62、进水组件；
621、进水泵；
622、进水管；
623、调节阀；
63、内循环组件；
631、内循环管路；
632、内循环泵；
633、控制阀；
64、样品液收集组件；
641、收集箱；
642、收集管路；
643、收集泵；
644、液位传感器；
601、分流孔；
7、加热棒；
8、水质监测传感器；
9、喂食器。
具体实施方式
50.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
51.如图
1-11所示，本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置，包括机体
1、水箱
2、鱼缸
3、红外相机
4、清洁组件
5、水循环组件
6、加热棒
7、水质监测传感器8和喂食器
9。
52.其中，机体1为本水质监测装置的主体框架，用于支撑其他构件。
53.水箱2用于装载监测水样，水箱2固定设置在机体1上。
54.鱼缸3用于装载鱼群，鱼缸3以能够拆卸的方式固定设置在水箱2内，鱼缸3为由透明材质制成的镂空状盒体结构，水样可通过鱼缸3的镂空结构进入和排出鱼缸3，而鱼群不能沿镂空结构出入。
55.红外相机4用于采集鱼缸3内鱼群的行为信息，通过特殊的算法可根据拍摄到的鱼群行为和死亡状况分析水质状态，红外相机4固定设置在机体1上。
56.清洁组件5用于对水箱2内的底部进行清洁，清洁组件5包括清洁片
51和驱动机构
52，清洁片
51设置在水箱2内，并位于鱼缸3的下方，由于鱼群行为监测时间较长，此过程中鱼群会产生排便，水中的杂质也会下沉，因此水箱2的内的底侧会存在许多污渍，不仅容易对红外相机4的拍摄造成干扰，还会影响鱼群的正常活动，而利用驱动机构
52带动清洁片
51进行移动，使清洁片
51对水箱2内的底部进行清洁，不仅保证了本水质监测装置的清洁度，还提升了水质监测结果的准确性。
57.作为一种优选实施方式，驱动机构
52可以设置为包括转轴
521、摆臂
522和拉簧
523，其中，转轴
521转动设置在水箱2上，摆臂
522的一端转动设置在转轴
521上，另一端与清洁片
51转动连接，拉簧
523的两端分别固定设置在转轴
521和摆臂
522上，以使清洁片
51与水箱2内的底侧相抵贴；如图5所示，利用拉簧
523的拉力，可以将与摆臂
522连接的清洁片
51紧贴在水箱2内的底侧上，而利用对转轴
521的转动，可以对清洁片
51进行转动，从而对水箱2进行清洁；为了方便对转轴
521进行转动，还可以在驱动机构
52中设置舵机
524和传动组件
525，舵机
524固定设置在机体1上，传动组件
525设置在转轴
521和舵机
524的输出轴之间，用于使转轴
521随舵机
524的输出轴进行同步转动，如图5所示，传动组件
525可以选用皮带轮和同步带，当启动舵机
524时，可以使转轴
521进行同步转动，从而带动清洁片
51进行转动，以对水箱2内的底壁进行清洁。
58.进一步的，可以让转轴
521的转动轴与摆臂
522的转动轴相互垂直，如图5所示，可以让摆臂
522的上方向左转动，从而方便对清洁片
51进行更换或维护。
59.更进一步的，为了提升清洁组件5的清洁效果，优选将清洁组件5设置为两个，并让两个转轴
521分别设置在水箱2内底侧的两个相对的顶角处，如图3所示，每个清洁组件5可以清洁一个圆心角为
90
度的扇形区域，即左方的清洁组件5用于清洁水箱2底部的左下方，而右方的清洁组件5用于清洁水箱2的右上方，可以让二者交替运行，不仅提升了其清洁效率，还可以减少对鱼群的干扰。
60.作为一种优选实施方式，可以在水箱2内的底侧开设沉槽
201，在沉槽
201内开设排水孔
202，如图3和图6所示，沉槽
201的设置降低了水箱2内底部的水位，使得清洁组件5清洁下的污渍可以快速落入至沉槽
201中并排除，提升清洁效率；可以将水箱2设置为由透明材质制成，并在水箱2的底侧固定设置背光板
21，在背光板
21的底侧固定设置灯箱
22，灯箱
22的灯光照射在背光板
21上，可以在红外相机4的视野内形成白色的亮光背景，因此当鱼缸3内部充满水后，红外相机4能在此亮光背景下实时捕捉清晰的鱼群活动轨迹。
61.水循环组件6用于控制水箱2内水样的添加、排出和其他流动操作，水循环组件6包括排水组件
61、进水组件
62、内循环组件
63和样品液收集组件
64。
62.其中，排水组件
61包括排水管
611、溢流管
612和排水阀
613，排水孔
202设置有两
个，其中一个排水孔
202内密封固定有排水管
611，且排水管
611的上端与沉槽
201的底壁相平齐，另一个排水孔
202内密封固定有溢流管
612，且溢流管
612贯穿排水孔
202；排水阀
613固定设置在排水管
611上，用于控制排水管
611内介质的流通；如图6所示，溢流管
612的顶端高于水箱2内的底侧，当水箱2内的水样水位高于溢流管
612时，则水样则沿溢流管
612排出，从而可以使水箱2内的水位保持在溢流管
612顶部的高度，而当打开排水阀
613时，则可将水箱2内的水样全部排出。
63.进水组件
62包括进水泵
621、进水管
622和调节阀
623，进水管
622的一端与进水泵
621的输出端相连通，另一端固定设置在水箱2内；调节阀
623固定设置在进水管
622上，用于控制进水管
622内介质的流量；如图7所示，关闭排水阀
613，将进水泵
621的输入端与需要监测的水质相连通，启动进水泵
621，即可将水样抽入至水箱2内，在此期间，可以通过调节阀
623使水样保持在一定的流量，使得进水效果更加稳定。
64.内循环组件
63包括内循环管路
631、内循环泵
632和控制阀
633，内循环管路
631固定设置在水箱2上，且内循环管路
631的两端分别位于鱼缸3的两侧，内循环管路
631和进水管
622上均开设有多个分流孔
601，且分流孔
601位于水箱2内；内循环泵
632固定设置在内循环管路
631内，用于使水箱2内的介质通过内循环管路
631；控制阀
633固定设置在内循环管路
631内，用于控制内循环管路
631内介质的流量；如图8所示，当鱼群活性较低时，可以启动内循环泵
632，使水箱2内的水样进行流动循环，从而提高鱼群的活性，期间，利用对控制阀
633的调节，可以使水样的内循环流动保持在一定的流量，与此同时，通过设置分流孔
601，可以保证水箱2内水流平稳的进出，而不会形成漩涡，从而降低对鱼群的影响。
65.样品液收集组件
64包括收集箱
641、收集管路
642、收集泵
643和液位传感器
644，收集管路
642固定设置在水箱2和收集箱
641之间，用于对水箱2和收集箱
641进行连通；收集泵
643固定设置在收集管路
642上，用于使水箱2内的介质流入收集箱
641；液位传感器
644固定设置在收集箱
641上；如图9所示，当监测到水质引起鱼群行为变化或者鱼群死亡数量超过一半时，将产生预警，此时将启动收集泵
643，使水箱2内的水样通过收集管路
642进入至收集箱
641内，通过液位传感器
644可以清楚收集箱
641内水样的液位，当收集箱
641内的液位达到一定值后，则使收集泵
643停止工作，将收集箱
641收集到的水样移动至实验分析区域进行进一步的水质分析。
66.加热棒7用于对水箱2内的水样进行加热，加热棒7固定设置在水箱2内，如若鱼缸3内的鱼群为热带鱼，在温度较低的条件下(如冬天)，鱼群的行为受外界气温的影响较大，甚至可能会因为温度过低而出现死亡，这样对水质的监测产生了很大的影响。
当环境温度较低时，加热棒7可以将水箱2内的水温提升到所需的温度，就可以解决上述问题。
67.水质监测传感器8用于监测水质参数，水质监测传感器8固定设置在水箱2内，水质监测传感器8包括ph监测传感器、电导率传感器、温度传感器等，以便使监测人员实时掌握水样的ph、电导率、温度等水质参数。
68.喂食器9用于对鱼群进行喂食，喂食器9固定设置在机体1上，并位于鱼缸3的上方，可以通过喂食器9对鱼缸3内的鱼群进行定期投喂，以保障鱼群的正常生长，实现对鱼群全天
24小时的监测。
69.本实用新型的一种基于鱼群行为的水质监测装置的工作原理如下：
70.所需监测的水样通过进水组件
62输送至水箱2内，鱼群放置在鱼缸3中，利用红外
相机4对鱼群进行实时拍摄，利用鱼群的行为信息判断水质；期间，灯箱
22和背光板
21可以为红外相机4提供良好的拍摄环境，加热棒7和喂食器9可以保障鱼群的正常生长，内循环组件
63可以提升鱼群的活力，当鱼群行为存在异常时，可以使用样品液收集组件
64对水样进行收集，以转移至实验分析区域对水质进行进一步的分析。
71.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。