[實用新型]一種基于溶解氧和pH變化的水體水華程度識別設備

有效

• 申請號: 201220481380.1
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN202948010U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 周律
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本實用新型屬于水體環境監控技術領域，具體涉及一種基于溶解氧和pH變化的水體水華程度識別設備。

背景技術

水體是生態系統的重要組成部分，為居民提供了水源、景觀、休閑娛樂的場所，也為水生植物、水生動物的繁殖和棲息提供了環境條件。

隨著經濟的發展、城市污水、農業污水的影響，城市水體，特別是景觀水體的富營養化程度越來越高，導致藻類大量生長繁殖，甚至形成水華，危害水體的使用功能和景觀效果，進而嚴重影響城市居民的居住環境和生活環境，以及城市水體重生動植物的生存環境。

人們在控制藻類生長和水華形成的研究活動中逐漸形成了一種共識：水華抑制在于早期的預防，而非爆發后的應急和善后。也就是說為了抑制藻類的大規模生長，關鍵是提前采取預防措施，將有可能爆發水華的藻類及時殺死或除去。這樣不僅藻類的抑制效果好，而且相應投入的費用也較少。

由于藻類水華形成過程的非線性和復雜性，直接基于機理建立預測模型遇到了很大的困難?，F有水華識別或預警設備，通常將總磷、總氮、水溫、光照、葉綠素和溶解氧作為指標，對水體水華的發生進行判別，但沒有充分結合藻類呼吸的特點，存在數據種類多、相關性差以及設備昂貴等問題，經調研和檢索，目前也未見報道有專門水華程度識別的相關儀器或設備。

藻類屬于自養型生物，當水溫和光照適合時，藻密度與水體的溶解氧含量和水中pH值的變化有密切而相對穩定的關系。日光強烈時，水體中藻類光合作用強度隨著所接收的日光強度的增加而增加，產氧能力也隨之增強，導致水體中的溶解氧濃度也隨之升高，同時消耗水體中的CO₂，水中pH值升高；日光變暗時，藻類的呼吸作用占據上風，水體中的溶解氧逐漸被消耗而減少，同時產生CO₂，水中pH值有所降低。利用這一變化關系，可以通過對水體中溶解氧含量和pH的變化進行監測和分析，識別藻類的生長現狀和變化趨勢，從而對水體水華發生的可能性進行判定和預警。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種基于溶解氧和pH變化的水體水華程度識別設備。

一種基于溶解氧和pH變化的水體水華程度識別設備，此設備1漂浮于水體水面2上，并由重錘3固定，其特征在于，此設備1四周由防護網6圍成，上端由防護網6封閉，下端開口，防護網6中間工控機5固定在浮塊13上，工控機5安裝數據采集卡和分析軟件，電源接口4和有線或無線接口12分別位于工控機5兩角，溫度傳感器8、溶解氧傳感器9、pH值傳感器10分別通過傳感器固定裝置7固定在浮塊13上，照度計11位于防護網6上端。

溫度傳感器8、溶解氧傳感器9、pH值傳感器10與其對面防護網6的距離為0.5-1米，溫度傳感器8、溶解氧傳感器9和pH值傳感器10的探頭與水體水面2的距離為0.3~0.5米，照度計11位于水體水面2以上。

本實用新型設備在根據監測的水體水溫和光照數據，分析水體表面（水面下0.3~0.5米范圍內）中溶解氧值、pH值、一天內溶解氧最大值與最小值之差、一天內pH最大值和最小值之差，四個指標的變化值，對水體的水華程度進行識別，其中一天內溶解氧最大值與最小值之差和一天內pH最大值和最小值之差越大說明可能的水華程度越大。

本實用新型的有益效果為：針對水中藻類的生長特性，開發的基于溶解氧和pH變化的水體水華程度識別設備，利用對溶解氧、pH值、溫度和光照強度在線監測，具有非常高的測量頻率和速度，簡便快捷；利用的配套的相關軟件，對在不同溫度和光照強度條件下的溶解氧和pH變化的綜合分析，有效的地反映了水體內藻類整體的生長狀況，直接反映藻類的生長情況；通過一天的溶解氧最大差值和pH最大差值的變化能夠很好的反映水體中水華發生潛力和程度的大小和趨勢。

附圖說明

圖1為設備的工作原理示意圖。

圖2為設備安裝示意圖；

圖3為設備構造平面圖；

圖4為設備構造的A-A剖面圖；

圖5為設備構造的B-B剖面圖；

其中，?1-水華程度識別設備，2-水體水面；3-重錘；4-電源接口，5-工控機，6-設備防護網，7-傳感器固定裝置，8-溫度傳感器，9-溶解氧傳感器，?10-pH值傳感器，11-照度計，12--有線或無線接口，13-浮塊。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

實施例1