本发明公开了一种海洋牧场水质检测系统，包括检测模块，用于对水样进行检测；检测模块包括雾化腔室，用于对水样进行雾化；检测腔室，检测腔室内设置有水质传感器；雾化腔室和检测腔室之间通过喷射机构相连；取样模块，用于对海洋牧场的水样进行采集取样；取样模块包括若干个串联在一起的金属笼，金属笼内装有树脂块。本发明还公开了一种使用上述检测系统的检测方法。本发明能够改进现有技术的不足，提高了对于水样检测的准确度。
检测模块（1）包括雾化腔室（2），用于对水样进行雾化；检测腔室（3），检测腔室（3）内设置有水质传感器（4）；雾化腔室（2）和检测腔室（3）之间通过喷射机构（5）相连；雾化腔室（2）内设置有储水槽（10）和雾化器（11），储水槽（10）和雾化器（11）之间连接有水泵（12），雾化器（11）包括雾化管路（13），雾化管路（13）连接有第一进气管（34），雾化管路（13）内设置有第一叶片（14）和第二叶片（15），第一叶片（14）位于雾化管路（13）的进口端，第二叶片（15）位于雾化管路（13）的出口端，第一叶片（14）包括通风槽（16），通风槽（16）内设置有金属丝网层（17），雾化管路（13）的外侧设置有超声波发生器（18），超声波发生器（18）位于第一叶片（14）和第二叶片（15）之间，超声波发生器（18）通过连接套（19）固定在雾化管路（13）的外侧，雾化管路（13）的出口处设置有若干个喷管（20），喷管（20）内设置有第一档板（21）和第二档板（22），第一档板（21）和第二档板（22）之间沿喷管（20）轴向的距离与喷管（20）的直径之比为1:2～3:4，第一档板（21）和第二档板（22）之间沿喷管（20）径向的距离与喷管（20）的直径之比为1:5～2:5；
取样模块（6），用于对海洋牧场的水样进行采集取样；
取样模块（6）包括若干个串联在一起的金属笼（7），金属笼（7）内装有树脂块（8）。
2.根据权利要求1所述的海洋牧场水质检测系统，其特征在于：所述连接套（19）的侧壁内设置有橡胶垫（23），两个橡胶垫分别位于超声波发生器（18）的两端，第一叶片（14）和第二叶片（15）位于橡胶垫（23）的外侧，雾化管路（13）内还设置有若干个翅片（24），翅片（24）上设置有缝隙（25），缝隙（25）内设置有两个第三档板（26），同一缝隙（25）内的两个第三档板（26）相互搭接，翅片（24）相互平行设置。
3.根据权利要求2所述的海洋牧场水质检测系统，其特征在于：所述检测腔室（3）包括螺旋流道（27），水质传感器（4）设置在螺旋流道（27）的末端，螺旋流道（27）的顶端连接有喷射机构（5），螺旋流道（27）与检测腔室（3）的外壁之间设置有回流通道（29），螺旋流道（27）的末端与回流通道（29）之前通过通孔（28）相连通，回流通道（29）内设置有绒毛层（30），回流通道（29）的出口与喷射机构（5）相连通。
4.根据权利要求3所述的海洋牧场水质检测系统，其特征在于：所述喷射机构（5）包括进液管（31）和第二进气管（32），进液管（31）与雾化管路（13）相连，第二进气管（32）连接有高压气源，第二进气管（32）的出口与进液管（31）相连，回流通道（29）的出口与进液管（31）相连，回流通道（29）的出口位于雾化管路（13）出口和第二进气管（32）出口之间。
5.根据权利要求4所述的海洋牧场水质检测系统，其特征在于：所述进液管（31）上设置有缩口段（33），缩口段（33）的直径与进液管（31）的直径之比为1:3，缩口段（33）位于回流通道（29）出口与第二进气管（32）出口之间。
6.一种使用权利要求1-5任意一项所述的海洋牧场水质检测系统的检测方法，其特征在于包括以下步骤：A、在取样模块（6）顶部挂接浮漂，底部挂接重物，将取样模块（6）投放至水质监测点，取样模块（6）内相邻金属笼（7）的间距保持在3～5米；每亩水面投放2～3个取样模块（6）；取样时间控制在8～10小时；
B、将取样模块（6）取回，将处于不同深度的树脂块（8）进行分类，分别对不同深度的树脂块（8）内吸收的水质样本进行提取；
B2、将树脂块（8）放入第一处理液中进行加热浸泡0.5～1小时，浸泡的固液比为1:15，浸泡温度为55℃～65℃，第一处理液包括以下组分，
200～250份的去离子水、7～10份的3-氟-4-甲氧基苯乙酸、10～15份的2-五氟苯氧基乙醇、3～5份的苯亚磺酸钠、1～5份的乙酰乙酸叔丁酯、20～25份的碳酸氢钠、12～15份的氯化钾、40～50份的丙酮；
B3、将步骤B1和步骤B2中所得的浸泡液进行收集；
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：步骤D中，对树脂块（8）进行清洗包括以下步骤，D1、使用去离子水对树脂块（8）进行冲洗；
D2、将树脂块（8）放入稀盐酸溶液进行浸泡，浸泡时间为1～1.5小时，稀盐酸浓度为
D3、将树脂块（8）放入第二处理液中进行浸泡，浸泡时间为3～5小时，第二处理液包括以下组分，
100～120份的去离子水、25～40份的丙二醇、12～15份的邻苯二甲酸二丁酯、10～2份的醋酸甲酯；
D4、使用去离子水对树脂块（8）进行冲洗，加热烘干。
一种海洋牧场水质检测系统及其检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及海洋牧场技术领域，尤其是一种海洋牧场水质检测系统及其检测方法。
背景技术
[0002] 海洋牧场是指在某一海域内，采用一整套规模化的渔业设施和系统化的管理体制（如建设大型人工孵化厂，大规模投放人工鱼礁，全自动投喂饲料装置，先进的鱼群控制技术等），利用自然的海洋生态环境，将人工放流的经济海洋生物聚集起来，进行有计划有目的的海上放养鱼虾贝类的大型人工渔场。目前，世界海洋渔业资源可捕量基本达到了极限。从现代渔业的发展趋势来看，资源管理型渔业将是新世纪海洋渔业发展的主要方向, 而海洋牧场则是资源管理型渔业的主要方式之一。日本在20世纪50年代就开始进行人工鱼礁的研究。1977 年提出海洋牧场的构想，并作为国家事业MARINE RANCHING 计划, 每年进行大规模人工鱼礁和藻礁的投入。至今，日本大部分沿岸海域已投放了不同类型的人工礁，形成了较大规模的人工礁渔场和藻场，给鱼、贝类提供了良好的生息场所，有效地保护了资源，取得了明显的经济效益。我国拥有大面积的海岸线海域，对于发展海洋牧场具有得天独厚的地理优势。现阶段，在我国山东等沿海省份已经出现了一些海洋牧场的试点区域。
[0003] 海洋牧场水质的好坏直接影响到海洋牧场养殖的水产品的产量，所以对于海洋牧场的水质要进行长期稳定的检测。中国发明专利CN 103217388 B公开了一种利用废弃离子交换树脂球进行待测水域水质检测的方法，可以得到待测水域中污染物质浓度的变化趋势。但是，这种检测方法对于树脂球所吸附的采样物提取不够彻底，而且会受到水样中杂质的影响而导致检测结果不准确。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种海洋牧场水质检测系统及其检测方法，能够解决现有技术的不足，提高了对于水样检测的准确度。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0006] 一种海洋牧场水质检测系统，其特征在于：包括，
[0007] 检测模块，用于对水样进行检测；
[0008] 检测模块包括雾化腔室，用于对水样进行雾化；检测腔室，检测腔室内设置有水质传感器；雾化腔室和检测腔室之间通过喷射机构相连；
[0009] 取样模块，用于对海洋牧场的水样进行采集取样；
[0010] 取样模块包括若干个串联在一起的金属笼，金属笼内装有树脂块。
[0011] 作为优选，所述雾化腔室内设置有储水槽和雾化器，储水槽和雾化器之间连接有水泵，雾化器包括雾化管路，雾化管路连接有第一进气管，雾化管路内设置有第一叶片和第二叶片，第一叶片位于雾化管路的进口端，第二叶片位于雾化管路的出口端，第一叶片包括通风槽，通风槽内设置有金属丝网层，雾化管路的外侧设置有超声波发生器，超声波发生器位于第一叶片和第二叶片之间，超声波发生器通过连接套固定在雾化管路的外侧，雾化管路的出口处设置有若干个喷管，喷管内设置有第一档板和第二档板，第一档板和第二档板之间沿喷管轴向的距离与喷管的直径之比为1:2～3:4，第一档板和第二档板之间沿喷管径向的距离与喷管的直径之比为1:5～2:5。
[0012] 作为优选，所述连接套的侧壁内设置有橡胶垫，两个橡胶垫分别位于超声波发生器的两端，第一叶片和第二叶片位于橡胶垫的外侧，雾化管路内还设置有若干个翅片，翅片上设置有缝隙，缝隙内设置有两个第三档板，同一缝隙内的两个第三档板相互搭接，翅片相互平行设置。
[0013] 作为优选，所述检测腔室包括螺旋流道，水质传感器设置在螺旋流道的末端，螺旋流道的顶端连接有喷射机构，螺旋流道与检测腔室的外壁之间设置有回流通道，螺旋流道的末端与回流通道之前通过通孔相连通，回流通道内设置有绒毛层，回流通道的出口与喷射机构相连通。
[0014] 作为优选，所述喷射机构包括进液管和第二进气管，进液管与雾化管路相连，第二进气管连接有高压气源，第二进气管的出口与进液管相连，回流通道的出口与进液管相连，回流通道的出口位于雾化管路出口和进气管出口之间。
[0015] 作为优选，所述进液管上设置有缩口段，缩口段的直径与进液管的直径之比为1:3，缩口段位于回流通道出口与第二进气管出口之间。
[0016] 一种使用上述海洋牧场水质检测系统的检测方法，包括以下步骤：
[0017] A、在取样模块顶部挂接浮漂，底部挂接重物，将取样模块投放至水质监测点，取样模块内相邻金属笼的间距保持在3～5米；每亩水面投放2～3个取样模块；取样时间控制在8～10小时；
[0018] B、将取样模块取回，将处于不同深度的树脂块进行分类，分别对不同深度的树脂块内吸收的水质样本进行提取；
[0019] C、对取得的水质样本放入检测模块进行检测；
[0020] D、对树脂块进行清洗，进过干燥后备用。
[0021] 作为优选，步骤B中，对树脂块进行水质样本提取包括以下步骤，
[0022] 以下份数均为重量份数，
[0023] B1、使用去离子水对树脂块浸泡2～3小时；
[0024] B2、将树脂块放入第一处理液中进行加热浸泡0.5～1小时，浸泡的固液比为1:15，浸泡温度为55℃～65℃，第一处理液包括以下组分，
[0025] 200～250份的去离子水、7～10份的3-氟-4-甲氧基苯乙酸、10～15份的2-五氟苯氧基乙醇、3～5份的苯亚磺酸钠、1～5份的乙酰乙酸叔丁酯、20～25份的碳酸氢钠、12～15份的氯化钾、40～50份的丙酮；
[0026] B3、将步骤B1和步骤B2中所得的浸泡液进行收集。
[0027] 作为优选，步骤D中，对树脂块进行清洗包括以下步骤，
[0028] D1、使用去离子水对树脂块进行冲洗；
[0029] D2、将树脂块放入稀盐酸溶液进行浸泡，浸泡时间为1～1.5小时，稀盐酸浓度为7wt%～10wt%；
[0030] D3、将树脂块放入第二处理液中进行浸泡，浸泡时间为3～5小时，第二处理液包括以下组分，
[0031] 100～120份的去离子水、25～40份的丙二醇、12～15份的邻苯二甲酸二丁酯、10～2份的醋酸甲酯；
[0032] D4、使用去离子水对树脂块进行冲洗，加热烘干。
[0033] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过改进检测装置，第一叶片实现对于水体中杂质的过滤，另外通过合理设计超声波的共振结构，使得水体在雾化管路中可以得到分级多次的超声雾化。喷管的结构可以有效阻止大颗粒的水滴进入喷射机构，并可以对拦截下来的大颗粒水滴进行循环雾化。待测的雾状水样经过螺旋流道喷射到水质传感器的表面进行不间断的检测，从水质传感器表面反射回来的水滴进过回流通道返回喷射机构进行循环喷射检测，从而实现对于水样的连续检测。缩口段可以使进液管的两侧形成回压，提高了水样雾化的效果，而且减少了水样的回流，强化了检测腔室的内循环。第一处理液可以对树脂球内采样物的提取物进行充分的活化分离，提高对于提取物的获得率；使用过后对树脂球进行再生，第二处理液可以有效提高树脂球的使用寿命。
附图说明
[0034] 图1是本发明一个具体实施方式中检测模块的结构图。
[0035] 图2是本发明一个具体实施方式中取样模块的结构图。
[0036] 图3是本发明一个具体实施方式中雾化腔室的结构图。
[0037] 图4是本发明一个具体实施方式中雾化管路的截面图。
[0038] 图5是本发明一个具体实施方式中喷管的结构图。
[0039] 图6是本发明一个具体实施方式中检测腔室的结构图。
[0040] 图7是本发明一个具体实施方式中喷射机构的结构图。
[0041] 图8是本发明一个具体实施方式中第一叶片上通风槽的结构图。
[0042] 图中：1、检测模块；2、雾化腔室；3、检测腔室；4、水质传感器；5、喷射机构；6、取样模块；7、金属笼；8、树脂块；9、凹槽；10、储水槽；11、雾化器；12、水泵；13、雾化管路；14、第一叶片；15、第二叶片；16、通风槽；17、金属丝网层；18、超声波发生器；19、连接套；20、喷管；21、第一档板；22、第二档板；23、橡胶垫；24、翅片；25、缝隙；26、第三档板；27、螺旋流道；28、通孔；29、回流通道；30、绒毛层；31、进液管；32、第二进气管；33、缩口段；34、第一进气管；
35、凸缘；36、折流板。
具体实施方式
[0043] 本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
[0044] 参照图1-8，发明一个具体实施方式包括检测模块1，用于对水样进行检测；检测模块1包括雾化腔室2，用于对水样进行雾化；检测腔室3，检测腔室3内设置有水质传感器4；雾化腔室2和检测腔室3之间通过喷射机构5相连；取样模块6，用于对海洋牧场的水样进行采集取样；取样模块6包括若干个串联在一起的金属笼7，金属笼7内装有树脂块8。雾化腔室2内设置有储水槽10和雾化器11，储水槽10和雾化器11之间连接有水泵12，雾化器11包括雾化管路13，雾化管路13连接有第一进气管34，雾化管路13内设置有第一叶片14和第二叶片15，第一叶片14位于雾化管路13的进口端，第二叶片15位于雾化管路13的出口端，第一叶片
14包括通风槽16，通风槽16内设置有金属丝网层17，雾化管路13的外侧设置有超声波发生器18，超声波发生器18位于第一叶片14和第二叶片15之间，超声波发生器18通过连接套19固定在雾化管路13的外侧，雾化管路13的出口处设置有若干个喷管20，喷管20内设置有第一档板21和第二档板22，第一档板21和第二档板22之间沿喷管20轴向的距离与喷管20的直径之比为1:2，第一档板21和第二档板22之间沿喷管20径向的距离与喷管20的直径之比为
2:5。连接套19的侧壁内设置有橡胶垫23，两个橡胶垫分别位于超声波发生器18的两端，第一叶片14和第二叶片15位于橡胶垫23的外侧，雾化管路13内还设置有若干个翅片24，翅片
24上设置有缝隙25，缝隙25内设置有两个第三档板26，同一缝隙25内的两个第三档板26相互搭接，翅片24相互平行设置。检测腔室3包括螺旋流道27，水质传感器4设置在螺旋流道27的末端，螺旋流道27的顶端连接有喷射机构5，螺旋流道27与检测腔室3的外壁之间设置有回流通道29，螺旋流道27的末端与回流通道29之前通过通孔28相连通，回流通道29内设置有绒毛层30，回流通道29的出口与喷射机构5相连通。喷射机构5包括进液管31和第二进气管32，进液管31与雾化管路13相连，第二进气管32连接有高压气源，第二进气管32的出口与进液管31相连，回流通道29的出口与进液管31相连，回流通道29的出口位于雾化管路13出口和第二进气管32出口之间。进液管31上设置有缩口段33，缩口段33的直径与进液管31的直径之比为1:3，缩口段33位于回流通道29出口与第二进气管32出口之间。
[0045] 另外，金属丝网层17的外沿设置有凹槽9，凹槽9的顶部设置有凸缘35，凸缘35的顶部设置有向外倾斜的折流板36。凹槽9可以用来存储被金属丝网层17过滤的杂质，带有折流板36的凸缘35随着第一叶片14的旋转可以在凹槽9的位置形成低压区，可以提高凹槽对于杂质的收集效率，避免杂质外泄。
[0046] 一种使用上述海洋牧场水质检测系统的检测方法，包括以下步骤：
[0047] A、在取样模块6顶部挂接浮漂，底部挂接重物，将取样模块6投放至水质监测点，取样模块6内相邻金属笼7的间距保持在3～5米；每亩水面投放2～3个取样模块6；取样时间控制在8～10小时；
[0048] B、将取样模块6取回，将处于不同深度的树脂块8进行分类，分别对不同深度的树脂块8内吸收的水质样本进行提取；
[0049] C、对取得的水质样本放入检测模块1进行检测；
[0050] D、对树脂块8进行清洗，进过干燥后备用。
[0051] 其中，步骤B中，对树脂块8进行水质样本提取包括以下步骤，
[0052] 以下份数均为重量份数，
[0053] B1、使用去离子水对树脂块8浸泡3小时；
[0054] B2、将树脂块8放入第一处理液中进行加热浸泡45分钟，浸泡的固液比为1:15，浸泡温度为65℃，第一处理液包括以下组分，
[0055] 250份的去离子水、8份的3-氟-4-甲氧基苯乙酸、11份的2-五氟苯氧基乙醇、5份的苯亚磺酸钠、2份的乙酰乙酸叔丁酯、24份的碳酸氢钠、12份的氯化钾、42份的丙酮；
[0056] B3、将步骤B1和步骤B2中所得的浸泡液进行收集。
[0057] 步骤D中，对树脂块8进行清洗包括以下步骤，
[0058] D1、使用去离子水对树脂块8进行冲洗；
[0059] D2、将树脂块8放入稀盐酸溶液进行浸泡，浸泡时间为1小时，稀盐酸浓度为8wt%；
[0060] D3、将树脂块8放入第二处理液中进行浸泡，浸泡时间为3小时，第二处理液包括以下组分，
[0061] 100份的去离子水、31份的丙二醇、12份的邻苯二甲酸二丁酯、11份的醋酸甲酯；
[0062] D4、使用去离子水对树脂块8进行冲洗，加热烘干。
[0063] 使用本发明的检测方法和背景技术中公开的检测方法（对比例）进行对比试验，结果如下（试验用的标准试验液N元素和P元素含量均为20μg/L）：
[0064] 本发明提供的方法 对比例
N元素检测量（μg/L） 19.87μg/L 18.11μg/L
P元素检测量（μg/L） 19.75μg/L 18.23μg/L
[0065] 由上述实验结果可以看出，本发明对于水样的检测精度（尤其是低浓度水样的检测精度）明显优于对比例。另外，发明人在试验过程中，发现对比例中使用的树脂球寿命较低，平均使用5次之后，其吸附能力编明显衰减。为此，发明人还提供了一种用于海洋牧场水质检测的树脂球，本树脂球包括以下组分：
[0066] 3.5wt%的丙烯酸甲酯、5.3wt%的致孔剂、1.5wt%的分散剂、1.2wt%的稳定剂、5.5wt%的倍他米松二丙酸酯、2.2wt%的甲基 5-甲基磺基吲哚-2-甲酯、3.6wt%的1-苄氧基-
2-甲氧基-4-丙烯基苯，35wt%的二乙烯苯，余量为苯乙烯。
[0067] 使用这一新树脂球，使用寿命可以稳定在15次以上。
[0068] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。
