一种具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置技术领域
该发明涉及海水PH值监测领域，尤其涉及对装置中PH复合电极的清洁与保养。
背景技术
海洋中所蕴藏的资源远大于陆地，生物物种资源、矿产资源、石油资源、核资源。可
以说，海洋开发技术决定着一个国家的未来经济走向和态势。海洋环境的变化会对海洋资
源的开发造成重要的影响，对海水水质的监测可使得人类对海洋环境的变化进行预测，从
而减少开发海洋资源的风险。
PH值是海水水质监测过程中是最重要的指标之一，同时，海水水质监测是一个长
期连续的过程，现有PH复合电极如果长时间浸泡在海水中，电极前端玻璃球泡表面容易被
海水中的杂质覆盖，堵塞氢离子通道，使得PH复合电极灵敏度降低，影响对海水PH值数据采
集的准确性。
现有PH复合电极使用后均需进行清洗、并将其浸泡于标准KCL溶液中等操作，但在
海洋环境下的传感器节点中，显然无法完成上述步骤，频繁更换传感器设备，对海水水质的
长期监测产生不便，也消耗了大量的人力物力。因此，一种具备自动清洗与保养功能的PH复
合电极装置就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置，以满足海
洋环境下传感器节点长期监测的需要；本发明的技术方案如下：
一种具备自动清洗与保养功能的PH复合电极装置，包括供电模块，中央控制模块，
PH值采集模块、电极保养模块和清水采集模块，其中，
PH值采集模块包括机械臂1、固定于机械臂1前端的PH复合电极3、待测溶液池12、
进样水泵11、排样水泵10、冲洗水泵19，其中，进样水泵11用于将海水抽吸入待测溶液池12，
排样水泵10用于将海水排出待测液体池12；机械臂1用于将PH复合电极3置于待测液体池12
内或将其抬高，PH复合电极3测得PH值传输至中央控制模块5，冲洗水泵用于抽吸清水并对
抬高的PH复合电极3进行清洗，经过清洗的PH复合电极3被移至电极保养模块的KCL溶液池8
中；
电极保养模块，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器21、浊度传感器7、KCL溶液池
8、排污水泵9，浊度传感器7用于检测KCL溶液池8内的标准样液受污染程度，其采集的信息
被送入中心控制模块，中心控制模块在浊度达到阈值时，控制排污水泵9工作，排出KCL溶液
池8内废液，位于KCL溶液池8上方的KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充
液。
优选地，清水采集模块包括导热硅胶16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位计13、进水
泵14、调节水泵15和冷凝板20，进水泵14用于抽吸海水进入蓄海水池17；导热硅胶16的主体
作为蓄海水池17的侧壁，与其内海水直接接触；导热硅胶16用于吸收热量；蓄海水池17的上
部斜向固定有冷凝板20，冷凝板20将蒸发的海水凝结为液体，并将凝结的液体引流入蓄清
水池18中；液位计13用于监测蓄清水池18内水量，其采集的信息被送入中心控制模块，中心
控制模块在清水量达到最大阈值后，调节水泵15开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，；当清
水达到最小阈值，控制进水泵14工作。
附图说明
图1为传感器装置箱体的剖面图
图2为PH复合电极清洁与保养的细节图
图3为该装置的原理框图
图4为全过程的流程图
1、机械臂；2、太阳能光伏板；3、PH复合电极；4、蓄电池；5、中央控制模块；6、泡沫；
7、浊度传感器；8、KCL标准样液池；9、10、11、14、15、19、均为水泵(未画出水管)；12、待测液
体池13、液位计；16、导热硅胶；17、蓄海水池；18、蓄清水池；20、金属制成的冷凝板；21、带有
电磁阀门的KCL补充液容器；
具体实施方式
图1是PH复合电极装置的结构示意图，本发明的具备自动清洗与保养功能的PH复
合电极装置，包括供电模块，中央控制模块，PH值采集模块、电极保养模块和清水采集模块。
下面将结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细说明。
如图1所示，PH值采集模块包括机械臂1、PH复合电极3、待测溶液池12、水泵10、水
泵11、水泵19。PH复合电极3由机械臂1控制进入待测液体池12，水泵11工作，海水进入待测
液体池12，测得PH值传输至中央控制模块5。水泵10工作，排出海水。机械臂1将PH复合电极
抬高，水泵19工作，引出清水冲洗复合电极。机械臂1再将PH复合电极3移至KCL溶液池8中。
如图2，为电极保养模块细节图，包括带有电磁阀门的KCL补充液容器21、浊度传感
器7、KCL溶液池8、水泵9。海水中含微生物，水藻，工业废液等杂质，浊度传感器7即可检测标
准样液受污染程度。浊度达到阈值时，KCL标准液已被污染，须更换。水泵9工作，排出废液。
KCL补充液容器21底部的电磁阀门开启，释放KCL补充液。实现了KCL标准液的更新。
如图1，右侧清水采集模块包括导热硅胶16、蓄海水池17、蓄清水池18、液位计13、
水泵14、水泵15和冷凝板20。水泵14工作，海水进入蓄海水池17。导热硅胶16连接太阳能光
伏板2吸收热量，海水蒸发，遇冷凝板20凝结为液体，由于冷凝板20与光伏板2同角度倾斜，
具有引流作用，凝结的清水流入蓄清水池18中。液位计13监测水量，清水量达到最大阈值
后，水泵15开启，释放海水，不再进行蒸发冷凝，确保海水不会在箱体内结晶和污染。当清水
达到最小阈值，水泵14工作，重复上述过程。
如图1，供电模块包括太阳能光伏板2和蓄电池4。太阳能光伏板2吸收光能转化为
电能储存在蓄电池4中为系统供电，以保证源源不断的供能。使用太阳能进行供电，既能保
护环境、节约资源又极大延长了该装置在海上工作的时间。
如图3所示，该装置通过中央控制模块控制机械臂运作，利用PH复合电极收集信
息，将信息通过中央控制模块进行处理，并存储于数据存储模块中；利用浊度传感器和液位
计收集数据，上传至中央控制模块分析KCL标准样液污染度和清水量是否达到阈值，并控制
水泵和电磁阀门及时做出反应，完成了清水的自动采集和KCL溶液的自动更换，实现PH复合
电极装置的自动清洗与保养。