CN109781646B - 一种全自动紫外水中油检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动紫外水中油检测仪，包括机架、进样***、萃取***、计算机、以及检测***。进样***、萃取***、以及检测***从上到下排布连接在机架上，进样***包括用于取液或/和注液的注射泵、用于带动注射泵直线往复运动的移动组件、以及用于排出注射泵中空气的排气组件，萃取***包括用于分液注射泵所取液体的分液漏斗，检测***包括紫外分光光度计，紫外分光光度计包括用于盛放待测液的石英比色皿，分液漏斗的底部与石英比色皿开口处连接。有益效果为：在采用紫外荧光法测定水中油的过程中，实现自动吸液、自动萃取、自动进样、自动检测，科研人员不会直接接触到有毒有害物质，保障科研人员的身体健康。

Description

一种全自动紫外水中油检测仪

技术领域

本发明涉及化工仪器技术领域，尤其是涉及一种全自动紫外水中油检测仪。

背景技术

水中油检测是水质检测的重点，尤其是石化，炼油行业的循环水，需要实时检测其水中油浓度。现有的检测手段包括红外法和紫外荧光法，所采用的仪器主要是实验室设备和现场大型的监测设备。实验室中，科研人员在进行检测的过程中，经常需要对有毒有害物质进行取样、分液、并对其进行检测，长时间接触这些物质对科研人员的身体会造成较大伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种自动吸液、自动萃取、自动进样、自动检测的全自动紫外水中油检测仪。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种全自动紫外水中油检测仪，包括机架、进样***、萃取***、计算机、以及检测***。进样***、萃取***、以及检测***从上到下排布连接在机架上，进样***包括用于取液或/和注液的注射泵、用于带动注射泵直线往复运动的移动组件、以及用于排出注射泵中空气的排气组件，萃取***包括用于分液注射泵所取液体的分液漏斗，检测***包括紫外分光光度计，紫外分光光度计包括用于盛放待测液的石英比色皿，分液漏斗的底部与石英比色皿开口处连接。

移动组件包括移动丝杆、移动螺母、用于固定注射泵的固定块、以及用于驱动移动螺母在移动丝杆上直线往复运动的移动步进电机，固定块与移动螺母固定连接，移动组件还包括用于稳定固定块直线移动的滑杆，滑杆至少有两根，滑杆穿过固定块并与固定块滑动连接，滑杆两端分别与机架两侧连接，滑杆与移动丝杆呈一个及以上等腰三角形分布，移动步进电机与计算机电连接。

注射泵包括注射丝杆、注射螺母、针筒、以及用于驱动注射螺母在注射丝杆上直线往复运动的注射步进电机，固定块上固定连接有针筒，针筒包括针头、空筒、以及活塞，空筒包括凸起部，活塞包括活塞柄，固定块包括向上延伸的倒“L”形固定部，固定部包括竖直部和横向部，注射步进电机与横向部镶嵌连接，注射螺母上设有锁定部，锁定部包括锁定块、用于固定活塞柄的电磁铁，锁定块靠近活塞柄的一面内设有“T”形凹孔，凹孔内滑动连接电磁铁，电磁铁一部分位于凹孔内，一部分突出凹孔，凹孔阻止电磁铁移动出凹孔，电磁铁突出凹孔部分设有凹槽，凹槽的形状与活塞柄的形状相适应，电磁铁至少有一个且均布在活塞柄周围，电磁铁连接有控制其电流方向的开关装置一，锁定部上或活塞柄上设有用于测定锁定部与活塞柄之间的距离的位移传感器一，空筒的凸起部上或活塞柄上设有用于测定空筒的凸起部与活塞柄之间距离的位移传感器二，注射步进电机、位移传感器一、位移传感器二、以及开关装置一均与计算机电连接。

排气组件包括设置在靠近进样***的机架两侧壁上的转动凹槽一和转动凹槽二，转动凹槽一内设置有旋转部一，旋转部一包括旋转块一、位于旋转块一中心的旋转轴一、以及驱动旋转轴一转动的旋转步进电机一，转动凹槽二内设置有旋转部二，旋转部二包括旋转块二、位于旋转块二中心的旋转轴二、以及驱动旋转轴二转动的旋转步进电机二，滑杆一端与旋转块一固定连接，另一端与旋转块二固定连接，移动丝杆远离移动步进电机的一端与旋转块一固定连接，移动步进电机与旋转块二固定连接，旋转步进电机一、以及旋转步进电机二与计算机电连接。

自锁装置包括旋转槽、定位电磁铁、以及位于转动凹槽一内的定位金属杆，定位金属杆与旋转块一垂直连接，旋转槽设于与金属杆接近的机架侧面内，旋转槽的形状与定位金属杆随旋转块一旋转的路径相适应，定位电磁铁镶嵌设于旋转槽低端，定位电磁铁连接有控制其通电与否的开关装置二，开关装置二与计算机电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、在采用紫外荧光法测定水中油的过程中，实现自动吸液、自动萃取、自动进样、自动检测，科研人员不会直接接触到有毒有害物质，保障科研人员的身体健康；

2、固定块与移动螺母固定连接，固定块上固定连接注射泵，移动螺母带动固定块和注射泵同步运动，因此可通过控制移动螺母的运动来调整注射泵与分液漏斗之间的距离。滑杆的设置可提高注射泵在移动丝杆上移动的平稳性，防止注射泵在移动或/和吸液或/和注液的过程中产生抖动，提高注射泵取液的准确性；

3、研人员可通过控制计算机传输给注射步进电机的脉冲数来控制注射螺母在注射丝杆上的移动距离。位移传感器一将测定的锁定部与活塞柄之间的距离传输给计算机，当距离接近零时，计算机通过控制电磁铁的开关装置一来改变电磁铁的电流方向，使得电磁铁相互吸引，活塞柄卡入电磁铁上的凹槽中，从而达到锁定活塞柄的目的。然后计算机控制注射步进电机工作，带动活塞柄运动实现注射泵对试剂的吸取。位移传感器二将空筒的凸起部与活塞柄之间的距离传输给计算机，然后计算机控制注射步进电机工作，带动活塞柄运动实现注射泵对试剂的精确取液或/和注液；

4、注射泵吸液完毕后，计算机控制旋转步进电机一和旋转步进电机二分别驱动旋转轴一和旋转轴二转动，针筒的针头向上，针筒内的空气跑到针头部分，计算机控制注射步进电机驱动注射螺母运动，针筒的活塞向针头方向移动，针筒内的空气排出。上述结构的设置可排除针筒内的空气对吸液准确度的影响；

5、排气组件将针筒内的空气排出完毕后，计算机控制开关装置二使得定位电磁铁通电，定位电磁铁将定位金属杆吸附定位实现自锁，防止注射泵在移动或/和吸液或/和注液的过程中产生抖动，提高注射泵取液的准确性。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为注射泵侧视图；

图3为自锁装置局部结构三维图；

图4为计算机控制流程图。

附图标记说明如下：1、机架；2、注射泵；21、固定块；211、竖直部；212、横向部；22、针筒；221、针头；222、空筒；2221、凸起部；223、活塞；2231、活塞柄；3、移动组件；31、移动步进电机；32、移动丝杆；33、滑杆；4、排气组件；41、转动凹槽二；42、旋转块二；43、旋转步进电机二；44、旋转轴二；5、分液漏斗；51、振打器；52、电磁阀；6、紫外分光光度计；61、比色皿；7、锁定部；71、注射步进电机；72、注射丝杆；73、锁定块；74、电磁铁；8、自锁装置；81、旋转槽；82、定位电磁铁；83、定位金属杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底部”和“顶部”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1：

如图1、4所示，一种全自动紫外水中油检测仪，包括机架1、进样***、萃取***、计算机、以及检测***，其特征在于，进样***、萃取***、以及检测***从上到下排布连接在机架1上，进样***包括用于取液或/和注液的注射泵2、用于带动注射泵2直线往复运动的移动组件3、以及用于排出注射泵2中空气的排气组件4，萃取***包括用于分液注射泵2所取液体的分液漏斗5，检测***包括紫外分光光度计6，紫外分光光度计6包括用于盛放待测液的石英比色皿61，分液漏斗5的底部与石英比色皿61开口处连接。移动组件3上设置有一个以上注射泵2。注射泵2吸取试剂后，排气组件4配合注射泵2将吸取试剂中的空气排出，提高注射泵2取液的准确性。移动组件3带动注射泵2移动到分液漏斗5的正上方，注射泵2将试剂按照设定剂量精确地注入分液漏斗5中。重复上述操作，移动组件3带动另一个注射泵2将另一种试剂按照设定剂量精确地注入分液漏斗5中。分液漏斗5上设有振打器51，分液漏斗5底部设有电磁阀52。振打器51、电磁阀52均与计算机电连接。当试剂注入完成后，计算机控制振打器51工作，使得分液漏斗5中的试剂充分混合。然后计算机控制振打器51停止工作，静置分液。分液漏斗5将液体分液完成后，计算机控制电磁阀52打开，萃取液排入石英比色皿61中。当萃取液充满比色皿61后，计算机控制电磁阀52关闭，紫外分光光度计6开始自动扫描并采集信号。

如图1、2、4所示，移动组件3包括移动丝杆32、移动螺母、用于固定注射泵2的固定块21、以及用于驱动移动螺母在移动丝杆32上直线往复运动的移动步进电机31，固定块21与移动螺母固定连接，移动组件3还包括用于稳定固定块21直线移动的滑杆33，滑杆33至少有两根，滑杆33穿过固定块21并与固定块21滑动连接，滑杆33两端分别与机架1两侧连接，滑杆33与滑动丝杆呈一个及以上等腰三角形分布，移动步进电机31与计算机电连接。移动步进电机31驱动移动螺母在移动丝杆32上平稳地直线往复运动，科研人员可通过控制计算机传输给移动步进电机31的脉冲数来控制移动螺母在移动丝杆32上的移动距离。固定块21与移动螺母固定连接，固定块21上固定连接注射泵2，移动螺母带动固定块21和注射泵2同步运动，因此可通过控制移动螺母的运动来调整注射泵2与分液漏斗5之间的距离。上述滑杆33的设置可提高注射泵2在移动丝杆32上移动的平稳性，防止注射泵2在移动或/和吸液或/和注液的过程中产生抖动，提高注射泵2取液的准确性。

如图1、2、4所示，注射泵2包括注射丝杆72、注射螺母、针筒22、以及用于驱动注射螺母在注射丝杆72上直线往复运动的注射步进电机71，固定块21上固定连接有针筒22，针筒22包括针头221、空筒222、以及活塞223，空筒222包括凸起部2221，活塞223包括活塞223柄，固定块21包括向上延伸的倒“L”形固定部，固定部包括竖直部211和横向部212，注射步进电机71与横向部212镶嵌连接，注射螺母上设有锁定部7，锁定部7包括锁定块73、用于固定活塞223柄的电磁铁74，锁定块73靠近活塞223柄的一面内设有“T”形凹孔，凹孔内滑动连接电磁铁74，电磁铁74一部分位于凹孔内，一部分突出凹孔，凹孔阻止电磁铁74移动出凹孔，电磁铁74突出凹孔部分设有凹槽，凹槽的形状与活塞223柄的形状相适应，电磁铁74至少有一个且均布在活塞223柄周围，电磁铁74连接有控制其电流方向的开关装置一，锁定部7上或活塞223柄上设有用于测定锁定部7与活塞223柄之间的距离的位移传感器一，空筒222的凸起部2221上或活塞223柄上设有用于测定空筒222的凸起部2221与活塞223柄之间距离的位移传感器二，注射步进电机71、位移传感器一、位移传感器二、以及开关装置一均与计算机电连接。注射步进电机71驱动注射螺母在注射丝杆72上平稳地直线往复运动，科研人员可通过控制计算机传输给注射步进电机71的脉冲数来控制注射螺母在注射丝杆72上的移动距离。锁定部7与注射螺母固定连接，因此注射螺母带动锁定部7同步运动，因此可通过控制注射螺母的运动来调整锁定部7与活塞223柄之间的距离。位移传感器一将测定的锁定部7与活塞223柄之间的距离传输给计算机，当距离接近零时，计算机通过控制电磁铁74的开关装置一来改变电磁铁74的电流方向，使得电磁铁74相互吸引，活塞223柄卡入电磁铁74上的凹槽中，从而达到锁定活塞223柄的目的。然后计算机控制注射步进电机71工作，带动活塞223柄运动实现注射泵2对试剂的吸取。位移传感器二将空筒222的凸起部2221与活塞223柄之间的距离传输给计算机，然后计算机控制注射步进电机71工作，带动活塞223柄运动实现注射泵2对试剂的精确取液或/和注液。

如图1、4所示，排气组件4包括设置在靠近进样***的机架1两侧壁上的转动凹槽一和转动凹槽二41，转动凹槽一内设置有旋转部一，旋转部一包括旋转块一、位于旋转块一中心的旋转轴一、以及驱动旋转轴一转动的旋转步进电机一，转动凹槽二41内设置有旋转部二，旋转部二包括旋转块二42、位于旋转块二42中心的旋转轴二44、以及驱动旋转轴二44转动的旋转步进电机二43，滑杆33一端与旋转块一固定连接，另一端与旋转块二42固定连接，移动丝杆32远离移动步进电机31的一端与旋转块一固定连接，移动步进电机31与旋转块二42固定连接，旋转步进电机一、以及旋转步进电机二43与计算机电连接。注射泵2吸液完毕后，计算机控制旋转步进电机一和旋转步进电机二43分别驱动旋转轴一和旋转轴二44转动，针筒22的针头221向上，针筒22内的空气跑到针头221部分，计算机控制注射步进电机71驱动注射螺母运动，针筒22的活塞223向针头221方向移动，针筒22内的空气排出。然后计算机控制旋转步进电机一和旋转步进电机二43分别驱动旋转轴一和旋转轴二44向反方向运动，实现复位。

如图1、3、4所示，自锁装置8包括旋转槽81、定位电磁铁82、以及位于转动凹槽一内的定位金属杆83，定位金属杆83与旋转块一垂直连接，旋转槽81设于与金属杆接近的机架1侧面内，旋转槽81的形状与定位金属杆83随旋转块一旋转的路径相适应，定位电磁铁82镶嵌设于旋转槽81低端，定位电磁铁82连接有控制其通电与否的开关装置二，开关装置二与计算机电连接。排气组件4将针筒22内的空气排出完毕后，计算机控制开关装置二使得定位电磁铁82通电，定位电磁铁82将定位金属杆83吸附定位实现自锁，防止注射泵2在移动或/和吸液或/和注液的过程中产生抖动，提高注射泵2取液的准确性。

工作原理：如图1～4所示，注射步进电机71驱动注射螺母在注射丝杆72上平稳地直线往复运动，科研人员可通过控制计算机传输给注射步进电机71的脉冲数来控制注射螺母在注射丝杆72上的移动距离。锁定部7与注射螺母固定连接，因此注射螺母带动锁定部7同步运动，因此可通过控制注射螺母的运动来调整锁定部7与活塞223柄之间的距离。位移传感器一将测定的锁定部7与活塞223柄之间的距离传输给计算机，当距离接近零时，计算机通过控制电磁铁74的开关装置一来改变电磁铁74的电流方向，使得电磁铁74相互吸引，活塞223柄卡入电磁铁74上的凹槽中，从而达到锁定活塞223柄的目的。然后计算机控制注射步进电机71工作，带动活塞223柄运动实现注射泵2对试剂的吸取。位移传感器二将空筒222的凸起部2221与活塞223柄之间的距离传输给计算机，然后计算机控制注射步进电机71工作，带动活塞223柄运动实现注射泵2对试剂的精确取液或/和注液。注射泵2吸液完毕后，计算机控制旋转步进电机一和旋转步进电机二43分别驱动旋转轴一和旋转轴二44转动，针筒22的针头221向上，针筒22内的空气跑到针头221部分，计算机控制注射步进电机71驱动注射螺母运动，针筒22的活塞223向针头221方向移动，针筒22内的空气排出。然后计算机控制旋转步进电机一和旋转步进电机二43分别驱动旋转轴一和旋转轴二44向反方向运动，实现复位。排气组件4将针筒22内的空气排出完毕后，计算机控制开关装置二使得定位电磁铁82通电，定位电磁铁82将定位金属杆83吸附定位实现自锁，防止注射泵2在移动或/和吸液或/和注液的过程中产生抖动，提高注射泵2取液的准确性。移动步进电机31驱动移动螺母在移动丝杆32上平稳地直线往复运动，科研人员可通过控制计算机传输给移动步进电机31的脉冲数来控制移动螺母在移动丝杆32上的移动距离。固定块21与移动螺母固定连接，固定块21上固定连接注射泵2，因此移动螺母带动固定块21和注射泵2同步运动，因此可通过控制移动螺母的运动来调整注射泵2与分液漏斗5之间的距离。移动组件3带动注射泵2移动到分液漏斗5的正上方，注射泵2将试剂按照设定剂量精确地注入分液漏斗5中。重复上述操作，移动组件3带动另一个注射泵2将另一种试剂按照设定剂量精确地注入分液漏斗5中。分液漏斗5上设有振打器51，分液漏斗5底部设有电磁阀52。振打器51、电磁阀52均与计算机电连接。当试剂注入完成后，计算机控制振打器51工作，使得分液漏斗5中的试剂充分混合。然后计算机控制振打器51停止工作，静置分液。分液漏斗5将液体分液完成后，计算机控制电磁阀52打开，萃取液排入石英比色皿61中。当萃取液充满比色皿61后，计算机控制电磁阀52关闭，紫外分光光度计6开始自动扫描并采集信号。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种全自动紫外水中油检测仪，包括机架(1)、进样***、萃取***、计算机、以及检测***，其特征在于，所述进样***、萃取***、以及检测***从上到下排布连接在机架(1)上，所述进样***包括用于取液或/和注液的注射泵(2)、用于带动注射泵(2)直线往复运动的移动组件(3)、以及用于排出注射泵(2)中空气的排气组件(4)，所述萃取***包括用于分液注射泵(2)所取液体的分液漏斗(5)，所述检测***包括紫外分光光度计(6)，所述紫外分光光度计(6)包括用于盛放待测液的石英比色皿(61)，所述分液漏斗(5)的底部与石英比色皿(61)开口处连接；

所述移动组件(3)包括移动丝杆(32)、移动螺母、用于固定注射泵(2)的固定块(21)、以及用于驱动移动螺母在移动丝杆(32)上直线往复运动的移动步进电机(31)，所述固定块(21)与移动螺母固定连接，所述移动组件(3)还包括用于稳定固定块(21)直线移动的滑杆(33)，所述滑杆(33)至少有两根，所述滑杆(33)穿过固定块(21)并与固定块(21)滑动连接，所述滑杆(33)两端分别与机架(1)两侧连接，所述滑杆(33)与移动丝杆(32)呈一个及以上等腰三角形分布，所述移动步进电机(31)与计算机电连接；

所述注射泵(2)包括注射丝杆(72)、注射螺母、针筒(22)、以及用于驱动注射螺母在注射丝杆(72)上直线往复运动的注射步进电机(71)，所述固定块(21)上固定连接有针筒(22)，所述针筒(22)包括针头(221)、空筒(222)、以及活塞(223)，所述空筒(222)包括凸起部(2221)，所述活塞(223)包括活塞(223)柄，所述固定块(21)包括向上延伸的倒“L”形固定部，所述固定部包括竖直部(211)和横向部(212)，所述注射步进电机(71)与横向部(212)镶嵌连接，所述注射螺母上设有锁定部(7)，所述锁定部(7)包括锁定块(73)、用于固定活塞(223)柄的电磁铁(74)，所述锁定块(73)靠近活塞(223)柄的一面内设有“T”形凹孔，所述凹孔内滑动连接电磁铁(74)，所述电磁铁(74)一部分位于凹孔内，一部分突出凹孔，所述凹孔阻止电磁铁(74)移动出凹孔，所述电磁铁(74)突出凹孔部分设有凹槽，所述凹槽的形状与活塞(223)柄的形状相适应，所述电磁铁(74)至少有一个且均布在活塞(223)柄周围，所述电磁铁(74)连接有控制其电流方向的开关装置一，所述锁定部(7)上或活塞(223)柄上设有用于测定锁定部(7)与活塞(223)柄之间的距离的位移传感器一，所述空筒(222)的凸起部(2221)上或活塞(223)柄上设有用于测定空筒(222)的凸起部(2221)与活塞(223)柄之间距离的位移传感器二，所述注射步进电机(71)、位移传感器一、位移传感器二、以及开关装置一均与计算机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动紫外水中油检测仪，其特征在于，所述排气组件(4)包括设置在靠近进样***的机架(1)两侧壁上的转动凹槽一和转动凹槽二(41)，所述转动凹槽一内设置有旋转部一，所述旋转部一包括旋转块一、位于旋转块一中心的旋转轴一、以及驱动旋转轴一转动的旋转步进电机一，所述转动凹槽二(41)内设置有旋转部二，所述旋转部二包括旋转块二(42)、位于旋转块二(42)中心的旋转轴二(44)、以及驱动旋转轴二(44)转动的旋转步进电机二(43)，所述滑杆(33)一端与旋转块一固定连接，另一端与旋转块二(42)固定连接，所述移动丝杆(32)远离移动步进电机(31)的一端与旋转块一固定连接，所述移动步进电机(31)与旋转块二(42)固定连接，所述旋转步进电机一、以及旋转步进电机二(43)与计算机电连接。

3.根据权利要求2所述的一种全自动紫外水中油检测仪，其特征在于，所述进样***还包括自锁装置(8)，所述自锁装置(8)包括旋转槽(81)、定位电磁铁(82)、以及位于转动凹槽一内的定位金属杆(83)，所述定位金属杆(83)与旋转块一垂直连接，所述旋转槽(81)设于与金属杆接近的机架(1)侧面内，所述旋转槽(81)的形状与定位金属杆(83)随旋转块一旋转的路径相适应，所述定位电磁铁(82)镶嵌设于旋转槽(81)低端，所述定位电磁铁(82)连接有控制其通电与否的开关装置二，所述开关装置二与计算机电连接。

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