CN113405859B - 一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备，该下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备能够根据设定自动进行试样采集；包括筒体；且在筒体上设置有进液口；平衡组，设置在筒体上，用于在到达指定位置后进行整体平衡调整；取样组，设置在筒体内，用于使试样进入到筒体内；检测组，设置在筒体上，用于检测进液口位置深度；控制组，设置在筒体内，用于根据检测组的检测结果对平衡组和取样组进行控制，并分别与平衡组和取样组连接；本发明提出的下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备避免指定深度上方的水进入到筒体内，提高了试样采集的准确性，且无需其他外部器件接入能够自动确定位置并进行试样采集，提高了试样采集的效率。

Description

一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备

技术领域

本发明涉及采样设备技术领域，尤其是涉及一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备。

背景技术

水质采样是对需要采样的水域进行试样的采集，并对采集后的试样进行分析，以获取该水域水质的情况；而在一些特殊的采样时，是需要针对水域中不同的深度进行采集；

现有技术中，是将采样桶浸入水域中，下潜到一定深度后，开启采样桶，进行试样的采集；然而在采样桶的下潜过程中便会有水进入到采样桶内，因此，这样就导致最终采集到的水并不完全是指定深度的试样，而是将指定深度上方的水也进行了采集，这样试样的代表性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备，该下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备能够根据设定自动进行试样采集；

本发明提供一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备，包括：

筒体，用于进行整体部件的安装，并进行试样收集；且在筒体上设置有进液口；

平衡组，设置在筒体上，用于在到达指定位置后进行整体平衡调整；

取样组，设置在筒体内，用于使试样进入到筒体内；

检测组，设置在筒体上，用于检测进液口位置深度；

控制组，设置在筒体内，用于根据检测组的检测结果对平衡组和取样组进行控制，并分别与平衡组和取样组连接。

作为进一步的技术方案，筒体包括：

取样空间和安装空间，且进液口设置在取样空间；

控制组设置在安装空间，取样组一端穿过安装空间后置于取样空间。

作为进一步的技术方案，平衡组包括：

供气部，设置在筒体外表面；

平衡部，设置在筒体上远离进液口的一端。

作为进一步的技术方案，平衡部包括：

若干连接绳索，一端均与筒体上远离进液口的一端连接；

气囊，与若干连接绳索的另一端连接；

气泵，设置在筒体内，与供气部和气囊连接，且与控制组连接。

作为进一步的技术方案，取样组包括：

动作杆，穿设在筒体内的套管内；

取样盘，与动作杆的一端连接；

驱动部，设置在筒体内，并与动作杆连接。

作为进一步的技术方案，驱动部包括：

动作轮，套设在动作杆上，并与动作杆螺纹连接；且动作轮与套管的一端相抵触；

驱动装置，设置在筒体内的驱动架上，且驱动装置输出轴上的驱动轮与动作轮啮合；

定位轮，设置在筒体内，与动作轮啮合，且与驱动装置相对设置。

作为进一步的技术方案，取样盘的外表面设置有密封环。

作为进一步的技术方案，还包括：

第一缓冲组，设置在套管与动作轮之间。

作为进一步的技术方案，检测组包括：

若干检测体，设置在筒体外表面上的安装体内，并均与控制组连接。

作为进一步的技术方案，还包括：

水平仪，设置在筒体内，并与控制组连接。

本发明的技术方案通过在筒体内设置控制组，并通过控制组获取检测组的信号获取筒体上进液口的位置信息，进而控制平衡组动作，通过平衡组使筒体维持到指定位置，并控制取样组动作，进而实现取样组将所处位置的试样吸取到筒体内，完成试样采集，与现有技术相比，本发明的技术方案能够到达指定位置后再进行试样吸取，避免指定深度上方的水进入到筒体内，提高了试样采集的准确性，且无需其他外部器件接入能够自动确定位置并进行试样采集，提高了试样采集的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备的结构示意图；

图2为本发明下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备的内部结构示意图；

图3为图2中A部分的结构放大示意图；

图4为图3中B部分的结构放大示意图；

图5为控制关系框图。

附图标记说明：

1-筒体；11-取样空间；12-安装空间；13-套管；2-进液口；3-平衡组；31-供气部；32-平衡部；321-连接绳索；322-气囊；323-气泵；4-取样组；41-动作杆；42-取样盘；43-驱动部；431-动作轮；432-驱动装置；433-驱动轮；434-定位轮；435-第一缓冲组；4351-压盘；4352-定盘；4353-滚珠；4354-滚道；44-密封环；5-检测组；51-检测体；52-安装体；6-控制组；7-水平仪。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-5所示，本发明提出的一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备，包括：

筒体1，用于进行整体部件的安装，并进行试样收集；且在筒体1上设置有进液口2；当进行试样采集时，试样通过进液口2进入到筒体1内，本发明中，进液口2的位置可以设置电磁阀，当进行试样采集时，可以通过控制组6开启电磁阀，而当试样采集完毕后可以通过控制组6关闭电磁阀；当然也可以在进液口2处设置逆止阀等，本发明对此不再进一步限定；其中，

筒体1包括取样空间11和安装空间12，且进液口2设置在取样空间11；控制组6设置在安装空间12，取样组4一端穿过安装空间12后置于取样空间11；即，本发明中取样空间11和安装空间12为相对的独立空间，分别进行相应部件的安装和试样的存储，即进行试样采集时，试样通过进液口2进入到取样空间11；需要说明的是，安装空间12独立于取样空间11，且对安装空间12进行密封处理，避免水进入到安装空间12中；

平衡组3设置在筒体1上，在到达指定位置后通过平衡组3进行整体平衡调整；取样组4设置在筒体1内，通过取样组4使试样进入到筒体1内；检测组5设置在筒体1上，通过检测组5检测进液口2位置深度；控制组6设置在筒体1内，并分别与平衡组3和取样组4连接，通过控制组6根据检测组5的检测结果对平衡组3和取样组4进行控制；

实际使用时，将筒体1置于需要测量的水域，在自身重力的作用下，整体会下潜，并在下潜的过程中通过检测组5进行测量，进而获取进液口2的位置；本发明中，检测组5包括若干检测体51，该若干检测体51设置在筒体1外表面上的安装体52内，并均与控制组6连接；通过检测体51获取信息后将信息发送到控制组6，并通过控制组6判断是否达到指定深度；其中检测体51优选为压力传感器，通过获取水域内的压力，进而获取当前进液口2所处深度，本发明中，控制组6为PLC可编程控制器，可以在使用前输入指定深度数据到控制组6中，以便与检测组5的数据进行对比后确定下潜的位置；当然，还可以设置无线传输装置，并与控制组6连接，进而实现控制组6与外部通讯，实现对控制组6进行控制，调整控制组6中的数据，如改变下潜深度等；

如图1或图2所示，本发明中优选的设置两个检测组5，且相对设置在筒体1的表面上，且检测组5设置位置与进液口2处于同一水平面，这样则能够通过检测组5所获取的压力值得到进液口2在水域中的深度；

当整体下沉的过程中，检测体51持续的对水域的水压进行检测，当检测体51检测的压力值达到指定位置的压力时，该压力信号会发送到控制组6，通过控制组6控制平衡组3动作，通过平衡组3使筒体1能够在该指定位置处于平衡状态，其中，

平衡组3包括：供气部31和平衡部32，该供气部31设置在筒体1外表面；平衡部32设置在筒体1上远离进液口2的一端；当需要对筒体1保持平衡时，控制组6对供气部31进行操作，供气部31中的气体会进入到平衡部32中，通过平衡部32的浮力增加，进而通过平衡部32承受筒体1的重量使筒体1处于水平状态；

本发明中，平衡部32包括：若干连接绳索321、气囊322和气泵323，该若干连接绳索321一端均与筒体1上远离进液口2的一端连接；具体的，在筒体1的顶部设置有若干连接环，若干连接绳索321的一端固定在连接环上，优选的设置4个连接绳索321，且与筒体1顶部的四个连接环固定；气囊322与若干连接绳索321的另一端连接，具体的，气囊322底部设置有固定环，若干连接绳索321的另一端与固定环连接，进而在连接后实现重启后的气囊322控制筒体1的平衡；气泵323设置在筒体1内，与供气部31和气囊322连接，且与控制组6连接；

控制组6的控制信号是发送到气泵323后，气泵323动作，将供气部31中预存储的气体输送到气囊322中，气囊322获取气体后逐渐增大，并在此过程中通过检测组5进行检测，当检测组5检测结果无变化时，则证明筒体1处于平衡状态，通过控制组6对气泵323进行控制，停止气泵323工作，在气囊322的作用下使筒体1处于平衡的状态；

需要说明的是，本发明中供气部31为多个气罐，多个气罐等间距设置在筒体1外表面，且多个气罐均与气泵323连接；当进行供气时，多个气罐同时向气泵323供气，以保证气罐中的存量处于平衡状态；当然，气罐也与控制组6连接，并在多个气罐与气泵323之间设置电磁阀，通过控制组6控制电磁阀的开闭，以通过调整气罐中气体的存量来调整筒体1的水平状态；即本发明中，设置有水平仪7，该水平仪7设置在筒体1内，并与控制组6连接；具体的，水平仪7设置在安装空间12中，并与控制组6连接，这样控制组6会获取水平仪7的数据，进行相应的控制，以通过水平仪7的反馈，调整多个气罐的供气，实现调整筒体1的平衡；

供气完毕后，筒体1处于水平状态；控制组6控制取样组4进行动作，通过取样组4的动作使得试样通过进液口2进入到筒体1中的取样空间11，其中，

取样组4包括动作杆41、取样盘42和驱动部43，该动作杆41穿设在筒体1内的套管13内；取样盘42与动作杆41的一端连接；驱动部43设置在筒体1内，并与动作杆41连接；控制组6对驱动部43进行控制，使驱动部43带动动作杆41在套管13内进行轴向上的运动，进而带动取样盘42动作，在取样盘42的作用下，试样能够通过进液口2进入到取样空间11中；另外，在安装空间11内，还设置有电池，该电源与驱动部43、控制组6和气泵323连接；通过电池向驱动部43、控制组6和气泵323提供工作电源；且将气泵323置于安装空间11一侧，将驱动部43和电池置于安装空间11 另一侧，这样可以通过重量保持筒体1的平衡；其中，

驱动部43包括动作轮431、驱动装置432和定位轮434，该动作轮431套设在动作杆41上，并与动作杆41螺纹连接；且动作轮431与套管13的一端相抵触；驱动装置432设置在筒体1内的驱动架上，且驱动装置432输出轴上的驱动轮433与动作轮431啮合；定位轮434设置在筒体1内，与动作轮431啮合，且与驱动装置432相对设置；本发明中，优选的驱动装置432为电机；

具体的，套管13的一端与筒体1的顶部内侧连接，另一端与动作轮431相抵触，这样可以通过套筒限制动作轮431轴向上不会出现位移；而在动作轮431两侧相对设置驱动装置432和定位轮434，则通过驱动装置432和定位轮434的配合，限制了动作轮431的径向位移；由此，当驱动装置432动作带动驱动轮433旋转，能够带动动作轮431进行旋转；由于动作轮431与动作杆41螺纹连接，这样，当动作轮431在被限定位置进行旋转，则会带动动作杆41进行旋转，以使动作杆41带动取样盘42在轴向上进行动作；本发明中，初始状态时，取样盘42处于取样空间11底部，当动作杆41进行旋转时，取样盘42被带动进行旋转，并是取样盘42逐渐向远离取样空间11底部的方向运动，并在取样盘42的作用下，使试样通过进液口2进入到取样空间中；

如图2，取样盘42与筒体1内壁相适配，这样当取样盘42在动作杆41的带动下动作时会因为取样盘42产生吸力，使得试样在吸力的作用下通过进液口2进入到取样空间11中；而为增加吸力，本发明中，优选的设置有密封环44，该密封环44设置在取样盘42的外表面；且密封环44优选为橡胶密封环44，这样增减了取样盘42与筒体1内部之间的密封，当取样盘42再动作杆41的带动下动作时，产生的吸力更大，使得试样进入的效率更好；

当然，由于套管13与动作轮431之间抵触，且动作轮431在驱动装置432的带动下会进行旋转，这样则造成了动作轮431与套管13之间的摩擦，一方面造成套管13和动作轮431的损坏，另一方面因为摩擦力的产生影响驱动装置432的功耗，因此，将第一缓冲组435设置在套管13与动作轮431之间；通过第一缓冲组435缓冲套管13与动作轮431之间的摩擦力，避免了动作轮431与套管13损坏的同时降低了驱动装置432的功耗；

其中，第一缓冲组435包括压盘4351、定盘4352、滚珠4353和滚道4354，该压盘4351与套管13的一端固定连接，定盘4352与动作轮431的顶面（邻近套管13的一面）固定连接，且压盘4351和定盘4352的相对面上均设置有环形凹槽，并在压盘4351和定盘4352组合后，环形凹槽形成滚道4354，在滚道4354内设置有若干滚珠4353；这样当动作轮431在驱动装置432的带动下进行旋转时，通过滚道4354内的滚珠4353能够缓冲压盘4351和定盘4352之间的摩擦力；

另外，动作轮431与安装空间12底部同样会产生摩擦，为降低摩擦力，优选的设置有第二缓冲组，该第二缓冲组设置在动作轮431与安装空间12底部之间；通过第二缓冲组来降低动作轮431与安装空间12底部的摩擦；本发明中能够第二缓冲组与第一缓冲组435的结构相同，因此，本发明对此不再进一步赘述；

本发明的技术方案通过在筒体1内设置控制组6，并通过控制组6获取检测组5的信号获取筒体1上进液口2的位置信息，进而控制平衡组3动作，通过平衡组3使筒体1维持到指定位置，并控制取样组4动作，进而实现取样组4将所处位置的试样吸取到筒体1内，完成试样采集，与现有技术相比，本发明的技术方案能够到达指定位置后在进行试样吸取，避免指定深度上方的水进入到筒体1内，提高了试样采集的准确性，且无需其他外部器件接入能够自动确定位置并进行试样采集，提高了试样采集的效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备，其特征在于，包括：

筒体（1），用于进行整体部件的安装，并进行试样收集；且在所述筒体（1）上设置有进液口（2）；包括取样空间（11）和安装空间（12），且所述进液口（2）设置在所述取样空间（11）；控制组（6）设置在所述安装空间（12），取样组（4）一端穿过所述安装空间（12）后置于所述取样空间（11）；

平衡组（3），设置在筒体（1）上，用于在到达指定位置后进行整体平衡调整；包括供气部（31），设置在所述筒体（1）外表面；平衡部（32），设置在所述筒体（1）上远离进液口（2）的一端；其中，供气部包括多个气罐，且多个气罐等间距设置在筒体（1）表面；包括所述平衡部（32）包括：若干连接绳索（321），一端均与所述筒体（1）上远离进液口（2）的一端连接；气囊（322），与若干连接绳索（321）的另一端连接；气泵（323），设置在所述筒体（1）内，与所述供气部（31）和所述气囊（322）连接，且与控制组（6）连接；

取样组（4），设置在所述筒体（1）内，用于使试样进入到筒体（1）内；包括：动作杆（41），穿设在所述筒体（1）内的套管（13）内；取样盘（42），与所述动作杆（41）的一端连接；驱动部（43），设置在所述筒体（1）内，并与所述动作杆（41）连接；其中，所述驱动部（43）包括：动作轮（431），套设在所述动作杆（41）上，并与所述动作杆（41）螺纹连接；且所述动作轮（431）与套管（13）的一端相抵触；驱动装置（432），设置在所述筒体（1）内的驱动架上，且所述驱动装置（432）输出轴上的驱动轮（433）与所述动作轮（431）啮合；定位轮（434），设置在所述筒体（1）内，与所述动作轮（431）啮合，且与所述驱动装置（432）相对设置；第一缓冲组（435），设置在所述套管（13）与所述动作轮（431）之间；

且，第一缓冲组包括：压盘（4351）、定盘（4352）、滚珠（4353）和滚道（4354），该压盘（4351）与套管13的一端固定连接，定盘（4352）与动作轮（431）的顶面固定连接，且压盘（4351）和定盘（4352）的相对面上均设置有环形凹槽，并在压盘（4351）和定盘（4352）组合后，环形凹槽形成滚道（4354），在滚道（4354）内设置有若干滚珠（4353）；

所述取样盘（42）的外表面设置有密封环（44）；

检测组（5），设置在所述筒体（1）上，用于检测进液口（2）位置深度；

控制组（6），设置在所述筒体（1）内，用于根据所述检测组（5）的检测结果对所述平衡组（3）和所述取样组（4）进行控制，并分别与所述平衡组（3）和所述取样组（4）连接。

2.根据权利要求1所述的下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备，其特征在于，所述检测组（5）包括：

若干检测体（51），设置在所述筒体（1）外表面上的安装体（52）内，并均与所述控制组（6）连接。

3.根据权利要求1所述的下潜深度可控型水环境检测用自动采样设备，其特征在于，还包括：

水平仪（7），设置在所述筒体（1）内，并与所述控制组（6）连接。

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