CN208969061U - 一种高锰酸盐指数分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高锰酸盐指数分析仪，包括机架和控制器，在机架上设置有样品待测模块、加液模块、消解模块以及滴定模块，所述样品待测模块内设置有多个容置待测样品杯的样品位，所述加液模块内设置有用于添加检测液的加液组件，所述消解模块内设置有多组用于加热待测样品杯的加热组件，所述滴定模块内设置有用于加液滴定的滴定组件，所述机架上还吊装设置有用于抓取样品杯的机械手，在机架上设置有用于检测样品杯使用状态的检测组件，所述检测组件与控制器电连接且所述检测组件将样品杯的使用状态转化为电信号反馈至控制器，所述控制器根据检测组件反馈的电信号控制机械手动作。本实用新型具有检测效率高、检测准确率高的有益效果。

Description

一种高锰酸盐指数分析仪

技术领域

本实用新型涉及环境检测领域，尤其涉及一种高锰酸盐指数分析仪。

背景技术

现有技术在对高锰酸盐进行指数分析时，先通过人工滴管手动在每个样品中滴加所需试剂，人工添加，精确度低误差大，添加完成后，将每个样品人工手动拿取到加热区域进行加热消解，加热区的结构为多个样品瓶同时放置在一个盛放有水的容器中进行加热，由于所有样品均在一个容器中加热，受热面积，被加热的程度也不同，存在对每个样品的加热不均匀的问题；加热完成后的样品通过人工手动拿取到滴定的区域进行滴定，向其中一个样品中手动滴定一定量的试剂后，等待试剂发生反应后，通过经验和目测来判断是否达到滴定终点，这样通过人工进行操作，存在操作耗时久，检测效率低，检测准确性低的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种检测效率高、检测准确率高的高锰酸盐指数分析仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种高锰酸盐指数分析仪，包括机架和控制器，在机架上设置有样品待测模块、加液模块、消解模块以及滴定模块，所述样品待测模块内设置有多个容置待测样品杯的样品位，所述加液模块内设置有用于添加检测液的加液组件，所述消解模块内设置有多组用于加热待测样品杯的加热组件，所述滴定模块内设置有用于加液滴定的滴定组件，所述机架上还吊装设置有用于抓取样品杯的机械手，在机架上设置有用于检测样品杯使用状态的检测组件，所述检测组件与控制器电连接且所述检测组件将样品杯的使用状态转化为电信号反馈至控制器，所述控制器根据检测组件反馈的电信号控制机械手动作。

优选的，所述机架上还设置有与控制器电连接的扫码器，各样品杯的底部设置有对应的二维码，所述样品杯经扫码器扫码记录样品信息后置入样品位，且所述样品杯加热消解完成后再次进行扫码进行样品信息确认。

优选的，所述机械手包括机械臂和设置于机械臂上的夹取卡爪，所述机械臂吊装设置于机架上，所述机械臂带动夹取卡爪在机架范围内沿着XYZ轴三个方向移动，所述夹取卡爪动作实现样品杯的夹取与释放。

优选的，所述检测组件包括位移传感器，所述位移传感器设置于夹取卡爪上且所述位移传感器与控制器电连接，所述位移传感器随着夹取卡爪移动到各样品位并检测样品杯内的液面高度并将样品杯内的液面高度转化为电信号传递至控制器，所述控制器根据反馈的电信号控制机械臂动作；

或者，所述检测组件包括称重传感器，所述称重传感器设置于样品位的底面，所述称重传感器检测样品杯内的重量，并将样品杯的重量转化为电信号传递至控制器，所述控制器根据反馈的电信号控制机械臂动作。

优选的，所述加液模块包括基座，所述基座上开设有加液位，所述基座上设置有与控制器电连接的加液组件，所述加液组件包括加液电机和用于添加检测液的加液杆，所述加液杆与所述加液电机相连，所述加液电机带动加液杆周向动作以避让夹取卡爪将样品杯由样品位转移至加液位。

优选的，所述基座上还设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌子和与控制器电连接的搅拌电机，所述搅拌子设置于样品杯内，所述搅拌电机设置于基座上，所述搅拌电机的伸出轴固设有具有磁铁的转动盘，所述搅拌电机带动转动盘转动并使搅拌子在磁铁的作用下转动并搅拌样品。

优选的，所述消解模块包括与控制器电连接的消解块，所述消解块上开设有多个用于放置样品杯的消解位，所述控制器控制消解块对消解位内的样品杯进行加热。

优选的，所述滴定模块包括滴定块和与控制器电连接的滴定组件，所述滴定块上设置有滴定位和清洗位，所述夹取卡爪将二次扫码完成的样品杯转移至滴定位通过滴定组件进行试剂滴定，并且所述滴定组件滴定完成后移动至清洗位进行清洗。

优选的，所述滴定组件包括滴定杆和设置于滴定杆上的滴定探针，所述滴定杆用于试剂的添加，所述滴定探针用于判定滴定终点。

一种高锰酸盐指数分析仪的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将加入样品的样品杯扫码后置入样品待测模块的样品位内，形成待测样品；

(2)样品加液：夹取卡爪将装有待测样品的样品杯转移至加液位，加液杆向样品杯内加入检测液，所述搅拌子对样品杯进行搅拌；

(3)样品消解：夹取卡爪抓取搅拌完成的样品杯转移消解位，消解块加热样品杯10min后使样品杯内的温度达到100℃后，样品杯开始计时消解，到达 30min后，样品消解完成；

(4)样品扫码：夹取卡爪抓取消解完成的样品杯再次进行扫码进行样品信息的确定；

(5)样品滴定：夹取卡爪抓取扫码完成的样品杯转移滴定位进行滴定；

(6)计算分析高锰酸盐指数，通过滴定组件向控制器反馈的各样品所添加试剂的容量，计算出相应样品的高锰酸钾盐指数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型包括机架和控制器，在机架上设置有样品待测模块、加液模块、消解模块以及滴定模块，并且在机架上吊装设置有用于抓取样品杯的机械手，这样设置的好处在于，检测效率高，同时也减少机架的占地面积，且保证机械手能在机架范围内移动。

2.本实用新型中在机架上设置有用于检测样品杯使用状态的检测组件，所述检测组件与控制器电连接且所述检测组件将样品杯的使用状态转化为电信号反馈至控制器，所述控制器根据检测组件反馈的电信号来确认样品杯内的是否具有样品，根据样品杯内样品的不同状态来控制机械手进行对应的动作，这样设置的好处在于，有效防止样品杯的位置信息发生混淆而引起检测结果与样品信息不匹配情况的产生，提高了本实用新型检测结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型所述结构示意图；

图2为本实用新型另一视角的结构示意图；

图3为图2中A的局部放大图；

图4为本实用新型实施例一中加液组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一中搅拌组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例一中滴定组件的结构示意图；

图中所标各部件名称如下：

1、机架；11、托盘；111、样品位；13、样品杯；2、扫码器；3、机械臂； 31、夹取卡爪；311、夹头；32、驱动电机；4、位移传感器；5、基座；51、加液位；52、加液杆；521、加液通道；53、加液电机；54、搅拌子；541、搅拌电机；542、转动盘；6、消解块；61、消解位；7、滴定块；71、滴定位；72、清洗位；73、滴定杆；731、输液通道；74、滴定电机；75、滴定探针。

具体实施方式

以下结合附图1至图6及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例一：一种高锰酸盐指数分析仪，包括机架1和控制器，在机架1上设置有样品待测模块、加液模块、消解模块以及滴定模块，其中，所述样品待测模块内设置有多个容置待测样品杯13的样品位111，所述加液模块内设置有用于添加检测液的加液组件，所述消解模块内设置有多组用于加热待测样品杯 13的加热组件，所述滴定模块内设置有用于检测滴定的滴定组件，所述机架1 上还吊装设置有用于抓取样品杯13的机械手，所述机械手实现样品杯13在各模块之间的转运，以此来保证样品杯13在各模块内工作充分。

在本实用新型中，通过机械手代替现有的人工操作，并且所述机械手吊装设置于机架1上，这样设置的好处在于提高了检测效率，同时也减少机架1的占地面积，且保证机械手能在机架1范围内移动。

优选的，所述机械手包括机械臂3和夹取卡爪31，所述机械臂3吊装设置于机架1上，在机架1的XYZ三个方向上均设置有对应的驱动电机32，所述三个驱动电机32均与控制器电连接，所述控制器控制对应的驱动电机32动作带动机械臂3在XYZ三个自由度上移动，这样设置使得机械臂3带动夹取卡爪31 准确夹取各样品位111上的样品杯13；并且在机械臂3上还设置有与控制器电连接夹取电机，所述控制器驱动所述夹取电机动作带动卡爪合拢或远离以此来实现夹取卡爪31夹取或者释放样品杯13。

进一步的，所述夹取卡爪31为两指仿形卡爪，所述夹取卡爪31平行设置且在夹取卡爪31的内侧弯曲形成有圆弧面，并且夹取卡爪31的圆弧面的半径与样品杯13的圆弧半径相近，这样设置使得夹取卡爪31在夹取过程中卡爪的内壁与样品杯13的外壁紧贴设置，有效增大夹取卡爪31与样品杯13的接触面积而防止打滑现象的产生。

进一步的，在夹取卡爪31上均套设有夹头311，所述夹头311与夹取卡爪 31紧贴设置，所述防滑套的设置进一步增加夹取卡爪31与样品杯13两者之间的摩擦力，降低夹取卡爪31在夹取过程中出现样品杯13滑落现象的产生；同时所述夹头311的材质具有一定弹性，从而有效防止夹取卡爪31在夹取样品杯 13的出现样品杯13掉落现象的产生。

优选的，所述夹取卡爪31上装设有用于检测样品杯13使用状态的检测组件，在本实施例中，所述检测组件为位移传感器4，所述位移传感器4设置于夹取卡爪31上且所述位移传感器4与控制器电连接，所述位移传感器4随着机械臂3移动到各样品位111上方并检测样品杯13内的液面高度，并通过液面高度来判断样品位111的使用状态，具体地，所述样品位111的使用状态主要包括三种分别为：样品位111内未放置样品杯13，样品位111内放置有样品杯13但样品杯13内未放入样品，样品位111内放置有样品杯13且样品杯13内放有样品。

当位移传感器4检测到样品位111的使用状态为样品位111内未放置样品杯 13，所述控制器则控制机械臂3运动至下个样品位111并重新进行检测；当位移传感器4检测到样品位111的使用状态为样品位111内放置有样品杯13但样品杯13内未放入样品，所述控制器则控制机械臂3运动至下个样品位111并重新进行检测；当位移传感器4检测到样品位111内放置有样品杯13且样品杯13 内放有样品时，所述控制器则控制机械臂3夹取样品杯13至加液模块。

可以理解的，所述控制器能控制机械臂3带动位移传感器4先对所有样品位111内样品杯13的状态进行一一检测，并将检测结果反馈至控制器，这样所述控制器能根据反馈的检测结果对应机械臂3的运动轨迹进行相应的编辑，有效提高本实用的工作效率。

优选的，所述样品待测模块包括横向设设置于机架1上的托盘11，所述托盘11上开设有多个用于容置待测样品杯13的样品位111，优选的，在本实用新型中，所述样品位111的数量为42个，并且所述样品位111呈6行7列设置。

可以理解的，所述样品位111的数量并不局限42个，且所样品位111的排列顺序也并不局限于6行7列。

优选的，所述加液模块包括基座5，所述基座5横向设置于机架1上，在基座5的一侧开设有用于容置样品杯13的加液位51，在基座5的另一侧设置有加液组件，所述加液组件包括加液电机53和加液杆52，所述加液电机53设置于基座5的另一侧且与控制器电连接，所述加液杆52成“L”型设置，并且加液杆52的一端与加液电机53相连且所述加液电机53动作带动加液杆52在周向方向上转动，加液杆52的另一端设置于加液位51的上方，这样在加液过程中检测液能直接滴落至样品杯13内，所述加液电机53设置的好处在于，所述机械臂3通过夹取卡爪31将样品杯13由样品位111转移至加液位51时所述机械臂3在竖直方向上直上直下时与加液杆52存在位置冲突，从而当夹取卡爪31 带动样品杯13至加液位51时，所述加液电机53带动加液杆52转动来给样品位111让出移动通道。

进一步的，所述加液杆52内设有两与外接溶液相连的加液通道521，并且两加液通道521分别用于输送硫酸溶液和高锰酸钾溶液，在本实施例中加入样品杯13的检测液为一定量的的硫酸和高锰酸钾溶液。

优选的，所述加液模块还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌子54和与控制器电连接的搅拌电机541，所述搅拌电机541设置于基座5上且所述搅拌电机541位于加液位51的下方，所述搅拌电机541的伸出轴固设有具有磁铁的转动盘542，所述搅拌子54设置于样品杯13的底面上且所述搅拌子54且所述搅拌子54与磁铁两者之间存在磁力，所述搅拌电机541带动转动盘542周向转动，所述搅拌子54能在磁铁的作用下周向转动并搅动样品杯13内的样品，使得检测液与样品杯13内的样品充分混合。

优选的，所述消解模块包括与控制器电连接的消解块6，所述消解块6上开设有多个用于放置样品杯13的消解位61，所述消解块6采用金属材质且该金属材质具有良好的导热性，并且在消解块6的内部设置有加热丝，这样控制器控制加热丝加热过程中，金属制成的加热丝能有效的实现热传导，以此来实现各消解位61上的样品杯13得加热效果；并且在本实施例中，所述消解块6为恒温设置且消解块6的温度为100℃-120℃，当加液完成的样品杯13置入消解位 61时，消解块6在10min内将样品杯13内的样品加热至100℃并保持100℃消解30min。

进一步的，所述消解块6成长方体设置，所述消解块6上的消解位61设置数量为4个且4个消解位61成直线状设置。

优选的，所述滴定模块包括滴定块7和滴定组件，所述滴定块7设置于机架1上，在滴定块7上开设有滴定位71和清洗位72，所述夹取卡爪31将样品杯13由消解位61转移至滴定位71进行滴定，并且当滴定完成后所述滴定组件转移至清洗位72进行清洗。

进一步的，所述滴定组件包括滴定杆73和滴定电机74，所述滴定电机74 的数量为2个且两滴定电机74均设置于机架1上，所述两滴定电机74通过导轨分别带动滴定杆73在水平和竖直方向上动作，所述滴定杆73上设置有滴定探针75和加液通道521，所述滴定液通过加液通道521滴入，并且样品的滴定终点的滴定终点通过滴定探针75来判断。

进一步的，所述输液通道731设置有两组分别用于添加草酸钠溶液和高锰酸钾溶液，在滴定过程中，所述加液通道521先加入一定量的草酸钠完全中和样品杯13中过量的高锰酸钾，然后通过输液通道731逐滴滴入高锰酸钾溶液，同时通过滴定探针75实时监测样品杯13内的pH值，当滴定探针75监测到预设的滴定终点时反馈至控制器，所述控制器记录对应的数值。

进一步的，当滴定完成后，所述滴定电机74带动滴定探针75转移至清洗位72进行清洗，这样设置有效避免样品杯13之间的样品出现交叉干扰现象。

优选的，在机架1上还设置有与控制器电连接的扫码器2，各样品杯13的底部设置有对应的二维码，当夹取卡爪31将样品杯13移动至扫码器2上方时，所述扫码器2对样品杯13扫码并输出至控制器进行信息录入；具体的，在本实用新型中，各样品杯13需要经过两次扫码，第一次扫码为样品杯13加入对应的样品后经过扫码器2录入样品信息并放入样品位111，这样做的好处在于记录样品杯13内的样品信息，这样即使样品杯13顺序打乱放置于样品位111也不会出现样品信息混淆现象的产生；第二扫码为样品杯13消解完成后需要进行滴定，这时对样品杯13再次进行扫码，使得控制器对样品杯13的信息进行再次确认，使得控制器准确记录对应样品进行滴定所添加的溶液体积，保证控制器准确计算出对应样品的高锰酸盐指数。

综上所述，本实用新型还公开了一种高锰酸盐指数分析仪的分析方法，包括如下

步骤：

(1)将加入样品的样品杯13扫码后置入样品待测模块的样品位111内，形成待测样品；

(2)样品加液：夹取卡爪31将装有待测样品的样品杯13转移至加液位51，加液杆52向样品杯13内加入检测液，所述搅拌子54对样品杯13进行搅拌；

(3)样品消解：夹取卡爪31抓取搅拌完成的样品杯13转移消解位61，消解块6加热样品杯1310min后使样品杯13内的温度达到100℃后，样品杯13 开始计时消解，到达三十分钟后，样品消解完成；

(4)样品扫码：夹取卡爪31抓取消解完成的样品杯13再次进行扫码进行样品信息的确定；

(5)样品滴定：夹取卡爪31抓取扫码完成的样品杯13转移滴定位71进行滴定；

(6)计算分析高锰酸盐指数，通过滴定组件向控制器反馈的各样品所添加试剂的容量，计算出相应样品的高锰酸钾盐指数。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：所述检测组件包括称重传感器，所述称重传感器设置于的样品位111的底面上，且所述称重传感器检测所述样品杯13 的整体的重量，并将该样品杯13的重量转化为电信号传递至控制器，在控制器内预先设置有样品位111未置入样品杯13、样品位111内具有样品杯13但样品杯13未置入样品以及样品位111具有样品杯13且样品杯13内置入样品时的称重传感器所显示的数据，从而控制器能根据称重传感器所反馈的电信号而后控制机械臂3进行对应动作；具体的，当控制器通过称重传感器所反馈的电信号判断出样品位111未置入样品杯13时和样品位111内具有样品杯13但样品杯 13未置入样品时直接控制机械臂3移动至下一样品位111，当样品位111具有样品杯13且样品杯13内置入样品时样品位111具有样品杯13且样品杯13内置入样品时，所述控制器控制机械臂3夹取样品杯13转移至加液位51。

本实施例中其他未说明的特征与技术效果与实施例一相同，此处不再赘述。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于：所述检测组件包括与控制器电连接设置的微动开关和检测器，所述微动开关的数量与样品位111一一对应设置，且所述微动开关设置于各样品位111的底面，所述微动开关具有闭合和打开两种状态能对样品位111内是否具有样品杯13进行检测，所述微动开关闭合时，说明样品位111内已置入样品杯13，从而控制器控制夹取卡爪31对应样品杯13进行夹取并转移至加液位51，所述微动开关开启时，说明样品位111内未置入样品杯13，从而控制器控制夹取卡爪31转移至下一样品位111；所述检测器设置于加液杆52上，所述检测器能检测样品位111内是否具有样品进行检测，在本实施例中所述检测器为光电耦合器。

本实施例中其他未说明的特征与技术效果与实施例一相同，此处不再赘述。

以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围，即凡依本实用新型所作的均等变化与修饰，皆为本实用新型权利要求范围所涵盖，这里不再一一举例。

Claims (9)

1.一种高锰酸盐指数分析仪，包括机架和控制器，其特征在于，在机架上设置有样品待测模块、加液模块、消解模块以及滴定模块，所述样品待测模块内设置有多个容置待测样品杯的样品位，所述加液模块内设置有用于添加检测液的加液组件，所述消解模块内设置有多组用于加热待测样品杯的加热组件，所述滴定模块内设置有用于加液滴定的滴定组件，所述机架上还吊装设置有用于抓取样品杯的机械手，在机架上设置有用于检测样品杯使用状态的检测组件，所述检测组件与控制器电连接且所述检测组件将样品杯的使用状态转化为电信号反馈至控制器，所述控制器根据检测组件反馈的电信号控制机械手动作。

2.根据权利要求1所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述机架上还设置有与控制器电连接的扫码器，各样品杯的底部设置有对应的二维码，所述样品杯经扫码器扫码记录样品信息后置入样品位，且所述样品杯加热消解完成后再次进行扫码进行样品信息确认。

3.根据权利要求2所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述机械手包括机械臂和设置于机械臂上的夹取卡爪，所述机械臂吊装设置于机架上，所述机械臂带动夹取卡爪在机架范围内沿着XYZ轴三个方向移动，所述夹取卡爪动作实现样品杯的夹取与释放。

4.根据权利要求3所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述检测组件包括位移传感器，所述位移传感器设置于夹取卡爪上且所述位移传感器与控制器电连接，所述位移传感器随着夹取卡爪移动到各样品位并检测样品杯内的液面高度并将样品杯内的液面高度转化为电信号传递至控制器，所述控制器根据反馈的电信号控制机械臂动作；

或者，所述检测组件包括称重传感器，所述称重传感器设置于样品位的底面，所述称重传感器检测样品杯内的重量，并将样品杯的重量转化为电信号传递至控制器，所述控制器根据反馈的电信号控制机械臂动作。

5.根据权利要求3所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述加液模块包括基座，所述基座上开设有加液位，所述基座上设置有与控制器电连接的加液组件，所述加液组件包括加液电机和用于添加检测液的加液杆，所述加液杆与所述加液电机相连，所述加液电机带动加液杆周向动作以避让夹取卡爪将样品杯由样品位转移至加液位。

6.根据权利要求5所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述基座上还设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌子和与控制器电连接的搅拌电机，所述搅拌子设置于样品杯内，所述搅拌电机设置于基座上，所述搅拌电机的伸出轴固设有具有磁铁的转动盘，所述搅拌电机带动转动盘转动并使搅拌子在磁铁的作用下转动并搅拌样品。

7.根据权利要求1所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述消解模块包括与控制器电连接的消解块，所述消解块上开设有多个用于放置样品杯的消解位，所述控制器控制消解块对消解位内的样品杯进行加热。

8.根据权利要求4所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述滴定模块包括滴定块和与控制器电连接的滴定组件，所述滴定块上设置有滴定位和清洗位，所述夹取卡爪将二次扫码完成的样品杯转移至滴定位通过滴定组件进行试剂滴定，并且所述滴定组件滴定完成后移动至清洗位进行清洗。

9.根据权利要求8所述的一种高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述滴定组件包括滴定杆和设置于滴定杆上的滴定探针，所述滴定杆用于试剂的添加，所述滴定探针用于判定滴定终点。