CN218444607U - 水质检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水体环境检测技术领域，公开一种水质检测装置，包括集成安装在支撑架上的水样采集机构、试管夹持机构、粉剂添加机构、溶液搅拌机构和水质检测机构；水样采集机构包括可抽取被检测水域水样的进水管，试管夹持机构包括底座和位于底座上的多根盛装水样的试管，水样采集机构还包括计量泵和多个将进水管采集的水样分别注入各试管的灌装接口；粉剂添加机构包括多根用于盛放检测用粉末并向各试管定量释放粉末的物料管；溶液搅拌机构包括多根通过升降移动伸入各试管内的搅拌棒；水质检测机构为光谱比色水质检测仪；试管夹持机构位于支撑架底部且可沿支撑架长度方向滑移，灌装接口、物料管、搅拌棒、试管的数量及排列方式相同。

Description

水质检测装置

技术领域

本实用新型涉及水体环境检测技术领域，具体地，涉及一种水质检测装置。

背景技术

水质检测技术是通过将需要检测的水质取样放置在容器中，通过所述水质检测器如温度检测器、PH值检测器、浑浊度检测器、含氧量检测器或者其他检测技术等对水质进行检测，得到水质的质量情况。

随着人们生活水平的提高，人们对于水质的要求也越来越高，水质指标测定一般采用实地取样，实验室分析的方法，这种方法存在操作复杂和灵活性差的问题。

目前的水质检测装置不具备巡航能力，当需要大面积的水质检测时，目前的一种方式是需要人工到河流的各个点位去进行水质检测，检测效率低下，费时费力；另一种方式就是在河流的各个点位建设检测站，这样的方式检测灵活性差，投入成本高；还有一种就是悬浮在河流上的水质检测装置，这类装置有个共同的缺点就是受水面环境影响大，在环境复杂的河流中使用很不方便。同时水质传感器对于水质的检测存在检测种类有限、检测精度不高等问题。

公告号为CN215262566U的专利公开一种自动取样污水水质检测设备，该检测设备通过PLC控制器的调控，螺杆电机运转，带动螺杆转动等使取样筒的高度发生变化，使取样筒底端的取样口浸入污水池内完成污水取样工作，同时对污水采用导流管分流进入不同检测盒内进行检测。该专利所示技术方案虽然也是自动提取水样进行检测，但其针对的是污水，无法适应野外水质检测，也不能满足野外水质检测的需求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种适用于任意水域水体进行自动取样、自动检测一体化操作的水质检测装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种水质检测装置，包括集成安装在一个支撑架上的水样采集机构、试管夹持机构、粉剂添加机构、溶液搅拌机构和水质检测机构；所述水样采集机构包括可抽取被检测水域水样的进水管，所述试管夹持机构包括底座和位于底座上的多根用于盛装水样进行检测的试管，所述水样采集机构还包括计量泵和多个将进水管采集的水样分别注入各试管的灌装接口，所述计量泵控制进水管定量抽取水样并将水样均匀分配至各灌装接口；所述粉剂添加机构包括多根用于盛放检测用粉末并可向各试管定量释放粉末的物料管；所述溶液搅拌机构包括多根可通过升降移动伸入各试管内进行搅拌的搅拌棒；水质检测机构为光谱比色水质检测仪，分别对添加了不同粉末的相应试管内水样颜色进行比色检测；

所述试管夹持机构位于支撑架底部且可沿支撑架长度方向发生滑移，所述灌装接口、物料管、搅拌棒、试管的数量及排列方式完全相同，且在支撑架宽度方向呈端部对正布置。

进一步地，所述进水管端部设有过滤接口。

进一步地，所述灌装接口安装在固定块上，所述水样采集机构还包括贯穿固定块设置的第一滚珠丝杆和支撑柱，第一滚珠丝杆与固定块螺纹连接，第一滚珠丝杆由第一驱动装置驱动旋转带动固定块沿支撑柱作升降移动。

进一步地，所述支撑架底部沿长度方向并列设有导轨和齿条轨道，所述试管夹持机构底部安装有与导轨结构适配的滑块及与齿条轨道啮合的传动轮，所述传动轮由第二驱动装置驱动旋转，进而带动试管夹持机构沿导轨滑移。

进一步地，所述试管夹持机构还包括竖直布置的试管固定架，试管固定架上设置夹头夹持各试管，底座上还竖直安装有支架，支架上设有第三驱动装置，第三驱动装置的输出轴与试管固定架连接，试管固定架可跟随输出轴的转动发生倾斜。

进一步地，所述物料管内设有螺旋传送杆，螺旋传送杆端部连接有电机，电机旋转带动螺旋传送杆转动使粉末逐步释放。

进一步地，所述物料管设置在安装块上，所述粉剂添加机构还包括在支撑架顶部沿宽度方向横跨设置的支架板，支架板上设有升降装置，升降装置的伸缩端与安装块连接。

进一步地，所述搅拌棒由第三驱动装置驱动旋转进行搅拌，第三驱动装置安装在固定板上，所述溶液搅拌机构还包括贯穿固定板设置的第二滚珠丝杆和导杆，第二滚珠丝杆与固定板螺纹连接，第二滚珠丝杆由第四驱动装置驱动旋转带动固定板沿导杆作升降移动。

进一步地，所述搅拌棒末端设有毛刷。

更进一步地，所述试管夹持机构底座正下方还设有废液收集槽，废液收集槽的槽口覆盖试管倾斜以倾倒水样的区域。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本检测装置可以搭载任何船只，跟随船只巡航进入任意水域自动进行水质取样，水样采集机构提取水样后，试管夹持机构、试剂添加机构、溶液搅拌机构和水质检测机构依次工作，完成水样的自动检测，实现了水质取样和水质检测的一体化全自动操作，检测效率高，相对于传统水质检测方式来说显著降低了成本投入；

试管固定架可被支架上的第三驱动装置控制发生倾斜，水样在检测完毕后可通过倾斜试管固定架使试管中的水样倾倒出去，之后水样采集机构又可往试管内注入水样，溶液搅拌机构中搅拌棒下降对试管内水样进行搅拌完成试管的清洗；这又给检测装置附加了自动清洗功能，使检测装置能实现宽水域多点位重复水质检测的目的。

附图说明

图1为实施例1所述的检测装置的整体结构示意图；

图2为实施例1所述的水样采集机构的结构示意图；

图3为实施例1所述的水样采集机构在另一视角的结构示意图；

图4为实施例1所述的试管夹持机构的结构示意图；

图5为实施例1所述的粉剂添加机构的结构示意图；

图6为实施例1所述的物料管的结构示意图；

图7为实施例1所述的溶液搅拌机构的结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术方案进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

如图1所示的水质检测装置，可通过支撑架搭载在任意船只上，跟随船只巡航进入水域自动进行水质取样检测，其包括控制器(未示出)和集成安装在支撑架1上的水样采集机构2、试管夹持机构3、粉剂添加机构4、溶液搅拌机构5和水质检测机构6，其中水样采集机构2和水质检测机构6分别位于支撑架1长度方向的两端，试管夹持机构3、粉剂添加机构4和溶液搅拌机构5位于水样采集机构2和水质检测机构6之间，控制器对检测装置的工作进行自动化控制。试管夹持机构3包括设置在支撑架1底部的底座31和位于底座上的多根用于盛装水样进行检测的试管32，试管夹持机构3可沿支撑架1长度方向发生滑移。

如图2和图3所示，水样采集机构2包括采样控制柜21、可在采样控制柜控制下抽取被检测水域水样的进水管22、多个将进水管采集的水样分别注入各试管32的灌装接口23、连通进水管和灌装接口的输送管24及控制进水管定量抽取水样并将水样均匀分配至各灌装接口的隔膜计量泵25，输送管24为软管。本实施例中，进水管22设置数量为三个，试管32为六根，灌装接口23即为六个，试管32和灌装接口23的排列方式相同，且在支撑架宽度方向呈端部对正布置；其中进水管22的进水端部可拆卸设有过滤接口26，以避免取样时大颗粒杂质被吸入。

为使从灌装接口23输出的水样顺利进入各试管32，需使灌装接口能发生升降位移，以便与试管管口更好地接驳；可将灌装接口23安装在固定块271上，固定块271上贯穿设置有第一滚珠丝杆272和两个支撑柱273，两个支撑柱273均匀分布在第一滚珠丝杆272两侧，第一滚珠丝杆272与固定块271螺纹连接，支撑架1上在与固定块271位置对应的顶部设有第一安装板274、底部设有第二安装板275，第一安装板274上设置第一驱动装置276，第一驱动装置276为电机，电机输出轴与第一滚珠丝杆272一端相接，第一滚珠丝杆272另一端设置在第二安装板275上，两个支撑柱273端部分别设置在第一安装板274和第二安装板275上，第一驱动装置276工作时将带动第一滚珠丝杆272旋转，在支撑柱273的导向作用下，固定块271将沿支撑柱273作升降移动，从而实现灌装接口23的升降位移。

如图4所示，支撑架1底部沿长度方向并列设有导轨11和齿条轨道12，试管夹持机构底座31下方安装有与导轨结构适配的滑块33及与齿条轨道12啮合的传动轮(未示出)，传动轮由第二驱动装置34驱动旋转，第二驱动装置34为电机，电机工作带动传动轮旋转，使传动轮在齿条轨道12上“行走”，进而带动试管夹持机构3沿导轨11滑移。

试管夹持机构3还包括竖直布置的试管固定架35，试管固定架35上设置夹头夹持各试管32，底座31上还竖直安装有支架36，支架36上设有第三驱动装置37，第三驱动装置37为电机，电机的输出轴与试管固定架35连接，试管固定架35可跟随输出轴的转动发生倾斜。试管固定架的这一倾斜功能主要是为了在水样检测结束后将水样倾倒，或对试管在水样检测前后进行清洗后倾倒清洗水。

如图5所示，粉剂添加机构4包括多根用于盛放检测用粉末并可向各试管32定量释放粉末的物料管41，物料管41数量与试管32的数量和排列方式均相同，且在支撑架宽度方向也呈端部对正布置，物料管41设置在安装块42上，粉剂添加机构还包括在支撑架1顶部沿宽度方向横跨设置的支架板43，支架板43上设有升降装置44，升降装置为气缸，气缸的伸缩端与安装块42连接，气缸伸缩端伸出时，物料管41在安装块42的带动下下降与各试管32接驳以释放粉末。

如图6所示，物料管41内设有螺旋传送杆45，螺旋传送杆端部连接有电机46，电机46通过固定架固定至安装块42上，电机46的输出轴旋转可带动螺旋传送杆45转动使粉末逐步释放，各物料管内粉末释放的量由电机转速控制。物料管的粉末释放末端口部较小，可保证粉末仅在螺旋传送杆旋转时才能从物料管中释放出来，当螺旋传送杆静止时，粉末不会从物料管中掉落。

具体到本实施例中，六根试管分别检测六种水质参数，六根物料管内分别释放的粉末为铜离子粉末(配制成0.2～5.0mg/l的铜离子粉末检测试剂)、铬离子粉末(配制成0.05～1.0mg/l的铬离子粉末检测试剂)、锰离子粉末(配制成0.1～10mg/l的锰离子粉末检测试剂)、镍离子粉末(配制成0.1～0.4mg/l的镍离子粉末检测试剂)、砷离子粉末(配制成0.004～0.08mg/l的砷离子粉末检测试剂)、铝离子粉末(配制成0.1～0.2mg/l的铝离子粉末检测试剂)。

如图7所示，溶液搅拌机构5包括多根可通过升降移动伸入各试管32内进行搅拌的搅拌棒51，搅拌棒51数量与试管32的数量和排列方式均相同，且在支撑架宽度方向也呈端部对正布置。搅拌棒51由第五驱动装置52驱动旋转进行搅拌，第五驱动装置为电机，第五驱动装置安装在固定板53上，溶液搅拌机构还包括贯穿固定板53设置的第二滚珠丝杆54和导杆55，第二滚珠丝杆54与固定板53螺纹连接，搅拌棒51通过固定板53带动升降，固定板53的升降移动与水样采集机构中固定块271的升降驱动方式相同，第二滚珠丝杆54由第四驱动装置56驱动旋转带动固定板53沿导杆55作升降移动，关于固定板的驱动相关结构在此处不再重复说明。

搅拌棒51末端设有毛刷57，可与试管内壁进行摩擦，在搅拌时可将粘附在试管内壁的粉末刷下后充分溶解，也可在清洗试管时对试管内壁进行彻底清洁。

粉末加到各试管里经过搅拌后，会有颜色变化，不同的粉末检测不同的水质参数，会显示出不同的颜色，水质检测机构6为光谱比色水质检测仪，分别对添加了不同粉末的相应试管内水样颜色进行比色检测；水质检测机构照射光线到各试管上获取对应试管所显示的颜色，并和自身数据库内存入的颜色标准进行比对，从而确定水质参数。该水质检测机构为现有技术，在此不作赘述。

如图1所示，试管夹持机构底座31正下方还设有废液收集槽7，废液收集槽的槽口覆盖试管倾斜以倾倒水样的区域。废液收集槽可对检测完毕的水样进行收集，方便后续统一处理，避免水样流入水域造成二次污染。

以下对检测装置的工作过程进行简单说明：

A.水样采集：将待测水域水样定量地添加到六根试管中

A1.控制器发出水样采集指令；

A2.第二驱动装置工作，将试管移动到灌装接口对应位置；

A3.第一驱动装置工作，使灌装接口下移；

A4.采集控制柜接收控制器水样采集指令；

A5.采集控制柜控制隔膜计量泵定量抽取待测水样润洗试管；

A6.第二驱动装置与第三驱动装置配合工作，将试管内溶液倒至废液收集槽并复位；

A7.采集控制柜再次控制隔膜计量泵定量抽取待测水样注入试管，每支试管10ml水样；

A8.延时30s～60s后，第一驱动装置工作，灌装接口上移复位。

B.试剂添加：将六种粉末分别添加至六根试管中

B1.控制器发出试剂添加指令；

B2.第二驱动装置工作，将试管移动到物料管位置；

B3.升降装置工作，使物料管下移；

B4.物料管端部的电机同时转动2～3圈，定量添加水质检测粉末进入试管；

B5.延时30s～60s后，升降装置工作，使物料管上移复位。

C.溶液搅拌：

C1.控制器发出搅拌指令；

C2.第二驱动装置工作，将试管移动到搅拌棒位置；

C3.第四驱动装置工作，搅拌棒下移；

C4.第五驱动装置工作，带动搅拌棒旋转，转速为60r/min，工作1min搅拌试管内水样；

C5.延时60s～90s后，第四驱动装置工作，搅拌棒上移复位。

溶液搅拌工作完成后，需使粉末与水样的混合溶液静置5～8min，之后再进行水质检测，通过水质检测机构分别检测出六根试管中的水质参数。

D.试管清洗控制方法：

D1.控制器发出试管清洗指令；

D2.第二驱动装置工作，将试管移动到灌装接口位置；

D3.通过前述水样采集方式，将待测水样15ml添加至试管；

D4.第二驱动装置工作，将试管移动到搅拌棒位置；

D5.通过前述溶液搅拌方式，120r/min，工作2min，利用待测水样对试管内壁进行清洗；

D6.第二驱动装置与第三驱动装置配合工作，将试管内水样倒至废液收集槽并复位；

D7.重复D2～D6步骤三次，完成试管清洗。

在无需进行水样检测时，通常需采用通风装置、加热装置或紫外线装置等保持试管的洁净与干燥，等待下一次水质检测。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，试管夹持机构底座正下方不设置废液收集槽，水样直接就地倾倒。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，底座上未设置支架，也未设置第三驱动装置，试管固定架上的试管需人工取出进行水样倾倒。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水质检测装置，其特征在于，包括集成安装在一个支撑架上的水样采集机构、试管夹持机构、粉剂添加机构、溶液搅拌机构和水质检测机构；所述水样采集机构包括可抽取被检测水域水样的进水管，所述试管夹持机构包括底座和位于底座上的多根用于盛装水样进行检测的试管，所述水样采集机构还包括计量泵和多个将进水管采集的水样分别注入各试管的灌装接口，所述计量泵控制进水管定量抽取水样并将水样均匀分配至各灌装接口；所述粉剂添加机构包括多根用于盛放检测用粉末并可向各试管定量释放粉末的物料管；所述溶液搅拌机构包括多根可通过升降移动伸入各试管内进行搅拌的搅拌棒；水质检测机构为光谱比色水质检测仪，分别对添加了不同粉末的相应试管内水样颜色进行比色检测；

所述试管夹持机构位于支撑架底部且可沿支撑架长度方向发生滑移，所述灌装接口、物料管、搅拌棒、试管的数量及排列方式完全相同，且在支撑架宽度方向呈端部对正布置。

2.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述进水管端部设有过滤接口。

3.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述灌装接口安装在固定块上，所述水样采集机构还包括贯穿固定块设置的第一滚珠丝杆和支撑柱，第一滚珠丝杆与固定块螺纹连接，第一滚珠丝杆由第一驱动装置驱动旋转带动固定块沿支撑柱作升降移动。

4.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述支撑架底部沿长度方向并列设有导轨和齿条轨道，所述试管夹持机构底部安装有与导轨结构适配的滑块及与齿条轨道啮合的传动轮，所述传动轮由第二驱动装置驱动旋转，进而带动试管夹持机构沿导轨滑移。

5.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述试管夹持机构还包括竖直布置的试管固定架，试管固定架上设置夹头夹持各试管，底座上还竖直安装有支架，支架上设有第三驱动装置，第三驱动装置的输出轴与试管固定架连接，试管固定架可跟随输出轴的转动发生倾斜。

6.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述物料管内设有螺旋传送杆，螺旋传送杆端部连接有电机，电机旋转带动螺旋传送杆转动使粉末逐步释放。

7.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述物料管设置在安装块上，所述粉剂添加机构还包括在支撑架顶部沿宽度方向横跨设置的支架板，支架板上设有升降装置，升降装置的伸缩端与安装块连接。

8.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述搅拌棒由第五驱动装置驱动旋转进行搅拌，第五驱动装置安装在固定板上，所述溶液搅拌机构还包括贯穿固定板设置的第二滚珠丝杆和导杆，第二滚珠丝杆与固定板螺纹连接，第二滚珠丝杆由第四驱动装置驱动旋转带动固定板沿导杆作升降移动。

9.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述搅拌棒末端设有毛刷。

10.根据权利要求5所述的水质检测装置，其特征在于，所述试管夹持机构底座正下方还设有废液收集槽，废液收集槽的槽口覆盖试管倾斜以倾倒水样的区域。

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