一种自动伸缩检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动伸缩检测仪，包括插拔机构、传动机构、控制机构以及检测机构，其中，所述插拔机构具有一伸缩探杆，探杆的一端安装有采样器，另一端设有气体采样泵及气体检测室，所述传动机构接收所述控制机构的控制命令驱动所述伸缩探杆动作，并带动采样器插入待测堆体对目标信号进行采样，所述采样器还内置有气体采样过滤器，采样器将采集到的目标信号经所述气体采样过滤器处理后送入气体采样泵及气体检测室。本发明能够自动将采样装置深入堆体并检测内部的环境状态，实现了固定安装、自动插拔，无需人员到场，通过远程控制即可实现，降低了劳动力，且独特的防腐、防水结构设计，使该探头可以任意设置在堆体最具代表性的中心点等指定位置，采集最具代表性的数据。
【专利说明】一种自动伸缩检测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可用于疏松物料内部信号检测的检测装置，尤其涉及一种自动伸缩检测仪。
【背景技术】
[0002]长期堆放的固体颗粒物，如堆肥发酵、粮食堆放等由于微生物活动，其内部环境会不断发生变化，为了实时掌握其内部环境状态，及时控制相关的联动设备，就需要设置内部环境在线检测系统。目前，堆体内部环境采样主要是通过内部预埋或抽气采样的方式进行，外部手动插拔设备，难以将测点放置中央环境状态稳定区。尤其是大部分待测目标体积较大、气味恶劣，比如污泥、垃圾、粪便等固废发酵过程中的堆体，现有检测其内部信号方式，每次都需要人工操作探头插拔，费时费力，对操作人员的身体健康和人身安全具有重大隐患，且难以保证采样点的同一性、代表性。
[0003]因此，如何设计一种实时性强、稳定性好、操作简单、自动化程度高的检测设备成了目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明公开了一种自动伸缩检测仪，其包含:插拔机构、传动机构、控制机构以及检测机构，其中，所述插拔机构具有一伸缩探杆，探杆的一端安装有采样器，探杆的另一端安装有气体采样泵及气体检测室，该伸缩探杆连接至传动机构，所述传动机构接收所述控制机构的控制命令驱动所述伸缩探杆动作，并带动所述采样器插入待测堆体对目标信号进行采样，所述采样器还内置有气体采样过滤器，所述采样器将采集到的目标信号经所述气体采样过滤器处理后送入末端的气体采样泵及气体检测室。
[0005]进一步地，所述采样器可拆卸的安装在探杆前端。
[0006]进一步地，所述采样探头还内置温湿度检测传感器，所述气体采样过滤器和温湿度检测传感器均通过同一可插拔活动管分别连接至后端的气体采样泵和温湿度转接头，所述气体采样泵连接气体检测室，所述气体采样泵将经所述气体采样过滤器过滤处理后的气体输送到气体检测室。
[0007]进一步地，所述自动伸缩检测仪还包括有信号变送单元，其中，
[0008]所述信号变送单元，分别连接所述检测机构和外部的主控单元，所述控制机构接收外部的主控单元的控制信号控制所述传动机构动作；所述检测机构对插拔机构采集到的目标信号进行分析检测，并将检测的参数信息转换为数字量信号后发送给信号变送单元，由所述检测机构将该数字量信号发送给外部主控单元。
[0009]进一步地，所述传动机构包括一电机，该电机一端固定有导轨，所述导轨上设有移动滑块，所述移动滑块与所述伸缩探杆固定连接，所述移动滑块在电机的带动下沿所述导轨往复滑动，并带动所述探杆动作。
[0010]进一步地，所述检测机构包括气体信号检测单元和温湿度信号检测单元，所述气体信号检测单元包括气体传感器和AD转换单元，所述气体传感器对气体检测室内的气体成分通过AD转换单元转换为数字量信号；所述温湿度信号检测单元包括温湿度传感器和AD转换单元，所述温湿度传感器连接所述温湿度转接头，将温湿度检测传感器采集到的温度信号通过AD转换单元转换为数字量信号。
[0011]进一步地，所述检测仪还包括一外壳，所述外壳上设有供所述采样器及探杆穿出的孔，所述驱动电机固定在所述外壳上。
[0012]进一步地，所述传动机构还包括插入限位开关和拔出限位开关，所述插入限位开关在检测到插拔机构插入到待测堆体的指定位置后，发出停止插入信号，控制所述传动机构停止插入动作；所述拔出限位开关在检测到插拔机构从待测堆体内拔出后，发出拔出限位信号，控制所述传动机构停止动作。
[0013]优选地，所述电机为推杆电机。
[0014]与现有技术相比，本发明所提供的自动伸缩检测仪，结构简单，工作稳定，能够实时监测并采集堆体内部的环境状态，并可实现固定安装、自动插拔，而且也无需人员到场，通过远程控制即可实现，降低了劳动力，而且该探头可以任意设置在堆体最具代表性的中心点等任意指定位置，采集最具代表性的参数，操作简单，使用方便，实用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例所述的自动伸缩检测仪的原理框图。
[0016]图2是本发明实施例所述的自动伸缩检测仪的具体结构示意图。
[0017]图3是本发明实施例所述的自动伸缩检测仪的插拔机构的原理框图。
[0018]图4是本发明实施例所述的自动伸缩检测仪的传动机构的原理框图。
[0019]图5是本发明实施例所述的自动伸缩检测仪的检测机构的原理框图。
【具体实施方式】
[0020]以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定部件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个部件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分部件的方式，而是以部件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本新型的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0022]参照附图1，本发明所公开的一种自动伸缩检测仪，主要用于疏松物料内部信号的检测，其主要包括四个组成部分:插拔机构21、传动机构22、检测机构24以及控制机构23。
[0023]其中，所述插拔机构21，连接所述传动机构22，其在所述传动机构22的控制下可插入待测堆体，如堆肥发酵、粮食堆放或其他固体颗粒物等，并对目标信号进行采样，采样的目标信号包括物体内部的环境温度、湿度、气体成分等相关信息。
[0024]所述传动机构22，连接所述插拔机构21，其在所述控制机构23的控制下驱动所述插拔机构21往复动作，当需要对目标信号进行采集时，驱动所述插拔机构21插入待测堆体，当采集并检测完成时，驱动所述插拔机构21抽出，离开待测堆体。
[0025]所述检测机构24，连接所述插拔机构21，对采集到的目标信号的参数信息进行检测并将转换后的参数信息发送给外部的主控单元26。主控单元26可以为计算机或其他控制系统。
[0026]所述控制机构23，分别连接主控单元26和传动机构22，接收外部的主控单元26的控制信号控制所述传动机构22动作。
[0027]本发明所提供的自动伸缩检测仪自动伸缩检测仪，能够实时监测并采集堆体内部的环境状态，并可实现固定安装、自动插拔，无需人员到场，通过远程控制即可实现，而且该插拔机构21可以根据控制任意设置在堆体最具代表性的中心点或者其他任意合适的指定位置，采集最具代表性的参数，工作稳定，对堆体的扰动小，有利于保证数据的连续性和准确性，操作控制简单，使用方便。
[0028]配合参照图2、图3，具体来说，所述插拔机构21包括一伸缩探杆4，该探杆4的前端安装有采样器3，探杆4的另一端安装有气体采样泵214及气体检测室216。所述采样器3内置气体采样过滤器211和温湿度检测传感器212，气体采样过滤器211可对提取的气体进行防尘、防水过滤等处理，去除影响气体特性的杂质，所述气体采样过滤器211和温湿度检测传感器212均通过一可插拔活动管213分别连接至气体采样泵214和温湿度转接头215，气体采样泵214抽取通过过滤器过滤后的气体，并将抽取采集的气体送入气体检测室216。所述采样器3活动安装在探杆4前端，当需要更换采样器时，可拆下该探头，并可对探头中的传感器件进行相应更换。
[0029]参照图4，具体地，在上述检测仪中，所述传动机构22包括一驱动电机223，所述驱动电机223 —端固定有导轨222，导轨222上设有移动滑块221，移动滑块221与所述探杆4固定连接，所述移动滑块221在电机的带动下沿所述导轨222往复滑动，并带动所述探杆4动作。所述驱动电机223可以为推杆电机或其他直流电动机，该驱动电机223在控制机构23的控制下，启动电源，将电机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动。所述传动机构22还包括插入限位开关225和拔出限位开关226，他们分别为控制机构23提供准确的反馈信号，以便精确的控制插拔的动作方向的位置，当检测到插入限位开关225的信号后，停止插入动作，由插拔机构21开始采集目标信息，待检测机构24检测完成后，外部的主控单元26控制所述传动机构22进行拔出动作，直到采样器3和伸缩探杆4离开待测堆体后，输出拔出限位开关226的信号，停止动作，智能化控制，对堆体的扰动小，控制精度高。
[0030]参照图5，具体地，在上述检测仪中，所述检测机构24包括气体信号检测单元7和温湿度信号检测单元8，所述气体信号检测单元7包括气体传感器241和AD转换单元242，所述气体传感器241对气体检测室216内的气体成分通过AD转换单元242将模拟量转换为数字信号；所述温湿度信号检测单元8包括温湿度传感器243和AD转换单元244，所述温湿度传感器243连接所述温湿度转接头215，将温湿度检测传感器212采集到的温、湿度信号通过AD转换单元将模拟量转换为数字信号。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。
[0031 ] 具体地，在上述检测仪中，所述检测仪包括一信号变送单元25，所述信号变送单元25对所述检测机构24转换的数字量信号发送给外部的主控单元26，所述信号变送单元25与主控单元26之间可通过有线或无线的方式连接。其中，所述气体信号检测单元7、温湿度信号检测单元8、信号变送单元25以及控制机构23均位于同一电气腔室11中。
[0032]具体地，在上述检测仪中，所述检测仪还包括一外壳1，所述外壳I上设有供所述采样器3收缩的孔，孔径大小刚好与探杆4的直径大小相同，这样防止不必要的杂质伸入孔内，该探头3呈锥状，所述驱动电机223以及电气腔室11也固定在所述外壳I上。外壳I同时起到了保护、防水、防腐蚀、防渗漏的作用。
[0033]此外，所述采样器3可根据控制要求随插拔探杆4实现自动插拔，从而对堆体内部环境参数进行采样机检测，需要说明的是，本发明中的采样器3的内部还可内置其他任何传感器件，不限于本发明中的气体采样和温湿度检测，通过设置有气体采样装置及其他信号采集传感器等，通过可伸缩探杆的信号传输线缆传送至相关参数检测机构24，最后通过信号变送单元25将检测信号变送输出。
[0034]本发明的自动伸缩检测仪的工作原理是，首先将本检测仪安装在堆体内部底板或侧面固定板上，通过外部主控单元26打开控制机构23的电源，并控制前端的插拔机构21的探头伸出，则检测采样终端自动插入待测对象堆体，在检测到插入限位开关225的信号后，停止插入动作；此时，启动检测机构24，气体采样泵214开始进行气体采样，温湿度检测传感器212开始进行温度或者湿度采集，并将采集到的信号对应输送到检测机构24，检测机构24中的AD转换单元输出的信号将通过信号变送单元25输出到外部的主控单元26。当检测完成时，通过外部的主控单元26指示控制机构23发出拔出信号，通过传动机构22的作用将插拔探杆4将从对象堆体内拔出，直到拔出限位开关226输出信号时停止动作。
[0035]本发明的自动伸缩检测仪实现了探头的自动插拔和环境参数自动采集，可以配合外部主控单元进行探头插拔，以及自动进行参数采集和对外传输，实现了机械与电子检测一体化，使检测更加规律合理。较人工采样，数据连续性好，人员劳动强度小；较外部手动插拔仪器，操作的同一性更好，且相对于上部插拔，对堆体的扰动也更小，有利于保证数据的代表性。
[0036]值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关【技术领域】均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。
【权利要求】
1.一种自动伸缩检测仪，包括插拔机构、传动机构、控制机构以及检测机构，其特征在于，所述插拔机构具有一伸缩探杆，探杆的一端安装有采样器，探杆的另一端安装有气体采样泵及气体检测室，该伸缩探杆连接至传动机构，所述传动机构接收所述控制机构的控制命令驱动所述伸缩探杆动作，并带动所述采样器插入待测堆体对目标信号进行采样，所述采样器还内置有气体采样过滤器，所述采样器将采集到的目标信号经所述气体采样过滤器处理后送入末端的气体采样泵及气体检测室。
2.如权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述采样器可拆卸的安装在探杆前端。
3.如权利要求2所述的检测仪，其特征在于，所述采样器还内置温湿度检测传感器，所述气体采样过滤器和温湿度检测传感器均通过同一可插拔活动管分别连接至后端的气体采样泵和温湿度转接头，所述气体采样泵连接气体检测室，所述气体采样泵将经所述气体采样过滤器过滤处理后的气体输送到气体检测室。
4.如权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述自动伸缩检测仪还包括有信号变送单元，其中， 所述信号变送单元，分别连接所述检测机构和外部的主控单元，所述控制机构接收外部控制信号控制所述传动机构动作；所述检测机构对插拔机构采集到的目标信号进行分析检测，并将检测的参数信息转换为数字量信号后发送给信号变送单元，由所述检测机构将该数字量信号发送给外部主控单元。
5.如权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于，所述传动机构包括一驱动电机，该电机一端固定有导轨，所述导轨上设有移动滑块，所述移动滑块与所述伸缩探杆固定连接，所述移动滑块在电机的带动下沿所述导轨往复滑动，并带动所述探杆动作。
6.如权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于，所述检测机构包括气体信号检测单元和温湿度信号检测单元，所述气体信号检测单元包括气体传感器和AD转换单元，所述气体传感器对气体检测室内的气体成分通过AD转换单元转换为数字量信号；所述温湿度信号检测单元包括温湿度传感器和AD转换单元，所述温湿度传感器连接所述温湿度转接头，将温湿度检测传感器采集到的温湿度信号通过AD转换单元转换为数字量信号。
7.如权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括一外壳，所述外壳上设有供所述采样器及探杆穿出的孔，所述驱动电机固定在所述外壳上。
8.如权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于，所述传动机构还包括插入限位开关和拔出限位开关，所述插入限位开关在检测到插拔机构插入到待测堆体的位置后，发出停止插入信号，控制所述传动机构停止插入动作；所述拔出限位开关在检测到插拔机构从待测堆体内拔出后，发出拔出限位信号，控制所述传动机构停止动作。
9.如权利要求5所述的检测仪，其特征在于，所述驱动电机为推杆电机。
【文档编号】G01D21/02GK104515551SQ201510031280
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月22日 优先权日:2015年1月22日
【发明者】张自强, 唐坤, 陈俊, 彭淑婧, 黄超文, 王力刚, 李雪怡 申请人:北京中科博联环境工程有限公司