一种智能采样与留样系统的制作方法

本实用新型涉及水质检测领域，特别涉及一种智能采样与留样系统。

背景技术：

随着工业化水平提升，工业生产带来的环境污染问题也日益严重。在水资源紧缺的情况下，水质检测成为工业排放标准检测的重点项目之一。

在相关技术中，进行水质检测的设备能够实现对水样的采集和留样，其中，水质检测结果不仅由水源决定，还有可能收到检测设备的影响，如设备材质不达标对水样有污染，又或是，人工操作下水样储存过久导致变质等等问题，因此，对于检测设备的良好设计也是提高水质检测结果的重要因素之一。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种智能采样与留样系统，可以解决相关技术中存在的受设备影响导致水质检测结果不精确的问题。技术方案如下：

本实用新型提供一种智能采样与留样系统，所述智能采样与留样系统包括：控制主机、采样装置、堵塞监测装置、留样装置、辅助功能装置和接口装置；

所述控制主机与所述采样装置、所述堵塞监测装置、所述留样装置、所述辅助功能装置和所述接口装置电性连接；所述控制主机用于根据操作人员输入的操控指令操控所述采样装置的采样模式和所述留样装置的留样模式，和，控制所述辅助功能装置的运行，和，与所述堵塞监测装置进行监测数据的交互；

所述采样装置与所述堵塞监测装置相连，所述堵塞监测装置用于监测所述采样装置内的管道阻塞情况并将所述管道阻塞情况反馈至所述控制主机；

所述辅助功能装置包括门禁组件、冷藏组件和报警组件，所述门禁组件用于控制所述控制主机的可操作权限，所述冷藏组件用于冷藏水样，所述报警组件用于故障时发出警报；

所述接口装置用于为各个连接端口提供信息交互功能以及信息采集功能。

可选的，所述堵塞监测装置设有光电开关监测组件，所述光电开关监测组件通过光束检测实现对管道是否存在阻塞情况的判断，并将所述管道阻塞情况反馈至所述控制主机。

可选的，所述采样装置包括采样泵、供氧泵、夹管阀、电动阀和混匀桶，所述采样泵的一端与采样水源相连，所述采样泵的另一端与所述混匀桶相连；

所述夹管阀设置于所述采样泵与所述混匀桶之间以及混匀桶与留样装置之间，所述夹管阀用于控制采样过程；

所述电动阀与所述混匀桶相连，所述电动阀用于启动后对所述混匀桶进行水样排空操作。

可选的，所述混匀桶包括第一混匀桶和第二混匀桶，所述夹管阀包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述电动阀包括第一电动阀和第二电动阀；

所述第一控制阀用于切换采样操作对象，所述采样操作对象包括所述第一混匀桶和所述第二混匀桶；

所述第二控制阀用于对采样流程和留样流程进行切换；

所述第三控制阀用于切换水样回流对象，所述水样回流对象包括所述第一混匀桶和所述第二混匀桶；

所述第四控制阀用于控制所述采样流程的执行对象或所述留样流程的执行对象，所述执行对象包括所述第一混匀桶和所述第二混匀桶；

所述第一电动阀与所述第一混匀桶相连，所述第二电动阀与所述第二混匀桶相连，所述第一电动阀用于启动后对所述第一混匀桶进行所述水样排空操作，所述第二电动阀用于启动后对所述第二混匀桶进行所述水样排空操作。

可选的，所述第一混匀桶内设置有第一搅拌装置，所述第二混匀桶内设置有第二搅拌装置；

所述第一搅拌装置用于将所述第一混匀桶内的初始水样进行混合得到待监测水样，所述第二搅拌装置用于将所述第二混匀桶内的所述初始水样进行混合得到所述待监测水样。

可选的，所述采样装置还包括第一蠕动泵和第二蠕动泵；

所述第一蠕动泵的一端与所述采样泵相连，所述第一蠕动泵的另一端与所述第一控制阀相连，所述第一蠕动泵用于将所述采样泵采集的初始水样进行输送，并输送至所述第一混匀桶或所述第二混匀桶；

所述第二蠕动泵的一端与所述第四控制阀相连，所述第二蠕动泵的另一端与所述留样装置相连，所述第一蠕动泵用于将流入的待监测水样进行输送。

可选的，所述第一混匀桶内还设置有第一液位检测装置，所述第二混匀桶内还设置有第二液位检测装置；

所述第一液位检测装置用于检测所述第一混匀桶的液位情况，所述第二液位检测装置用于检测所述第二混匀桶的液位情况；

所述报警组件采集所述第一液位检测装置和所述第二液位检测装置的液位数据，并在缺液情况下，所述报警组件用于向所述控制主机发送缺液警报。

可选的，所述留样装置包括水样分析组件、留样瓶组件、留样切换阀和留样泵；

所述留样切换阀用于控制将流入的待监测水样输送至所述留样瓶组件，或，输送至所述水样分析组件。

可选的，所述接口装置包括串口组件、数字量输入输出组件和模拟量采集组件；所述串口组件用于实现所述各个连接端口之间的串口通信，所述数字量输入输出组件用于实现所述各个连接端口之间的信息交互，所述模拟量采集组件用于实现所述各个连接端口处的模拟量采集。

本实用新型中，提供了一种智能采样与留样系统，各个装置在控制主机的操控下顺序运行，避免人工操作下造成的进程搁置问题，且通过堵塞监测装置实时监测采样时的堵塞情况，不仅提高了设备的使用率也保证了水样的采集质量，此外，还设置有辅助功能装置，相较于相关技术中的采样与留样系统，进一步提高了系统操作的安全性。

附图说明

图1示出了本实用新型提供的一种智能采样与留样系统的结构图；

图2示出了本实用新型提供的另一种智能采样与留样系统的结构图；

图3示出了本实用新型提供的一种智能采样与留样系统的连接示意图；

图4示出了本实用新型提供的一种智能采样与留样系统硬件结构图。

其中，对附图和说明书中的各标号说明如下：

100：智能采样与留样系统；110：控制主机；

120：采样装置；121：采样泵；

122：供氧泵；123：第一混匀桶；

124：第二混匀桶；125：第一控制阀；

126：第二控制阀；127：第三控制阀；

128：第四控制阀；130：堵塞监测装置；

131：光电开关监测组件；140：留样装置；

141：水样分析组件；142：留样瓶组件；

143：留样切换阀；144：留样泵；

150：辅助功能装置；151：门禁组件；

152：冷藏组件；153：报警组件；

160：接口装置；170：第一电动阀；

180：第二电动阀；190：第一蠕动泵；

200：第二蠕动泵；1231：第一搅拌装置；

1241：第二搅拌装置；201：双通阀；

202：三通阀；203：单向阀。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参考图1，其示出了本实用新型一个示意性实施例提供的智能采样与留样系统的结构示意图。

在本实用新型中，提供了一种智能采样与留样系统100，该智能采样与留样系统100包括控制主机110、采样装置120、堵塞监测装置130、留样装置140、辅助功能装置150和接口装置160。其中，控制主机110与采样装置120、堵塞监测装置130、留样装置140、辅助功能装置150和接口装置160电性连接。

控制主机110是实现智能采样和留样的关键设备，在本实用新型中，控制主机110与在线数据采集仪联机使用，可实现远程启动采样和超标留样功能。控制主机110用于根据操作人员输入的操控指令操控采样装置120的采样模式和留样装置140的留样模式，和，控制辅助功能装置150的运行，和，与堵塞监测装置130进行监测数据的交互。

由于采样的水样是有可能存在一定污染的水质，因此大颗粒杂质有可能较多。在相关技术中，相关采样设备存在长期采样抽水导致的管道堵塞问题，如输送管道、混匀桶等设备长期使用存在堵塞问题。

为了解决上述问题，在本实用新型中，采样装置120与堵塞监测装置130相连，堵塞监测装置130用于监测采样装置120内的管道阻塞情况并将管道阻塞情况反馈至控制主机110，由此解决了长期采样抽水导致的设备堵塞问题。

可选的，为了提高智能采样与留样系统100运行时的便捷性与智能化，智能采样与留样系统100还包括有辅助功能装置150。根据采样与留样的操作需求，辅助功能装置150包括门禁组件151、冷藏组件152和报警组件153。门禁组件151用于控制控制主机110的可操作权限，如考虑水样数据的严密性，控制主机110的使用需经过身份认证通过后进行；冷藏组件152用于冷藏水样，以保证水样采集后的事宜条件，提高水样的储存时间，如留样水样在恒温4摄氏度条件下存放；报警组件153用于故障时发出警报，如缺液警报、如操作不规范警报等等。

为了实现各个装置之间的电性连接与数据交互，智能采样与留样系统100还包括有接口装置160，接口装置160用于为各个连接端口提供信息交互功能以及信息采集功能。

综上所述，本实用新型中，提供了一种智能采样与留样系统，各个装置在控制主机的操控下顺序运行，避免人工操作下造成的进程搁置问题，且通过堵塞监测装置实时监测采样时的堵塞情况，不仅提高了设备的使用率也保证了水样的采集质量，此外，还设置有辅助功能装置，相较于相关技术中的采样与留样系统，进一步提高了系统操作的安全性。

请参考图2，其示出了本实用新型另一个示意性实施例提供的智能采样与留样系统的结构示意图。此外，结合图3，其示出了智能采样与留样系统的连接示意图。

在一种可能的实施方式中，堵塞监测装置130设有光电开关监测组件131，光电开关监测组件131通过光束检测实现对管道是否存在阻塞情况的判断，并将管道阻塞情况反馈至控制主机110。此外，在本实用新型中，堵塞监测装置130还具有清洁功能，响应于控制主机110确认存在阻塞情况，则启动清洁流程，以及在每次采样启动时，对采样的管道和混匀桶进行润洗清洁，以保障每次样品的独立性。

可选的，采样装置120包括采样泵121、供氧泵122、夹管阀、电动阀和混匀桶，采样泵121的一端与采样水源相连，采样泵121的另一端与混匀桶相连。

夹管阀设置于采样泵121与混匀桶之间以及混匀桶与留样装置140之间，夹管阀用于控制采样过程。电动阀与混匀桶相连，电动阀用于启动后对混匀桶进行水样排空操作。需要说明的是，由于夹管阀和电动阀可以为电子控件，因此并在在图3中示意出。

进一步的，如图3所示，混匀桶包括第一混匀桶123和第二混匀桶124。则对应的，夹管阀可包括第一控制阀125、第二控制阀126、第三控制阀127和第四控制阀128，电动阀可包括第一电动阀170和第二电动阀180。

第一控制阀125用于切换采样操作对象，采样操作对象包括第一混匀桶123和第二混匀桶124；如水样采集开始，通过控制第一控制阀124可决定由第一混匀桶123来存储水样还是第二混匀桶124来存储水样。

第二控制阀126用于对采样流程和留样流程进行切换；如对当前流程进行切换，是进行水样采集还是超标留样，或者同事进行水样采集和超标留样进程。

第三控制阀127用于切换水样回流对象，水样回流对象包括第一混匀桶123和第二混匀桶124；若需进行水样回流进程，则通过控制第三控制阀127可决定将水样回流至第一混匀桶123还是第二混匀桶124。

第四控制阀128用于控制采样流程的执行对象或留样流程的执行对象，执行对象包括第一混匀桶123和第二混匀桶124；进一步的，考虑采集水样之后的其他进程，如水样混合与处理，得到目标水样之后进行水样分析，又或是回流过程中对水样进行再次处理，等等其它情况，本实用新型中还设置第四控制阀128来实现控制采样流程的执行对象或留样流程的执行对象。

如图3所示，第一电动阀170与第一混匀桶123相连，第二电动阀180与第二混匀桶124相连，第一电动阀170用于启动后对第一混匀桶123进行水样排空操作，第二电动阀180用于启动后对第二混匀桶124进行水样排空操作。

可选的，第一混匀桶123内设置有第一搅拌装置1231，第二混匀桶124内设置有第二搅拌装置1241；第一搅拌装置1231用于将第一混匀桶123内的初始水样进行混合得到待监测水样，第二搅拌装置1241用于将第二混匀桶124内的初始水样进行混合得到待监测水样。

可选的，采样装置120还包括第一蠕动泵190和第二蠕动泵200(并未在图3中示意出)；对于连接方式而言，第一蠕动泵190的一端与采样泵121相连，第一蠕动泵190的另一端与第一控制阀125相连，第一蠕动泵190用于将采样泵121采集的初始水样进行输送，并输送至第一混匀桶123或第二混匀桶124；第二蠕动泵200的一端与第四控制阀128相连，第二蠕动泵200的另一端与留样装置140相连，第一蠕动泵190用于将流入的待监测水样进行输送。

可选的，第一混匀桶123内还设置有第一液位检测装置(并未在图3中示意出)，第二混匀桶124内还设置有第二液位检测装置(并未在图3中示意出)；第一液位检测装置用于检测第一混匀桶123的液位情况，第二液位检测装置用于检测第二混匀桶124的液位情况；报警组件153采集第一液位检测装置和第二液位检测装置的液位数据，并在缺液情况下，报警组件153用于向控制主机110发送缺液警报。

此外，控制主机110可控制采样装置130的采样模式包括(与流量计联合使用)：定时采样、时间等比采样、流量等比采样、流量跟踪、外控采样、串口控制等多种模式。

可选的，留样装置140包括水样分析组件141、留样瓶组件142、留样切换阀143和留样泵144；留样切换阀143用于控制将流入的待监测水样输送至留样瓶组件142，或，输送至水样分析组件141(并未在图3中示意出)。

可选的，接口装置160包括串口组件、数字量输入输出组件和模拟量采集组件；串口组件用于实现各个连接端口之间的串口通信，数字量输入输出组件用于实现各个连接端口之间的信息交互，模拟量采集组件用于实现各个连接端口处的模拟量采集。如支持rs232或rs485标准下的串口传输方式。

需要说明的是，上述各个装置所包括的组件为可拆卸式组件，方便操作人员进行系统后期维护；操控主机110为大容量存储，以实现数据存储时间为至少1年。

此外，智能采样与留样系统100还可以包括显示端，显示端与控制主机110相连，是控制主机110对外交互的显示设备。操作人员可通过触屏或按键方式在显示端进行历史数据查询。

如图3所示，对于输出端或输入端存在两路的情况，智能采样与留样系统还包括双通阀201；此外，在留样泵144之后，为了实现外部系统的回流操作，还设置有三通阀202；此外，留样装置140还设置有单向阀203，以控制留样采集过程中的水样控制。

本实用新型中，采样装置设有多种控制阀以实现采样过程的进程多样性，且控制阀与电动阀为电子控件，由电信号控制，并与控制主机进行信息交互，实现系统的智能化管理与远程可操作性功能。

本实用新型中，提供有门禁组件、冷藏组件和报警组件的辅助功能装置，以增加系统的功能种类和系统安保性，以及提高留样水样的储存质量。

在本实用新型中，还提供了上述智能采样与留样系统硬件结构图，如图4所示，上述有标号的组件在此不作说明。

如图4所示，控制主机110的操控主板基于mcu集成。在控制主板中，集成有电机驱动电路1，电机驱动电路1用于驱动光电开关监测组件131；在控制主板中，集成有电机驱动电路2，电机驱动电路2用于驱动采样泵121；在控制主板中，集成有电机驱动电路3，电机驱动电路3用于驱动留样泵144；在控制主板中，集成有电源1，电源1用于驱动电源模块，电源模块为整个系统的电源模块；在控制主板中，集成有电源数字开关电路，用于实现对第一控制阀125、第二控制阀126、第三控制阀127、第四控制阀128、第一电动阀170、第二电动阀180、第一搅拌装置1231、第二搅拌装置1241和门禁组件151的电信号控制；在控制主板中，集成有通信端口1和电源2，用于实现操控主机110与显示端之间的电力传输和通信交互；在控制主板中，集成有通信端口2、电源3、数字模拟量端口和继电器电路，用于实现存在外接连接板时的电力传输与通信交互，其中，外接连接板可以是系统拓展功能对应的集成电路板或装置；；在控制主板中，集成有数字量交互端口，用于实现对电容式开关和微动开关的电信号控制与交互，其中，电容式开关和微动开关在上述内容中并未提及，但可以根据系统设计做添加，如在采样泵121之前安装一电容式开关，通过电路控制实现采样泵121的启动和关闭，又如在留样泵144之前安置一电容式开关，通过电路控制实现留样泵144的启动和关闭；此外，控制主机110还外接有冷藏组件152，且有单独的电源4进行供电，并配备有温控器进行冷藏温度的控制，其中，温控器与控制主机110通过有线或无线方式进行信息交互。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。