具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其水质采样系统包括总体安装架、超声波测距装置、直线运动装置、水质传感器、清洗装置和主控制器，该超声波测距装置包括超声波反射器和超声波测距传感器，该直线运动装置包括直线运动驱动电机、丝杠、运动螺母、第一安装架、限位轨道和限位块，该清洗装置包括电动云台、清洗泵和射流清洗喷头。该水质采样系统设计巧妙、自动化程度高、使用方便，实现了水质采样、水深的精确定位和水质参数的准确测定，同时，水质传感器可以自动清洁，极大的减少了人工，提高了水质采样的工作效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于水质采样系统领域，尤其是具有水深定位与自动清洁功能的水质 采样系统。 具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统
【背景技术】
[0002] 目前，水质的采样过程通常为人工将水质采样设备放入待测水体中，通过连接在 水质采样设备上的绳子下降的长度进行水质采样设备的水深定位，这种操作方法不仅费时 费力，而且水质采样设备的定位不准。同时，由于水质传感器长期浸泡在水中，传感器探头 表面的杂质附着极大影响传感器的感测精度，需人工定期清洁，以保证传感器测试精度。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供具有水深定位与自动清洁功能 的水质采样系统，该水质采样系统设计巧妙、自动化程度高、使用方便，实现了水质采样、水 深的精确定位和水质参数的准确测定，同时，水质传感器可以自动清洁，极大地减少了人 工，提高了水质采样的工作效率。
[0004] 本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0005] -种具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其水质采样系统包括总体安 装架、超声波测距装置、直线运动装置、水质传感器、清洗装置和主控制器，该超声波测距装 置包括超声波反射器和超声波测距传感器，该直线运动装置包括直线运动驱动电机、丝杠、 运动螺母、第一安装架、限位轨道和限位块，该清洗装置包括电动云台、清洗泵和射流清洗 喷头，直线运动驱动电机、超声波测距传感器和电动云台均安装在总体安装架的上方，直线 运动驱动电机连接驱动丝杠，该丝杠下方安装限位块，该丝杠上安装一运动螺母，该运动螺 母下端与第一安装架固装连接，该第一安装架的一端与限位轨道滑动连接，该限位轨道固 装在总体安装架上，第一安装架上与超声波测距传感器垂直方向对应的位置上安装超声波 反射器，该第一安装架上与电动云台垂直方向对应的位置上安装水质传感器，电动云台的 一端与第二安装架连接，该第二安装架上安装射流清洗喷头，该射流清洗喷头通过水管与 一清洗泵连接，主控制器通过线路分别连接控制直线运动驱动电机、超声波测距传感器、电 动云台和清洗泵。
[0006] 而且，所述的水质传感器的数量为四至六个。
[0007] 而且，所述的射流清洗喷头的数量为一个。
[0008] 而且，所述的主控制器控制系统在水质测试与传感器清洁状态之间进行切换。
[0009] 而且，所述的主控制器采用单片机。
[0010] 而且，所述的主控制器采用PLC。
[0011] 本实用新型的优点和有益效果为：
[0012] 1.本一种具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其水质采样系统包括总 体安装架、超声波测距装置、直线运动装置、水质传感器、清洗装置和主控制器，该超声波测 距装置包括超声波反射器和超声波测距传感器，该直线运动装置包括直线运动驱动电机、 丝杠、运动螺母、第一安装架、限位轨道和限位块，该清洗装置包括电动云台、清洗泵和射流 清洗喷头，直线运动驱动电机、超声波测距传感器和电动云台均安装在总体安装架的上方， 直线运动驱动电机连接驱动丝杠，该丝杠下方安装限位块，该丝杠上安装一运动螺母，该运 动螺母下端与第一安装架固装连接，该第一安装架的一端与限位轨道滑动连接，该限位轨 道固装在总体安装架上，第一安装架上与超声波测距传感器垂直方向对应的位置上安装超 声波反射器，该第一安装架上与电动云台垂直方向对应的位置上安装水质传感器，电动云 台的一端与第二安装架连接，该第二安装架上安装射流清洗喷头，该射流清洗喷头通过水 管与一清洗泵连接，主控制器通过线路分别连接控制直线运动驱动电机、超声波测距传感 器、电动云台和清洗泵。本实用新型实现了水质采样水深的精确定位和水质参数的准确测 定，同时，水质传感器可以进行自动清洁，极大地减少了人工，提高了水质采样的工作效率。
[0013] 2.本实用新型中直线运动装置中的限位轨道限制第一安装架只进行上下的垂直 运动不发生偏转，保证超声波反射器和超声波测距传感器时刻保持上下正对，限位块限制 了运动螺母的行程，直线运动装置通过第一安装架带动水质传感器实现上下直线运动，实 现了水质传感器在一定深度范围内的精确定位运动。水质传感器的数量为四至六个，多个 水质传感器的使用保证了水质参数测定的准确可靠。
[0014] 3.本实用新型中电动云台通过第二安装架带动射流清洗喷头实现圆周运动与俯 仰运动，且射流清洗喷头的数量为一个，实现了水质传感器的全方位清洁，且由于仅有一个 喷头，相对于采用固定多个喷头的清洗方案，节约成本，减少了对清洗泵的功率要求。
[0015] 4.本实用新型中主控制器控制系统在水质测试与传感器清洁状态之间进行切换， 主控制器一种使用单片机，另一种使用PLC，实现了水质采样过程的全部自动化控制，减少 人工，操作简便。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型结构示意图；
【具体实施方式】
[0017] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0018] 一种具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其水质采样系统包括总体安 装架1、超声波测距装置、直线运动装置、水质传感器7、清洗装置和主控制器14,该超声波 测距装置包括超声波反射器8和超声波测距传感器10,该直线运动装置包括直线运动驱动 电机9、丝杠6、运动螺母5、第一安装架4、限位轨道3和限位块2,该清洗装置包括电动云 台11、清洗泵15和射流清洗喷头13,直线运动驱动电机、超声波测距传感器和电动云台均 安装在总体安装架的上方，直线运动驱动电机连接驱动丝杠，该丝杠下方安装限位块，该丝 杠上安装一运动螺母，该运动螺母下端与第一安装架固装连接，该第一安装架的一端与限 位轨道滑动连接，该限位轨道固装在总体安装架上，第一安装架上与超声波测距传感器垂 直方向对应的位置上安装超声波反射器，该第一安装架上与电动云台垂直方向对应的位置 上安装水质传感器，电动云台的一端与第二安装架12连接，该第二安装架上安装射流清洗 喷头，该射流清洗喷头通过水管与一清洗泵连接，主控制器通过线路分别连接控制直线运 动驱动电机、超声波测距传感器、电动云台和清洗泵。直线运动装置中的限位轨道限制第一 安装架只进行上下的垂直运动不发生偏转，限位块限制了运动螺母的行程，直线运动装置 通过第一安装架带动水质传感器实现上下直线运动。水质传感器的数量为四至六个。电动 云台通过第二安装架带动射流清洗喷头实现圆周运动与俯仰运动，且射流清洗喷头的数量 为一个。主控制器控制系统在水质测试与传感器清洁状态之间进行切换，主控制器一种使 用单片机，另一种使用PLC。
[0019] 工作过程：在进行水质采样工作时，首先将水质采样系统固定在需要测试水质的 地方，主控制器通过超声波测距传感器和超声波反射器获得当前水质传感器的位置信息， 主控制器控制直线运动驱动电机驱动丝杠旋转，从而实现运动螺母直线运动，运动螺母带 动第一安装架移动到水质传感器接近水面的位置，确定水面位置，然后再次通过主控制器 控制直线运动系统将水质传感器移动到目标测试水深处，进行目标水深的水质测试。完成 水质测试后，主控制器通过控制直线运动装置的运动状态控制水质传感器移动到预设清洁 位置，主控制器控制清洗泵启动，开始对传感器的清洁，主控制器同时控制电动云台启动， 通过射流清洗喷头安装架带动射流清洗喷头进行圆周运动与俯仰运动，实现水质传感器的 清洁，完成一次水质采样和清洁工作。
【权利要求】
1. 一种具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其特征在于：该水质采样系统 包括总体安装架、超声波测距装置、直线运动装置、水质传感器、清洗装置和主控制器，该超 声波测距装置包括超声波反射器和超声波测距传感器，该直线运动装置包括直线运动驱动 电机、丝杠、运动螺母、第一安装架、限位轨道和限位块，该清洗装置包括电动云台、清洗泵 和射流清洗喷头，直线运动驱动电机、超声波测距传感器和电动云台均安装在总体安装架 的上方，直线运动驱动电机连接驱动丝杠，该丝杠下方安装限位块，该丝杠上安装一运动螺 母，该运动螺母下端与第一安装架固装连接，该第一安装架的一端与限位轨道滑动连接，该 限位轨道固装在总体安装架上，第一安装架上与超声波测距传感器垂直方向对应的位置上 安装超声波反射器，该第一安装架上与电动云台垂直方向对应的位置上安装水质传感器， 电动云台的一端与第二安装架连接，该第二安装架上安装射流清洗喷头，该射流清洗喷头 通过水管与一清洗泵连接，主控制器通过线路分别连接控制直线运动驱动电机、超声波测 距传感器、电动云台和清洗泵。
2. 根据权利要求1所述的具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其特征在 于：所述的水质传感器的数量为四至六个。
3. 根据权利要求1所述的具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其特征在 于：所述的射流清洗喷头的数量为一个。
4. 根据权利要求1所述的具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其特征在 于：所述的主控制器控制系统在水质测试与传感器清洁状态之间进行切换。
5. 根据权利要求1所述的具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其特征在 于：所述的主控制器采用单片机。
6. 根据权利要求1所述的具有水深定位与自动清洁功能的水质采样系统，其特征在 于：所述的主控制器采用PLC。
【文档编号】B08B3/02GK203909028SQ201420257508
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】单慧勇, 于镓, 刘中一, 田云臣, 华旭峰 申请人:天津农学院