专利名称：新型大气降水全自动采样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环境监测装置，进一步是指一种环境监测中使用的大气降水(酸雨)全自动采样设备。
酸雨是当代世界最严重的环境公害之一，被称为“空中死神”。我国从八十年代中期建立全国性的酸雨监测网，并陆续开发出一些能代替人工的自动采样装置。其基本结构是在容器上设置了密封盖，以可逆电机为动力在传感器和电子控制器的控制下，在降雨时自动打开密封盖，雨停后自动关闭，从而克服了人工采样的缺点。随着酸雨监测的进一步规范化，对降水自动采样器提出了更严格的要求如要求尽可能减少雨水飞溅对样品的污染，采样容器上口须高于采样器主体上表面；要求加强容器盖的密封性能，以减少雨后尘埃和污染性气体对样品的污染。国内一些新近开发的降水全自动采样装置，为实现上述要求，常常设计了两套电机、传动和控制系统，——一套用于打开容器盖，一套用于升降采样容器或密封容器盖。这样相对而言，结构较复杂，制造成本和出现故障的几率也将升高。
本实用新型的目的，旨在提供一种结构较简单，造价较低，能耗较小，维护容易的新型大气降水(酸雨)全自动采样器，通过创新的设计，只使用一套电机、传动和控制系统同样实现了上述提高采样容器上口相对高度、加强容器盖密封的功能。
这种大气降水(酸雨)采样器的技术方案是这样实现的它结构中包括采样桶(或漏斗式集雨装置)，可沿垂直方向转动的容器盖，“”型转动柄、带平衡器的主轴、雨水传感器(必要时带电加热装置及温度控制器)、电子控制器、可逆电机及变速传动系统、电机保护器、行程开关和园盘式限位机构、支架及外壳等(见附
图1)。其特征在于，采用绕单轴沿垂直方向旋转的“”型单柄转动机构，只用一套电机和传动、控制系统就十分简便地解决了采样容器上口须高于采样器主机表面及加强桶盖密封的问题，而勿须采用二套电机、传动系统，从而简化结构、减少能耗、降低造价、减少故障。同时，该采样器在旋转机构中采用了平衡锤，以尽可能减小机构的转动力矩；设计了园盘式限位机构，可以较准确、可靠地确定容器盖开关的终止位置。该采样器在寒冷地区使用时，可选配带电加热及温度控制器的专用传感器，以便在气温低于0℃时，用电加热方式溶化冰雪，使本采样器亦可用于雪水采样。克服了一些常用的自动采样器不能用于降雪采样的弱点。
以下结合附图和实施例对本实用新型加以进一步说明。
图1为本实用新型一种具体结构的实施例。
图2为图1的俯视图。
参见图1和图2，该装置由采样桶(1)、支承、固定采样桶的支架(2)、采样桶盖(3)、与采样桶盖固连的一个“”型转动柄(4)，转动柄和平衡锤(5)固定在主轴(6)上。主轴则通过轴套(或轴承)(7)及与轴套相连的立柱，固定在支架上。“”型转动柄连带桶盖一起，可随主轴在垂直方向上转动，使桶盖开启或关闭。与主轴固连的装有二块限位撞块(8)的园盘式限位装置——定位盘(9)与固定在支架上的二个行程开关(10)相互配合，准确限定桶盖开启或关闭时的终止位置，可逆电机(10)通过减速传动装置(12)、连轴器(13)与主轴相连，为桶盖的开关提供动力。传感器(14)、电子控制器(15)及电机保护器(16)安装在采样器的适当位置。采样器机壳为采样器内的电器及零部件提供防护功能，另外，重要电器(如传感器、电子控制器、行程开关、电机及传动装置电机保护器等，还配有专用的防护罩。
一旦下雨，传感器导通后，与之相连的电子控制器发出信号，启动可逆电机，使桶盖打开。桶盖开启到预定位置，“定位盘”上撞块，触动行程开关、使电机停运。雨停后一段时间，传感器电极断路后，控制器再次发出信号，使可逆电机反向转动，使桶盖关闭。定位盘上另一撞块，触动关盖行程开关，使电机停运，将转动系统准确定位在预定的关盖位置。
由于采用“”型转动机构，正常关闭状态的桶盖与主轴可以不在一个水平面上。装置勿须两套电机及传动系统就实现了采样桶上口高于主机平面的要求。同时由于转动轴设计为单轴并沿垂直方向旋转，桶盖可设计为带下垂边缘，从而实现双面密封，较之一般采样器的单面密封具有更好的密封性能，大大减少雨前，雨后空气中尘埃和酸性气体对所采水样的污染。
装置主轴上设计有一个以上的平衡锤(一般至少二个)以在整个转动过程中尽可能减少机构的转动力矩，降低电机负载，并使系统运行更为平稳、可靠。
园盘式限位机构——“定位盘”的作用，在于与行程开关相配合，准确、可靠地确定容器盖开、关的终止位置。
必要时传感器中还可设置电加热装置。其作用在使用表面式电极传感器时，可加速水份蒸发，缩短雨停后至关盖前的间隔时间。在寒冷地区使用本采样器时，还可选配带温度控制器的专用传感器，以使在气温低于0℃时，用电加热方式溶化冰雪，使本采样器亦可用于雪水采样。克服了一些常用自动采样器不能用于降雪采样的弱点。
参见图3，这是本实用新型的另一实施例。与前述实施例的区别是在机械变速装置与主轴间增加了一级皮带传动系统。这样虽结构略显复杂，但降低了对机械变速器的要求(直接使用机械变速器时，一般需二级变速装置，而与皮带传动配套，一级变速器即可)，而且皮带传动系统对电机有一定保护功能，当装置出现机械故障、卡死无法转动时，皮带轮可以打滑，使电机还不致卡死，有助于保护电机，减少电机烧毁的危险。在本实施例中，限位撞块(8)直接安装在与主轴固连的大皮带轮(17)上，即大皮带轮同时发挥了“定位盘”的作用。
该大气降水(酸雨)全自动采样器，结构简单，经久耐用，制作容易，造价较低，易于维护，适合我国现有国情，可广泛用于环境监测中大气降水(酸雨)的自动采样。
权利要求1.一种环境监测中使用的火气降水自动采样装置，包括采样容器，可绕单轴沿垂直方向转动的活动容器盖及“”型转动柄、带平衡器的主轴、传感器、电子控制器、可逆电机及变速传动系统、电机保护器、行程开关和园盘式限位机构、支架及外壳等，其特征在于，采用绕单轴沿垂直方向旋转的“”字型单柄转动机构，只用一套电机和传动、控制系统就十分简便地解决了采样容器上口须高于采样器主机表面(以减少主机表面溅起的雨水对所采水样的污染)及加强桶盖密封的问题，从而简化结构，，减少能耗、降低造价、减少故障。
2.如权利要求1所述的大气降水自动采样装置，其特征在于，主轴上固定有一个以上的平衡锤，从而尽可能地减小机构的转动力矩，降低电机负载，并使系统运行更为平稳、可靠。
3.如权利要求1所述的大气降水自动采样装置，其特征在于，主轴上固定分别装有开盖限位“撞块”与关盖限位“撞块”的园盘式限位机构，与行程开关相配合。可以较准确、可靠地确定容器盖开关的终止位置。
4.如权利要求1所述的大气降水自动采样装置，其特征在于，该采样器在寒冷地区使用时，可选配带电加热器及温度控制器的专用传感器，以便在气温低于0℃时，用电加热方式溶化冰雪，使本采样器亦可用于雪水采样，克服了一些常用的自动采样器不能用于降雪采样的弱点。
专利摘要一种环境监测中使用的大气降水全自动采样装置,包括采样容器、可沿垂直方向转动的活动容器盖、“┐”型转动柄、带平衡器的主轴、支架及外壳、传感器、电子控制器、可逆电机及变速传动系统、电机保护器、行程开关和圆盘式限位机构等。其特征在于采用绕单轴沿垂直方向旋转的“┐”字型单柄转动机构,只用一套电机和传动、控制系统就十分简便地解决了采样容器上口须高于采样器主机表面及加强桶盖密封的问题。本大气降水自动采样器具有结构简单、运行可靠、耗能较少、造价较低、易于维护、适应面广等优点,可广泛用于环境监测中的大气降水自动采样。
文档编号G01N1/10GK2450655SQ0022549
公开日2001年9月26日 申请日期2000年8月28日 优先权日2000年8月28日
发明者周良才 申请人:周良才