专利名称：一种嵌入式水质采样预处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种嵌入式水质采样预处理装置，适用于环境在线监测技术领 域，尤其适用于水质在线监测仪取水水样的自动采集和预处理。
背景技术：
在水质在线监测仪器或者水质自动连续监测仪器工作过程中，由于水样中存在悬 浮颗粒物，粒径较大的颗粒物堆积会引起管路堵塞，影响泵、阀的工作，导致水质在线监测 仪器故障，无法正常工作；水体中的颗粒物在经过水质在线监测仪的比色池时，会引起水质 的测量值异常。这些问题给环境监测和运行维护工作带来了诸多不便。
发明内容为克服现有水质在线监测仪运行中存在的管路堵塞和测量值异常等不足，本实用 新型提供一种嵌入式水质采样预处理装置，该装置能过滤掉水质中存在的悬浮颗粒物，根 据用户设定的工作模式进行水质的自动取样，保证水质在线监测仪的正常运行。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本装置由主控板、文本显示屏、 采水泵、管道增压泵、电动阀、液体流通管路和电源等组成。主控板、文本显示屏和电源安装 于装置上部，管道增压泵、电动阀和液体流通管路位于装置下部。其功能实现是从主控板 上的七路输出信号中取出四路信号端，根据四路信号端的输出电平分别控制采水电动阀、 采水泵和反冲洗电动阀、管道增压泵来实现采水动作和反冲洗动作。通过文本显示屏可以 选择选择四种工作模式，分别是定时、周期、手动和压力，前周期模式下，系统根据已设定的 周期模式动作，动作包括采水和反冲洗一系列动作，即水质在线监测仪器采完水样后立即 进行一次反冲洗动作。在定时模式下，工作通过设定固定的冲洗时间，系统在到设定时间时 进行一次反冲洗动作。在压力模式下，只有在主控板上输入信号端的电压值到达一定限值 后，主控板控制系统根据与本发明装置水质在线监测仪器上次采样时间及采样周期和本发 明装置的反洗动作完成一次的周期等参数，进行判断，如果得出水质在线监测仪器在本发 明装置的反洗动作完成一次的周期内没有采样动作，那么主控板的输出信号接口才开始输 出，执行反冲洗动作，如果水质在线监测仪器在本发明装置的反洗动作完成一次的周期内 有采样动作，那么主控板的输出信号接口在下次采样动作完成后开始输出，执行反冲洗动 作。其中，主控板采用ARM7内核处理器。本实用新型的有益效果是，可以对水样中悬浮颗粒物进行过滤，降低水质在线监 测仪的故障率，减少水体参数的测量值的异常情况。本装置操作简单、方便、实用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是嵌入式水质采样预处理装置外接泵为自吸泵时立面结构示意图。图2是嵌入式水质采样预处理装置外接泵为潜水泵时立面结构示意图。[0009]图3是嵌入式水质采样预处理装置主控板布局示意图。图中1.文本显示器，2.反冲洗进水电动阀，3.管道增压泵，4. Y型过滤器，5.反洗 进水球阀，6.视镜，7.反冲洗排水电动阀，8.反洗排水球阀，9.压力传感器或压力开关， 10.反冲洗进水口，11.反冲洗出水口，12.采样进水口，13.仪器采样外接泵，14.采样回 流管，15.取样阀，16.采样回流管路球阀，17.采样电动阀，18.在线仪采样管，19.主控板， 20.ARM7内核主控芯片，21. 5V电源接口，22. JTAG 口，23.屏通信接口，24. 24V电源接口， 25.输入信号接口，26.隔离光耦，27.输出信号接口。
具体实施方式
实施例1以自吸泵作为采样外接泵时的一种嵌入式水质采样预处理装置的实施如图1所 示，在图1中，一种嵌入式水质采样预处理装置包括1.文本显示器，2.反冲洗进水电动阀， 3.管道增压泵，4. Y型过滤器，5.反洗进水球阀，6.视镜，7.反冲洗排水电动阀，8.反洗排 水球阀，9.压力传感器或压力开关，10.反冲洗进水口，11.反冲洗出水口，12.采样进水口， 13.仪器采样外接泵，14.采样回流管，15.取样阀，16.采样回流管路球阀，17.采样电动阀， 18.在线仪采样管，19.主控板，20. ARM7内核主控芯片，21. 5V电源接口，22. JTAG 口，23.屏 通信接口，24. 24V电源接口，25.输入信号接口，26.隔离光耦，27.输出信号接口。其中反 洗进水球阀5、反洗排水球阀8和采样回流管路球阀16为手动球阀，通常为打开状态，其为 手动调试或其它紧急情况下手动操作需要的球阀，仪器采样外接泵13为自吸泵。当时采样 动作时，反冲洗进水电动阀2和反冲洗排水电动阀7关闭，采样电动阀17开启，仪器采样外 接泵13启动，水样从采样井进入采样进水口 12，经视镜6，再经过Y型过滤器4，然后经过采 样回流管路球阀16和采样电动阀17，最后水样经过采样回流管14回到采样井，其中水质在 线监测仪器经在线仪采样管18进行采样。反洗动作时，反冲洗进水电动阀2和反冲洗排水 电动阀7开启，采样电动阀17关闭，反洗水从反冲洗进水口 10进入，经管道增压泵3增压， 然后对Y型过滤器进行反冲洗，然后经过反冲洗排水电动阀7，从反冲洗出水口 11排出。实施例2以潜水泵作为采样外接泵时的一种嵌入式水质采样预处理装置的实施如图2所 示，在图2中，一种嵌入式水质采样预处理装置包括1.文本显示器，2.反冲洗进水电动阀， 3.管道增压泵，4. Y型过滤器，5.反洗进水球阀，6.视镜，9.压力传感器或压力开关，10.反 冲洗进水口，12.采样进水口，13.仪器采样外接泵，14.采样回流管，15.取样阀，16.采样回 流管路球阀，17.采样电动阀，18.在线仪采样管，19.主控板，20.ARM7内核主控芯片，21.5V 电源接口，22. JTAG 口，23.屏通信接口，24. 24V电源接口，25.输入信号接口，26.隔离光耦， 27.输出信号接口。其中反洗进水球阀5和采样回流管路球阀16为手动球阀，通常为打 开状态，其为手动调试或其它紧急情况下手动操作需要的球阀，仪器采样外接泵13为自吸 泵。当时采样动作时，反冲洗进水电动阀2和反冲洗排水电动阀7关闭，采样电动阀17开 启，仪器采样外接泵13启动，水样从采样井进入采样进水口 12，经透明视镜6，再经过Y型 过滤器4，然后经过采样回流管路球阀16和采样电动阀17，最后水样经过采样回流管14回 到采样井，其中水质在线监测仪器经在线仪采样管18进行采样。反洗动作时，反冲洗进水 电动阀2和反冲洗排水电动阀7开启，采样电动阀17关闭，反洗水从反冲洗进水口 10进入，经管道增压泵3增压，然后对Y型过滤器进行反冲洗，然后经过仪器采样外接泵13，从 采样进水口 12排出。主控板的实施如图3所示，在图3中，主控板采用高性能的ARM7内核处理器，操作 系统采用uC/OS-II。系统采用高性能ARM7处理器为主控芯片20，实时性强，系统控制方法 简单成本低廉，可扩展性强。系统控制主要采以实时时钟为基准，通过对实时时钟的时间判 定来决定是否建立运行标志。系统自动保存当前运行状态重新上电后可自启动，重新返回 工作状态。系统输入接口 25的第一脚用于接入压力输入信号，第二脚用于接收系统启/停 信号。系统输出接口 27中第①③④脚用于控制系统反冲洗电动阀、管道增压泵的控制，系 统输出接口 27中第②⑤⑥脚用于系统采样电动阀、仪器采样外接泵或的控制。本实用新型主要由主控板、增压冲洗和采水部件以及液体流通管路组成。采用 ARM7+μ C/0S-II作为解决方案，全数字量处理，抗干扰能力强，控制可靠、精度高。系统采用 模块化设计，可方便扩展各类接口。人机交互单元采用高清晰度的文本显示屏，操作界面友 好，全中文菜单操作，使用方便，操作简单。本实用新型集过滤、清洗为一体，大大提高了水质在线监测仪系统的稳定性与可 靠性，同时降低了维护成本。
权利要求1.一种嵌入式水质采样预处理装置，由主控板、文本显示屏、采水泵、管道增压泵、电动 阀、液体流通管路和电源等组成，其特征是主控板、文本显示屏和电源安装于装置上部，管 道增压泵、电动阀和液体流通管路位于装置下部；主控板上七路输出信号中，四路控制信号 分别控制管道增压泵、反冲洗电动阀、采水泵和采水电动阀。
2.根据权利要求1所述的嵌入式水质采样预处理装置，其特征在于管路上的Y型过滤器。
3.根据权利要求1所述的嵌入式水质采样预处理装置，其特征在于管路上设有透明视镜。
专利摘要一种嵌入式水质采样预处理装置，能够克服现有水质在线监测仪运行中存在的管路堵塞和测量异常值等不足。它是由主控板、文本显示屏、仪器采样外接自吸泵、管道增压泵、电动阀、液体流通管路和电源等组成。其功能的实现是通过主控板上输出信号端引脚的输出电平分别控制采样电动阀、仪器采样外接自吸泵和反冲洗电动阀、管道增压泵来实现采水动作和反冲洗动作。通过文本显示屏可以选择定时、周期、手动和压力等四种工作模式。
文档编号G01N1/14GK201852722SQ20092025638
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者吕成岭, 唐亮勋, 张占业, 王开林, 黄斌 申请人:无锡市戈力恩科技有限公司, 无锡市林信环保工程有限公司