一种自动采样器的制作方法

1.本实用新型涉及水质检测技术领域，更具体地说，涉及一种小型水质自动采样器。


背景技术：

2.水质自动采样器主要应用于水质自动监测站对水样的留样保存。目前，采样器的内部通常设置有多个采样瓶，通过水样分配装置来实现不同时间段的水样存储。采样器采用瓶口敞开，为市面上常规试剂瓶，无自密封功能，且水样分配单元只是简单的电机带动水样管转动的方式，无自排空功能，导致采样瓶固定放置，放置在内部的采样瓶拿取不方便。
3.因此，为解决上述问题，现有技术中的采样瓶具有自密封和自排空功能，可实现自动排空和自动密封功能。然而，现有技术中的采样器整体尺寸较大、内部结构复杂，维护难度大，制作成本高，且采样瓶矩形排布，放置在内部的采样瓶拿取不方便，采样瓶进样口安装了单向阀，进样管无法完全进入采样瓶内，导致采样时水样有溢出的风险。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述采样器整体尺寸较大、内部结构复杂，维护难度大，制作成本高，且采样瓶矩形排布，放置在内部的采样瓶拿取不方便，采样瓶进样口安装了单向阀，进样管无法完全进入采样瓶内，导致采样时水样有溢出的风险的缺陷，提供一种具备自动排空功能且排布较为紧凑的小型水质自动采样器。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种小型水质自动采样器，具备：
6.转盘，其配置于冷藏箱内，在其轴向外缘设置有多个用于放置采样瓶的卡位；
7.转盘电机，其设置在所述冷藏箱的上端，其转轴通过转盘连接杆与所述转盘可拆卸连接；
8.滑台推杆，其设置在所述转盘的一侧，其上端的进样管与所述采样瓶的进液口设置在同一轴向上，所述滑台推杆下端的排液推杆与所述采样瓶的排液口设置在同一轴向上；
9.导轨滑台电机，其设置在所述滑台推杆的外侧，并与所述滑台推杆固定连接，所述导轨滑台电机用于控制所述滑台推杆沿着轴线上下运动。
10.在一些实施方式中，所述转盘包括至少一块定位板、多块隔板及卡盘，
11.所述定位板水平设置在底侧，在其外缘设有多个内凹；
12.所述隔板轴向设置在所述定位板上，在所述隔板之间形成放置空间；
13.所述卡盘通过定位杆固定在所述定位板上，在其外缘设有多个内缺；
14.所述放置空间与所述内缺配合形成所述卡位。
15.在一些实施方式中，所述采样瓶依次设置在所述转盘的卡位内。
16.在一些实施方式中，在所述滑台推杆的一侧设有滑台推杆固定件，所述滑台推杆固定件的另一侧与所述滑台推杆固定连接，
17.所述滑台推杆固定件的一侧与所述导轨滑台电机可活动连接。
18.在一些实施方式中，在所述导轨滑台电机的内侧设有丝杆滑轨，所述滑台推杆固定件套设在所述丝杆滑轨内，通过所述丝杆滑轨与所述导轨滑台电机可活动连接。
19.在一些实施方式中，在所述导轨滑台电机的一侧设有一光电传感器，所述光电传感器用于感应所述滑台推杆的位置。
20.在一些实施方式中，所述采样瓶设置为两端开口结构，
21.在所述采样瓶的上端开口侧设有密封部件，在其下端开口设置有弹性止回阀部件。
22.在一些实施方式中，还包括蠕动泵，所述蠕动泵设置在所述电控箱内，所述蠕动泵的输出端通过采水管与所述滑台推杆上端的所述进样管连接。
23.在一些实施方式中，还包括一霍尔电磁流量计，所述霍尔电磁流量计的出水端与所述蠕动泵的入水端连接，其用于计算当前的采样量。
24.在一些实施方式中，在所述电控箱的前端设有一中控单元，所述中控单元用于输出控制指令，控制所述转盘电机工作，使得所述转盘旋转；或
25.控制所述滑台推杆进行复位动作；或
26.控制所述导轨滑台电机工作。
27.在一些实施方式中，所述采样瓶放置于冷藏箱内，所述冷藏箱温度可控，
28.所述冷藏箱的门体中间设为透明玻璃，在不开启所述门体时，也可观察采样器的工作情况。
29.在本实用新型所述的小型水质自动采样器中，包括转盘、转盘电机、滑台推杆及导轨滑台电机，其中，在转盘轴向外缘设置有多个用于放置采样瓶的卡位；转盘电机的转轴通过转盘连接杆与转盘可拆卸连接；滑台推杆上端的进样管与采样瓶的进液口设置在同一轴向上，滑台推杆下端的排液推杆与采样瓶的排液口设置在同一轴向上；导轨滑台电机与滑台推杆固定连接，导轨滑台电机用于控制滑台推杆沿着轴线上下运动。与现有技术相比，通过在转盘的外缘设置有多个可用于放置采样瓶的卡位，使得采样瓶可更为紧凑地设置在冷藏箱内；另一方面，水样分配采用转盘加导轨滑台电机配合的方式，再结合滑台推杆对采样瓶进行输入样本或排空，使得整体结构较为简单，获取样本更为准确，进而提高后续对样本处理的可靠性。
附图说明
30.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
31.图1是本实用新型提供的小型水质自动采样器一实施例的立体图；
32.图2是本实用新型提供的小型水质自动采样器另一实施例的立体图；
33.图3是本实用新型提供的小型水质自动采样器一实施例的前视图；
34.图4是本实用新型提供的小型水质自动采样器一实施例的俯视图；
35.图5是本实用新型提供的水样分配单元一实施例的立体图；
36.图6是本实用新型提供的水样分配单元一实施例的剖视图；
37.图7是本实用新型提供的水样分配单元一实施例的爆炸图；
38.图8是本实用新型提供的水样分配单元一实施例的爆炸图；
39.图9是本实用新型提供的采样单元一实施例的立体图；
40.图10是本实用新型提供的采样瓶一实施例的立体图；
41.图11是本实用新型提供的采样瓶一实施例的爆炸图；
42.图12是本实用新型提供的样本流量-频率一实施例的瞬时频率-流量关系图。
具体实施方式
43.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
44.如图1-图12所示，在本实用新型的小型水质自动采样器的第一实施例中，小型水质自动采样器10包括冷藏箱100及电控箱200。
45.其中，冷藏箱100可实现温度控制，在冷藏箱100的内空结构(对应10a)内设有转盘101、多个采样瓶102、导轨滑台电机103及滑台推杆108。
46.在电控箱200的内空结构(对应200a)内设有中控单元201、转盘电机202、蠕动泵203、霍尔电磁流量计204及压缩机206。
47.其中，在冷藏箱100的前端设有门体120，在门体120中间设为透明玻璃，即，在在不开启门体120时，也可观察采样器的工作情况。
48.门体120上安装电子门禁锁，其用于盖合冷藏箱100前端的开口，且能够实时记录开关门信息，确保水样的真实性。
49.其中，设置在电控箱200内的压缩机206用于对冷藏箱100进行热交换，确保冷藏箱的温度精确控制在4℃。
50.在电控箱200的顶部一侧设有盖板220，其用于盖合电控箱200顶部开口侧。
51.具体地，如图6所示，转盘101呈圆形结构，在转盘101上设多个卡位20a。
52.转盘101配置于冷藏箱100内，在转盘101轴向外缘设置有多个卡位20a，在该卡位20a上可用于放置采样瓶102。
53.如图10及图11所示，采样瓶102设置为内空且两端开口结构，用于容纳水体样本。
54.其中，采样瓶102左右两侧瓶身形成为三角形，在瓶身纵向尖角处(对应102d)设置为凹槽结构(对应102e)，在其底部设置一限位环102b2，安装时，将采样瓶102卡入转盘101的卡位20a内，进而防止采样瓶102在排液时产生纵向移动。
55.进一步地，如图10及图11所示，在采样瓶102的上端开口侧设有密封部件102a，在其下端开口侧设置有弹性止回阀部件102b。
56.在采样瓶102的外壁上设有对称凹槽102c，通过凹槽102c可便于提取设置在转盘101上的采样瓶102。
57.其中，密封部件102a包括盖体102a1及十字硅胶垫102a2，配合时，将十字硅胶垫102a2，贴合在进液口102a3上，再将盖体102a1盖合在进液口102a3上。
58.弹性止回阀部件102b包括弹簧止回阀102b1及限位部件102b2，配合时，将限位部件102b2设置在排液口(未图示)上，再将弹簧止回阀102b1设置在排液口(未图示)上。
59.如图2所示，转盘电机202用于控制转盘101水平旋转。
60.转盘电机202设置在冷藏箱100的上端，并固定在电控箱200内，其转轴通过转盘连接杆105与转盘101可拆卸连接。
61.如图5及图6所示，转盘连接杆105轴向设置在转盘电机202与转盘101之间，其一端(对应圆形侧)与转盘电机202的转轴固定连接，另一端(对应方形侧)嵌入转盘101内，并与转盘101的方形凹槽(未图示)可拆卸设置，即，转盘电机202工作时，旋转扭矩通过转盘连接杆105将动力传输至转盘101，进而控制转盘101旋转。
62.如图8-图11所示，滑台推杆108用于对采样瓶102进行采样动作及排空动作。
63.具体地，滑台推杆108设置在转盘101的一侧，其上端的进样管108a与任一采样瓶102的进液口102a3设置在同一轴向上，滑台推杆108下端的排液推杆108b设置在防水罩109的内凹(对应109a)，排液推杆108b通过防水罩109与采样瓶102的排液口(未图示)设置在同一轴向上。
64.如图3所示，导轨滑台电机103用于控制滑台推杆108轴向运动。
65.具体地，导轨滑台电机103设置在滑台推杆108的外侧，并与滑台推杆108固定连接，导轨滑台电机103用于控制滑台推杆108沿着轴线上下运动，进而推动滑台推杆108上端的进样管108a延伸至采样瓶102的进液口102a3内；或
66.推动滑台推杆108下端的排液推杆108b触碰采样瓶102的排液口(未图示)上的弹性止回阀部件102b。
67.使用本技术方案，通过在转盘101的外缘设置有多个可用于放置采样瓶102的卡位20a，使得采样瓶102可更为紧凑地设置在冷藏箱100内；另一方面，水样分配采用转盘101加导轨滑台电机103配合的方式，再结合滑台推杆108对采样瓶102进行输入样本或排空，使得整体结构较为简单，获取样本更为准确，进而提高后续对样本处理的可靠性。
68.在一些实施方式中，为了提高采样器结构紧凑性及可靠性，如图8及图11所示，可在转盘101上设置至少一块定位板101a、多块隔板101c及多块卡盘101e。其中，定位板101a呈圆形结构，其用于承载采样瓶102。
69.具体地，定位板101a水平设置在底侧，在其外缘设有多个内凹101b。
70.在定位板101a上表面设置有对块隔板101c，隔板101c轴向设置且向定位板101a的外缘延伸，隔板101c与隔板101c之间形成放置空间(对应101d)。
71.近一步地，卡盘101e通过多根轴向设置的定位杆112固定在定位板101a上，在其外缘设有多个内缺101f，放置空间(对应101d)与内缺101f配合形成放置采样瓶102的卡位20a。
72.具体而言，安装时，采样瓶102的左右两侧瓶身与两块隔板101c贴合设置，可防止转盘101运动时，采样瓶102产生横向移动，采样瓶102底部的限位环102b2卡入定位板101a的内凹101b内，防止采样瓶102在排液时，产生纵向移动。如图10所示，同时采样瓶102瓶身纵向尖角处(对应102d)的凹槽(对应102e)卡入卡盘101e的内缺101f内，进一步增加采样瓶102的稳固性。
73.进一步地，如图7所示，采样瓶102依次设置在转盘101的卡位20a内。
74.在一些实施方式中，为了保证采样与排空的可靠性，如图9所示，可在滑台推杆108的一侧设置滑台推杆固定件104，其中，滑台推杆固定件104的一侧与滑台推杆108固定连接，滑台推杆固定件104的另一侧与导轨滑台电机103可活动连接。
75.进一步地，在导轨滑台电机103的内侧设有丝杆滑轨103a，其中，滑台推杆固定件104套设在丝杆滑轨103a内，滑台推杆固定件104通过丝杆滑轨103a与导轨滑台电机103可
活动连接。即，导轨滑台电机103输出的动力通过丝杆滑轨103a传输至滑台推杆固定件104上，使得滑台推杆108可沿着丝杆滑轨103a的轴线运行。
76.在一些实施方式中，为了保证采样瓶102与滑台推杆108相对位置的准确性，如图9所示，可在导轨滑台电机103的一侧设置一光电传感器106a，其中，光电传感器106a用于感应滑台推杆108的位置。
77.在一些实施方式中，为了保证采样的可靠性，可在采样器中设置蠕动泵203，其中，如图2及图4所示，蠕动泵203设置在电控箱200内，蠕动泵203的输出端通过采水管208与滑台推杆108上端的进样管108a固定连接或可拆卸连接。
78.具体地，水样分配单元20通过滑台推杆108上端的进样管108a与采水管208连接，再与采水蠕动泵203对接。其中，水样分配单元安装在冷藏箱100内，在水样分配单元20底部安装有排液槽107a。
79.在一些实施方式中，为了提高输入采样的准确度，如图4所示，可在采样器中设置霍尔电磁流量计204，其中，霍尔电磁流量计204的出水端与蠕动泵203的入水端连接，其用于计算当前的采样量。
80.具体而言，霍尔电磁流量计204是一种基于位移传感的流量计。叶轮在流体的作用下旋转，带动螺杆旋转，使磁系统产生上下移动，流速高则位移量大，用霍尔器件检测出位移而获得流速和流量。本方案在蠕动泵203前端加装霍尔流量传感器204，控系统通过流量-频率的关系，自动计算采样量，免去了手动校准蠕动泵，大大减少了维护工作量。
81.如图12所示，图12为瞬时频率-流量关系图表，通过图表可以得出瞬时流量脉冲特性：f＝57*q(流量)
±
10％，累计流量脉冲换算比例：1l水＝3799pulse
±
10％。
82.在一些实施方式中，为了提高采样器控制的可靠性，可在电控箱200的前端设置一中控单元201，其中，中控单元201用于输出控制指令，控制转盘电机202工作，使得转盘101旋转；或
83.控制滑台推杆108进行复位动作；或
84.控制导轨滑台电机103工作。
85.自动采样器10的工作流程如下：
86.采样时：接收到中控单元201发出的采样命令后，转盘101和滑台推杆108需要先复位，复位流程为：转盘电机202通过转盘连接杆105，带动转盘101转动到转盘原点，转盘原点位置由光电传感器106b确定，转盘原点到位后，再通过软件计算转动指定采样瓶102移动到采排液区需要的转动角度。转盘101转动到位后，导轨滑台电机103驱动滑台推杆108向下移动到原点位置，原点位置由光电传感器106a确定。复位完成后，导轨滑台电机103驱动滑台推杆108向下移动，当进样管108a插入到采样瓶102内后，导轨滑台电机103停止动作。启动蠕动泵203，水样通过水管路208进入到采样瓶102内，并通过霍尔电磁流量计204来计算当前采样量，当采样量达到设定值后，蠕动泵203停止，导轨滑台电机103驱动滑台推杆108向上移动，当进样管108a离开采样瓶102后，导轨滑台电机103停止动作，采样完成。
87.排液：排液前，转盘101和滑台推杆108同样需要先复位，复位流程与采样时复位流程一致。完成复位动作后，导轨滑台电机103驱动滑台推杆108向上移动，当排液推杆108b把采样瓶102底部的弹性止回阀部件102b顶开后，导轨滑台电机103停止动作，水样从采样瓶102的排液口(未图示)流出。当采样瓶102内水样完全排空后，导轨滑台电机103向下移动至
排液推杆108b离开采样瓶102底部的弹性止回阀部件102b，采样瓶102排液完成。
88.如图5所示，转盘101可以放置12瓶550ml容量的采样瓶102。其中，采样瓶102形状为扇形，呈圆形排布在转盘101上。
89.如图11所示，采样瓶102的上部和下部分别安装了十字硅胶垫102a2和弹簧止回阀102b1作为进样口及排液口。进样时，滑台推杆108的进样管108a穿过十字密封硅胶垫102a2插入到采样瓶102进行水样采集，采集完成后，将进样管108a拔出，十字密封硅胶垫102a2自动闭合；
90.排液时，滑台推杆108的排液推杆108b把采样瓶102底部的弹簧止回阀102b1顶开，水样通过弹簧止回阀102b1开口流出，且采样瓶102底部做斜角，确保了水样排空干净。
91.使用本技术方案，可有效解决目前现有技术中存在的采样泵需要定期校准、采样瓶拿取不方便、水样分配单元机构复杂、维护难度大、采样瓶自密封及自排空、采样器尺寸及成本高等问题，可应用于小型水质监测站等安装空间较小的场合，不仅满足水质在线监测系统对采样器的要求，而且节省了建站及维护成本。
92.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。