CN107255577B - 痕量金属采水器 - Google Patents

Abstract

痕量金属采水器，涉及采水器。设有水下接收单元、单片机、电机单元、采水单元、现场温度显示器和导流板；当船上声纳触发器发出采样启动信号后，水下接收单元将接收到的启动信号传送给单片机，单片机开始打开采样瓶盖，当开瓶爪上升到一定位置后，电机停止，单片机开始启动定时器，采样瓶内预备的洁净液体自由地与外界进行交换，同时单片机也在间歇地测试现场温度，当交换结束后同时定时结束，单片机控制电机关闭采样瓶盖，当采样瓶盖关闭好后，电机停止并同时反馈停止信号给单片机切断电机电源，同时将现场测得的温度值传送给数码管显示并保持直到采样器被复位。

Description

痕量金属采水器

技术领域

本发明涉及采水器，尤其是涉及痕量金属采水器。

背景技术

目前国外有类似的痕量金属采水器，这种采水器有如下特点：

1)采水器下水前，每次都要在船上实验室先用电脑设定每个采水器的预约定时启动时间，再把采水器放入采样的水层，等待一定时间后，定时完成采水作业，再将采水器收回；

2)设计有类似弹簧原理的变压调整组件，满足不同水层压力的变化；

3)在采水器内填满绝缘液体。

现有技术的缺点：

1)预约定时时间不好确定。常出现因船停靠站位时间变化，而使预约时间太短或太长，因每个预约时间不同，故常常需多花等待时间而耗费船时；

2)操作烦琐不方便；

3)没有水层指示，采上的水不方便分辨；

4)操作耗时多，效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供痕量金属采水器。

本发明设有水下接收单元、单片机、电机单元、采水单元、现场温度显示器和导流板；设在船上的声纳触发器发出启动编码信号，所述水下接收单元的输入端接收声纳触发器发出的启动编码信号后，接入单片机，单片机的输出端接电机单元输入端，电机单元的输出端接采水单元，电机单元的反馈端接单片机，单片机的输出端接现场温度显示器的输入端，现场温度显示器输出现场温度显示信号；所述水下接收单元、单片机、电机单元、采水单元、现场温度显示器设在导流板上；

所述水下接收单元设有外壳、声纳探头、上盖、支架上盖、固定环、接线头和支架，所述外壳的上端口平台上开有密封槽，外壳的上端和内部为空心，外壳上端口的外侧与上盖的下侧通孔相匹配；上盖设有2个不同尺寸的通孔并开有螺纹，所述通孔与声纳探头相匹配，声纳探头与上盖相连接，上盖的上侧面密封，再将上盖的下通孔与外壳的上端口连接；所述外壳内装接收电路和电池，外壳的底侧面设有2个通孔，所述2个通孔安装2个多芯接线头，其中1个6芯接线头通过水密电缆与采水单元的6芯接线头相连接，另1个5芯接线头为开机/充电连接头；4个固定环与支架上盖相连接，支架上盖放置至上盖上，支架上盖与支架紧固；装好的外壳放置于支架上，支架的底侧面设有2个通孔，所述通孔与外壳的底侧面的2个通孔相匹配，支架固定在导流板的尾端。

所述电机单元设有电机、固定板、连接件和变向轴；所述电机与固定板相连接，固定板与采样器主体，连接件与变向轴上端的半孔相连，连接件与电机转轴相连接，连接件与固定板固定，变向轴的下半部分设为六角形柱，所述六角形柱与开瓶爪的上端相匹配，用于将圆周运动转变为直线运动。

所述采水单元设有采样器主体、单片机电路板、上盖、密封塞、压栓、弹性片、导热片、面板和接线头；所述采样器主体从上侧面的中心至底的中心开有4个不同尺寸的通孔，中间的通孔尺寸较小，下部分的通孔最大；采样器主体的前面、前左后侧面、前右侧面的下方均各有开1通孔，所述通孔与采样器主体底部的通孔相连通；所述采样器主体的前左侧设有吊字形槽，吊字形槽的上方开口为数码管的安装位置和引线的通道，吊字形槽内下方加装3个磁性开关，所述3个磁性开关分别控制电机的左转、右转和采水器的复位，吊字形槽的外面再封上面板；采样器主体的后侧面的上方开有调压孔，在调压孔上安装弹性片，在弹性片上用压栓密封；所述采样器主体的前右侧面开有温度检测孔，再将装配有温度传感器的导热片与温度传感器固定螺杆相连，导热片设在固定螺杆上，固定螺杆装有O型圈并与采样器主体的前右侧面的温度检测孔相连；所述采样器主体的前面上方设有开孔，6芯接线头旋入开孔中，所述接线头通过6芯水密电缆外接水下接收单元的6芯接头；所述采样器主体中间的通孔密封，采样器主体中间上端的平台上设有4个半孔，4个半孔与电机固定板上的4个孔相匹配，采样器主体上部设有4个半孔，与单片机电路板上的4个通孔相匹配，采样器主体最上面的平台开有槽，采样器主体上端的外圆侧面开有螺纹，螺纹与采水器主体的上盖相匹配；采样器主体的下通孔开有螺纹，该螺纹与采水单元的开瓶爪上端的螺纹相匹配，上盖上下开有3个不同尺寸的通孔，上盖的下端与采样器主体的上端相连，上盖上端的通孔内侧和密封塞下端的外侧设有螺纹，上盖上端螺纹与密封塞下端的螺纹相匹配，采样器主体前右侧面开有6个半孔，这6个半孔与导流板前端上的6个通孔相匹配。

所述采水单元设有样品瓶固定架，样品瓶固定架设有上板、4根支杆、开瓶爪、瓶盖卡环、中板、6根支杆和下板；所述上板上设有10个小通孔和1个大通孔，其中6个小通孔与采样器主体底面相连接，另4个小通孔与4根支杆相连接，大通孔为开瓶爪上端上下运动的通道；所述开瓶爪上下设有不同尺寸的2个通孔，上通孔为六角形，上通孔与变向轴相匹配，上通孔与采样器主体的下通孔相连接，下通孔与瓶盖卡环相匹配；4根支杆的下端与中板的上面相连接，中板下面的另6个通孔与6根支杆相连接，6根支杆的下端与下板相连接，中板与下板之间放置采样瓶。

所述导流板的前端设有6个通孔，所述6个通孔与采水器主体的前右侧面的6个半孔相匹配；导流板中部的上下两端各有两个通孔，这4个通孔与钢丝紧固片相匹配；导流板的右端有6个对称的通孔与定向板相匹配；导流板的尾端有个独立的螺孔与水下接收单元固定支架底座的上支杆的通孔相匹配。定向板设有6个通孔，其中导流板靠一端的3个通孔与导流板的右端的6个对称孔中的3个通孔相连，这3个通孔的外侧各垫上1片垫片后由螺杆固定；定向板上靠中部的3个通孔通过螺杆与导流板的右端的另3个通孔相连，导流板的尾端最下方的螺杆与水下接收单元固定支架底座的下底盘的2支杆的通孔相匹配。

在本发明中，可通过声纳触发器发出启动命令送入水下接收单元，水下接收单元向单片机发出触发启动信号，水下接收单元向船上声纳触发器发出应答信号(该功能预留)。

以下给出本发明的工作原理：

当船上声纳触发器发出采样启动信号后，水下接收单元将接收到的启动信号传送给单片机，单片机开始打开采样瓶盖，当开瓶爪上升到一定位置后，电机停止，单片机开始启动定时器，采样瓶内预备的洁净液体自由地与外界进行交换，同时单片机也在间歇地测试现场温度，当交换结束后同时定时结束，单片机控制电机关闭采样瓶盖，当采样瓶盖关闭好后，电机停止并同时反馈停止信号给单片机切断电机电源，同时将现场测得的温度值传送给数码管显示并保持直到采样器被复位。

与现有的采水器相比，本发明具有以下优点：

1)采用声纳探触发启动的方案，并预留了双向应答的功能。

2)选用现场温度及时读取并保持的方案来指示水层。

3)整个操作简单、方便。

4)采水器在固定的时间内自动完成作业。

5)采用弹性橡胶来调整采水器内外压力的平衡。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成框图。

图2为本发明实施例的主体装配图。

图3为本发明实施例的电机驱动示意图。

图4为本发明实施例的采水器样品瓶固定架示意图。

图5为本发明实施例的接收单元结构示意图。

图6为本发明实施例的导流板结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1～6，本发明实施例设有声纳触发器1、水下接收单元2、单片机3、电机单元4、采水单元5、现场温度显示器6和导流板7；设在船上的声纳触发器1发出启动编码信号，所述水下接收单元2的输入端接收声纳触发器1发出的启动编码信号后，接入单片机3，单片机3的输出端接电机单元4输入端，电机单元4的输出端接采水单元5，电机单元4的反馈端接单片机3，单片机3的输出端接现场温度显示器6的输入端，现场温度显示器6输出现场温度显示信号；所述水下接收单元2、单片机3、电机单元4、采水单元5、现场温度显示器6设在导流板7上。

所述声纳触发器1发出启动命令送入水下接收单元2，水下接收单元2向单片机3发出触发启动信号。水下接收单元2向声纳触发器1发出应答信号。

所述水下接收单元2设有外壳401、O圈402、声纳探头403、O圈404、上盖405、支架上盖406、固定环407、接线头408和支架409，所述外壳401的上端口平台上开有O型圈槽，外壳401的上端和内部为空心，外壳401与O圈402相匹配，外壳401上端口的外侧开有螺纹与上盖405的下侧通孔相匹配；上盖405设有2个不同尺寸的通孔并开有螺纹，所述通孔与声纳探头403相匹配，声纳探头403与外壳401内装接收电路相连，声纳探头403套上O圈404并与上盖405用螺纹相连接，上盖405的上侧面与O圈404上端的外侧面之间用硫化橡胶密封，再将上盖405的下通孔与外壳401的上端口连接；所述外壳401内装接收电路和电池，外壳401的底侧面设有2个通孔，所述2个通孔安装2个多芯接线头408，这2个多芯接线头与外壳401内装接收电路相连，其中1个6芯接线头通过水密电缆与采水单元的接线头112相连接，另1个5芯接线头为开机/充电连接头；4个固定环407与支架上盖406相连接，支架上盖406放置至上盖405上，支架上盖406与支架409之间用绳子紧固；装好的外壳401放置于支架409上，支架409底盘后侧设有2个平行的支杆，支杆的端头处有横向的通孔，这2个通孔与导流板501尾端下方的螺杆504匹配，支架409上的2支杆中间的上方设有1支杆，其端头处有1横向的通孔，该通孔与导流板501尾端中间的通孔相匹配并用螺丝紧固。

所述电机单元4设有电机201、固定板202、连接件203、3个O圈204和变向轴205；所述电机201与固定板202用螺丝相连接，3个O圈204安装在变向轴205上端的3个槽内，连接件203下端与变向轴205上端的半孔相连，连接件203上端与电机201下方的转轴相连接并用紧固丝固定，连接件203与变向轴205之间用紧固丝固定，变向轴205的下半部分设为六角形柱，该六角形柱与开瓶爪的上端相连，用于将圆周运动转变为直线运动。

所述采水单元5设有采样器主体101、单片机电路板102、O型圈103、上盖104、密封塞105、压栓106、弹性橡胶片107、O型圈108、导热片109、固定帽110、面板111和接线头112；所述采样器主体101从上侧面的中心至底的中心开有4不同尺寸的通孔，中间的通孔尺寸较小，下部分的通孔最大；采样器主体101的前面、前左后侧面、前右侧面的下方均各有开一通孔，所述通孔与采样器主体101底部的通孔相连通；所述采样器主体101的前左侧设有吊字形槽，吊字形槽的上方开口为数码管的安装位置和引线的通道并与单片机连接，吊字形槽内下方加装3个磁性开关，所述3个磁性开关分别控制电机的左转、右转和采水器的复位，吊字形槽的外面再封上面板111；采样器主体101的后侧面的上方开有内小外大的调压孔，在调压孔上安装弹性橡胶片107，在弹性橡胶片107上用压栓106密封，压栓106上下有2个大小不同的通孔，调压孔与压栓106紧配合；所述采样器主体101的前右侧面开有温度检测孔，将装有O型圈的温度传感器固定螺杆108旋入温度检测孔中，再将装配有温度传感器的导热片109与温度传感器固定螺杆108相连，再用固定帽110紧固导热片109并旋至温度传感器固定螺杆108上，温度传感器引线与单片机相连；所述采样器主体101的前面上方设有开孔，6芯接线头112装上O型圈后旋入该开孔中，6芯接线头与单片机相连，所述6芯接线头112通过6芯水密电缆外接水下接收单元401上的6芯接线头408；所述采样器主体101中间的通孔用于与密封O圈204密封，采样器主体101的中间通孔上端的平台上设有4个半孔，该4个半孔与固定板202上的4个孔相匹配，采样器主体101上部设有4个半孔，与单片机电路板102上的通孔相匹配，采样器主体101最上面的平台开有O型圈的槽，所述槽与O型圈103相匹配，采样器主体101上端的外圆侧面开有螺纹，螺纹与采水器主体的上盖104相匹配；采样器主体101的下通孔开有螺纹，该螺纹与采水单元的开瓶爪303上端的外侧螺纹相匹配，上盖104上下开有3个不同尺寸的通孔，上盖104的下端通孔内侧开有螺纹，该螺纹与采样器主体101的上端的螺纹相匹配，密封塞105下端外侧开有螺纹，采样器主体101上端的通孔内侧有螺纹，该螺纹与密封塞105的螺纹相匹配，上盖104与密封塞105之间用O圈密封，采样器主体101底面开有6个圆形分布的半孔，这6个半孔与采水单元上板的6个圆形分布的通孔相匹配，采样器主体101前右侧面开有6个半孔，这6个半孔与导流板前端的6个通孔相匹配并用螺丝紧固。

所述采水单元5设有样品瓶固定架，样品瓶固定架设有上板301、4根支杆302、开瓶爪303、瓶盖卡环304、中板305、6根支杆306和下板307；所述上板301上设有10个小的通孔和1个大的通孔，其中6个圆形分布的小通孔与采样器主体101底面相连接，另4个小通孔下方与4根支杆302通过螺丝相连接，大的通孔为开瓶爪303上端的上下运动通道；所述开瓶爪303上下设有不同尺寸的2个通孔，上通孔为六角形，上通孔与变向轴205相匹配，上通孔的外侧开有螺纹，该螺纹与采样器主体101的下通孔通过螺纹相连接，开瓶爪303下端侧面开有2个对称的通孔，瓶盖卡环304的外侧面设有2个对称的半孔，开瓶爪303下通孔与瓶盖卡环304相匹配，其侧面用螺丝紧固，瓶盖卡环304与采样瓶相匹配；4根支杆302的下端与中板305的上面相连接并用螺丝固定，中板305下面的另6个通孔与6根支杆306相连接并用螺丝固定，6根支杆306的下端与下板307相连接并用螺丝固定，中板305与下板307之间放置采样瓶。

所述导流板501的前端设有6个通孔，所述6个通孔与采水器主体101的前右侧面的6个半孔相匹配；导流板501中部的上下两端各有两个通孔，这4个通孔与钢丝紧固片502相匹配；导流板501的右端有6个对称的通孔与定向板503相匹配；导流板501的尾端有个独立的螺孔与水下接收单元固定支架底座409的上支杆的通孔相匹配。定向板503设有6个通孔，其中导流板靠一端的3个通孔与导流板501的右端的6个对称孔中的3个通孔相连，这3个通孔的外侧各垫上1片垫片505后由螺杆固定；定向板503上靠中部的3个通孔通过螺杆504与导流板501的右端的另3个通孔相连，导流板501的尾端最下方的螺杆504与水下接收单元固定支架底座409的下底盘的2支杆的通孔相匹配。

Claims (2)

1.痕量金属采水器，其特征在于设有水下接收单元、单片机、电机单元、采水单元、现场温度显示器和导流板；设在船上的声纳触发器发出启动编码信号，所述水下接收单元的输入端接收声纳触发器发出的启动编码信号后，接入单片机，单片机的输出端接电机单元输入端，电机单元的输出端接采水单元，电机单元的反馈端接单片机，单片机的输出端接现场温度显示器的输入端，现场温度显示器输出现场温度显示信号；所述水下接收单元、单片机、电机单元、采水单元、现场温度显示器设在导流板上；

所述水下接收单元设有外壳、声纳探头、第一上盖、支架上盖、固定环、接线头和支架；电机单元设有电机、固定板、连接件、变向轴；所述外壳的上端口平台上开有密封槽，外壳的上端和内部为空心，外壳上端口的外侧与第一上盖的下侧通孔A相匹配；第一上盖设有2个不同尺寸的通孔B并开有螺纹，所述通孔B与声纳探头相匹配，声纳探头与第一上盖相连接，第一上盖的上侧面密封，再将第一上盖的下通孔B与外壳的上端口连接；所述外壳内装接收电路和电池，外壳的底侧面设有2个通孔C，所述2个通孔C安装2个多芯接线头，其中1个6芯接线头通过水密电缆与采水单元的6芯接线头相连接，另1个5芯接线头为开机/充电连接头；4个固定环与支架上盖相连接，支架上盖放置至第一上盖上，支架上盖与支架紧固；装好的外壳放置于支架上，支架的底侧面设有2个通孔D，所述通孔D与外壳的底侧面的2个通孔C相匹配，支架固定在导流板的尾端；

所述电机单元设有电机、固定板、连接件和变向轴；所述电机与固定板相连接，固定板与采样器主体中间通孔上端的平台相连，连接件与变向轴上端的半孔相连，连接件与电机转轴相连接，变向轴的下半部分设为六角形柱，所述六角形柱与开瓶爪的上端相匹配，用于将圆周运动转变为直线运动；

所述采水单元设有采样器主体、单片机电路板、第二上盖、密封塞、压栓、弹性片、导热片、面板和接线头；所述采样器主体从上侧面的中心至底的中心开有4个不同尺寸的通孔，中间的通孔尺寸较小，下部分的通孔最大；采样器主体的前面、前左后侧面、前右侧面的下方各开有与采样器主体底部的通孔相连通的1个通孔；所述采样器主体的前左侧设有吊字形槽，吊字形槽的上方开口为数码管的安装位置和引线的通道，吊字形槽内下方加装3个磁性开关，所述3个磁性开关分别控制电机的左转、右转和采水器的复位，吊字形槽的外面再封上面板；采样器主体的后侧面的上方开有调压孔，在调压孔上安装弹性片，在弹性片上用压栓密封；所述采样器主体的前右侧面开有温度检测孔，再将装配有温度传感器的导热片与温度传感器固定螺杆相连，导热片设在固定螺杆上，固定螺杆装有O型圈并与采样器主体的前右侧面的温度检测孔相连；所述采样器主体的前面上方设有开孔，采水单元的6芯接线头旋入开孔中，所述采水单元的6芯接线头通过采水单元的6芯水密电缆外接水下接收单元的6芯接线头；所述采样器主体中间的通孔密封，采样器主体中间通孔上端的平台上设有4个半孔，4个半孔与固定板上的4个孔相匹配，采样器主体上部设有4个半孔，与单片机电路板上的4个通孔相匹配，采样器主体最上面的平台开有槽，采样器主体上端的外圆侧面开有螺纹，螺纹与第二上盖相匹配；采样器主体的下通孔开有螺纹，该螺纹与采水单元的开瓶爪上端的外螺纹相匹配，第二上盖上下开有3个不同尺寸的通孔，第二上盖的下端与采样器主体的上端相连，第二上盖上端的通孔内侧和密封塞下端的外侧设有螺纹，第二上盖上端螺纹与密封塞下端的螺纹相匹配，采样器主体前右侧面开有6个半孔，这6个半孔与导流板前端上的6个通孔相匹配；

所述采水单元还设有样品瓶固定架，样品瓶固定架设有上板、4根支杆、开瓶爪、瓶盖卡环、中板、6根支杆和下板；所述上板上设有10个小通孔和1个大通孔，其中6个小通孔与采样器主体底面相连接，另4个小通孔与4根支杆相连接，大通孔为开瓶爪上端上下运动的通道；所述开瓶爪上下设有不同尺寸的2个通孔，开瓶爪的上通孔为六角形，开瓶爪的上通孔与变向轴的六角形柱相匹配，开瓶爪的上端外螺纹与采样器主体的下通孔的内螺纹相连接，开瓶爪的下通孔与瓶盖卡环相匹配；瓶盖卡环与采样瓶的瓶盖相匹配；4根支杆的下端与中板的上面相连接，中板下面的另6个小通孔与6根支杆相连接，6根支杆的下端与下板相连接，中板与下板之间放置采样瓶。

2.如权利要求1所述痕量金属采水器，其特征在于所述导流板的后端两侧面各设有1块定向板，导流板的前端设有6个通孔，所述6个通孔与采样器主体的前右侧面的6个半孔相匹配；导流板中部的上下两端各有两个通孔，这4个通孔与钢丝紧固片相匹配；导流板的后端有6个对称的通孔与定向板相匹配；导流板的尾端有1个独立的螺孔与水下接收单元固定支架底座的上支杆的通孔相匹配；定向板设有6个通孔，其中定向板靠前一端的3个通孔与导流板的后端的6个对称孔中的前3个通孔相连，这3个通孔的外侧各垫上1片垫片后由螺杆固定；定向板上靠中部的3个通孔通过螺杆与导流板的后端的另3个通孔相连，导流板的尾端最下方的螺杆与水下接收单元固定支架底座的下底盘的2支杆的通孔相匹配，上支杆设于2支杆中间的上方。

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