CN110252712A - 用于水质检测传感器清洗及标定的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，包括水质检测传感器、水质检测分析仪、传感器保护套、传感器三角爪抱箍、清洗水池、标定池、检测水池、标定液回收箱、清洗液箱、标定液箱、清洗喷嘴、回转机构以及两组上下运动模块，标定液回收箱，清洗水池以及标定池均呈圆柱形，自下往上同轴线依次排列；标定液回收箱顶面中心有圆锥形孔，与标定池圆锥形底座配合密封，在圆锥形孔处安装密封橡胶圈，标定液回收箱单侧有圆形孔连接水管；清洗水池安装在标定液回收箱上方，清洗水池直径大于标定池直径，清洗水池两侧有圆形孔，圆形孔一侧安装有清洗喷嘴，另一侧连接排放清洗液水管。本发明实现对传感器在线清洗及标定，确保水质检测的测量精度。

Description

用于水质检测传感器清洗及标定的装置

技术领域

本发明涉及环保监测技术领域，具体的涉及一种对水质在线检测系统的传感器自动清洗及标定装置。

背景技术

利用水质在线检测技术，对河流，水库等水源地水质进行实时在线监测，是保证水质量安全的重要手段。其主要参数一般包括温度、ph值、溶解氧、电导率、浊度等。水质在线检测应用了传感器技术、通信技术、计算机技术和软件技术等，对定点水域水质进行数据采集，分析以及上传终端网络。目前在线检测系统，由于长时间在线运行，传感器一直浸没在水体中，使得传感器表面受到水中杂质污染，出现微生物附着或钙镁离子结垢的现象，导致传感器老化，检测数据不稳定，检测精度下降，甚至彻底丧失检测能力等问题的产生。其具体原因是传感器电极特性发生了变化，输出信号与水质参数对应关系发生了变化，工作曲线发生零点漂移和线性斜率漂移。因此需要对水质检测系统的传感器进行定时清洗维护和重新标定工作。由于测量点传感器拆卸安装困难，手动清洗存在长时间检测真空期，并使得人力成本增加等困难，需要在水质在线检测系统中增加一种能够自动清洗传感器并完成标定的装置。

发明内容

为了减少水质检测传感器在日常工作中不可避免受到水体以及微生物污染的影响，降低人工维护成本，提高运行检测效率，本发明设计了用于水质检测传感器清洗及标定的装置，实现对传感器在线清洗及标定的功能，确保水质检测的测量精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，包括水质检测传感器、水质检测分析仪、传感器保护套、传感器三角爪抱箍、清洗水池、标定池、检测水池、标定液回收箱、清洗液箱、标定液箱、清洗喷嘴、回转机构以及两组上下运动模块，所述标定液回收箱，清洗水池以及标定池均呈圆柱形，自下往上同轴线依次排列；

所述标定液回收箱顶面中心有圆锥形孔，与标定池圆锥形底座配合密封。在所述圆锥形孔处安装密封橡胶圈。所述标定液回收箱单侧有圆形孔连接水管，用于排放标定液废液；

所述清洗水池安装在所述标定液回收箱上方，所述清洗水池直径大于所述标定池直径，清所述洗水池两侧有圆形孔，所述圆形孔一侧安装有清洗喷嘴，另一侧连接排放清洗液水管。

进一步，所述水质检测传感器清洗及标定的装置包括清洗液箱。所述清洗液箱位于清洗水池上方，并通过管道与清洗喷嘴连接，清洗液通过泵打入所述清洗喷嘴。清洗时，所述清洗喷嘴通过侧面圆形口对准所述水质检测传感器探头。

再进一步，所述标定池底部中心有圆锥形开口，配合所述传感器保护套圆锥形底座密封。所述标定池下端连接有标定池支撑座。所述标定池支撑座高度决定所述标定池上下行程。

更进一步，所述水质检测传感器清洗及标定的装置包括标定液箱，所述标定液箱位于标定池上方，并通过管道与标定池连接，标定液通过蠕动泵将标定液打入所述标定池中，所述标定池顶面有耳板用于连接所述上下运动模块。

所述传感器保护套连接所述水质检测传感器及上下运动模块，所述传感器抱箍上端有三角爪机构用于固定所述水质检测传感器。

两组上下运动模块均包括电机、丝杆以及丝杆套筒，用以分别移动所述水质检测传感器以及所述标定池。

优选的，所述回转机构包括底座、旋转轴、伸缩杆、传感器夹头和夹头，所述旋转轴能带动所述水质检测传感器旋转，所述伸缩杆进行长度伸缩，从而避免旋转运动时产生干涉，所述传感器夹头能够配合所述传感器三角爪抱箍夹紧水质检测传感器，所述旋转机构带动所述水质检测传感器在检测水箱和清洗装置之间移动。

所述检测水箱包括传感器圆盘架和齿轮机构，所述齿轮机构在电机驱动下带动所述传感器圆盘架旋转运动，所述传感器圆盘架上同一圆周半径内，安装不同所述水质检测传感器。

所述水质检测分析仪通过伸缩卷线器与所述水质检测传感器连接。

本发明的有益效果主要表现在：

1、通过传感器以及标定池的上下运动，使得检测状态、清洗状态、标定状态在三个不同容器中，从而排除了检测水、清洗液以及标定液之间的互相污染的可能性，进一步的，保证了传感器清洗效果和标定的准确性。

2、本发明利用了圆锥形孔和圆锥形底座的配合，以及密封橡胶圈保证了三个不同水池之间的密封性，使得传感器能在检测状态、清洗状态和标定状态之间按照顺序切换。

3、本发明利用了回转机构方便切换不同种类水质检测传感器的进行及时清洗、标定。

附图说明

图1为用于水质检测传感器清洗及标定的装置整体结构示意图；

图2为水质检测传感器清洗及标定部分装置示意图；

图3为用于水质检测传感器清洗及标定的装置整体结构俯视图；

图4为回转结构装置示意图；

图5为检测水箱半剖示意图；

图6为标定池结构示意图；

图7为清洗水池结构示意图；

图8为清洗，标定及排放标定液三种工作状态示意图。

其中，1、标定池，101、标定池密封橡胶圈，102、标定池圆锥形底座，103、标定池支撑座，104、标定池耳板，105、标定池圆锥形孔，2、清洗水池，201、清洗液进水管，202、清洗液出水管，203、清洗水池排水槽，204、清洗喷嘴，3、标定液回收箱，301、标定液回收箱密封橡胶圈，302、标定液回收箱排水管，4、传感器保护套，401、传感器保护套圆锥形底座，5、第一组丝杠传动机构，501、第一组连杆，6、第二组丝杠传动机构，601、第二组连杆，7、回转机构，701、回转机构底座，702、旋转轴，703、伸缩杆，704、传感器夹头，705、夹块，8、检测水箱，801、滚珠，802、传感器圆盘架，803、齿轮，804、驱动电机，9、伸缩卷线器，10、水质检测分析仪，11、温度传感，12、电导率传感器，13、溶解氧传感器，14、浊度传感器，15、ph传感器，16、标定液箱一，1601、蠕动泵一，17、标定液箱二，1701、蠕动泵二，18、清洗液箱，19、传感器三角爪抱箍。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图8，一种用于水质在线检测传感器清洗及标定的装置，包括标定液回收箱3、清洗水池2和标定池1，三者相对位置为自下往上同轴线依次排列。标定液箱一16，标定液箱二17通过蠕动泵1601、1701将标定液打入标定池1。不同水质检测传感器需要不同种类标定液，未在图中表示所有种类标定液箱。清洗液箱18通过泵将清洗液通过清洗喷嘴打入清洗水池2。水质检测传感器包括：温度传感器11，电导率传感器12，溶解氧传感器13，浊度传感器14，ph传感器15，所述水质检测传感器安装于传感器圆盘架802同一圆周半径内。所示所述水质检测传感器外部有传感器三角爪抱箍19配合。所述传感器三角爪抱箍19能够适应不同种类所述水质检测传感器大小，并拥有统一外径配合所述回转机构传感器夹头704夹紧和移动水质检测传感器。所述水质检测传感器通过伸缩卷线器9连接到水质检测分析仪10。

如图2，图6所示，所述标定池1下端面中心开有标定池圆锥形孔105，与传感器保护套圆锥形底座401配合，并在所述标定池圆锥形孔105安装标定池密封橡胶圈101。所述标定池1下端面面积小于所述清洗水池2，所述标定池1上下运动的行程取决于标定池支撑座103的高度。所述标定液回收箱3上端面中心开有圆锥形孔，与标定池圆锥形底座102配合密封，并在圆锥形孔处安装标定液回收箱密封橡胶圈301。本实例中两组上下运动模块选取丝杠传动机构，第一组丝杠传动机构5通过连杆501与传感器保护套4连接，第二组丝杠传动机构6通过连杆601与标定池1连接。

如图3及5所示，所述传感器圆盘架802，与检测水箱8利用滚珠801配合。所述检测水箱8采用齿轮机构带动传感器圆盘架上的所述水质检测传感器旋转运动。

如图4所示，所述装置包括回转机构，所述回转机构有回转机构底座701，旋转轴702，回转机构伸缩杆703，传感器夹头704，夹头705组成，所述旋转轴702能带动所述水质检测传感器旋转，所述伸缩杆703进行长度伸缩，从而避免旋转运动时产生干涉，所述传感器夹头704能够配合三角爪抱箍夹住所述水质检测传感器，所述回转机构能够带动所述水质检测传感器在检测水箱和清洗装置之间移动。

如图8所示，图Ⅰ表示水质检测传感器、传感器保护套、标定池在清洗状态下的相对位置；图Ⅱ表示水质检测传感器、传感器保护套、标定池在标定状态下的相对位置；图Ⅲ表示水质检测传感器、传感器保护套、标定池在将标定液排放至标定液回收箱3时的相对位置。

本实例中工作原理和工作过程如下：

以清洗和标定PH传感器15为例，当需要对ph传感器15进行清洗和标定时，ph传感器15通过回转机构7从检测水箱8中取出。具体过程如下：电机驱动齿轮803带动传感器圆盘架802转动，使得ph传感器15位于回转机构7的传感器夹头704正下方，旋转轴702下降至传感器夹头705与ph传感器三角爪抱箍19相同高度，夹块15锁紧，待夹紧ph传感器15后，旋转轴702上升，使得ph传感器15完全脱离检测水箱8。回转机构7旋转180°，并伸长升缩杆703，使得ph传感器15对准传感器保护套4，旋转轴702下降，夹块705放开，使得ph传感器15进入传感器保护套4中。

下一步，ph传感器15进入清洗模式。第一组丝杠机构5启动，带动传感器保护套4和ph传感器15向下运动，当传感器保护套圆锥形底座401与清洗水池2相接触运动停止，此时，清洗喷嘴能够对准ph传感器15电极探头。水泵将清洗液箱18中的清洗液通过管路打入清洗水池2中，通过清洗喷嘴清洗ph传感器15。清洗水池2中的清洗液能够顺着清洗水池排水槽203完全流出。

当ph传感器15被清洗完毕，进入标定模式。第一组丝杠机构5带动ph传感器15向上运动，使得传感器保护套圆锥形底座401与标定池圆锥形孔104密封配合。蠕动泵一1601将标定液箱一16中的标定液通过管路打入标定池1中，待信号稳定时，记录当前稳定下的ph所示值。

排放标定液：启动第二组丝杠机构6带动标定池1向下运动，使得标定池1底部与清洗水池2底部相接触，启动第一组丝杠机构5向下运动一段距离，标定池中的标定液由于标定池底部圆锥形孔104不再密封，如图8III所示，随重力流向标定液回收箱3，启动水泵，利用洁净水将标定池1冲洗干净，准备下一次标定。

重复标定动作，将标定液箱二17中的标定液通过蠕动泵二1701打入标定池1中，待ph传感器检测信号稳定，记录ph所示值。并排放标定液，完成标定池1清洗。至此，得到ph两点标定的数值，通过水质检测分析仪完成ph传感器的两点标定。

更换需要清洗的水质检测传感器：用回转机构4将ph传感器15重新夹紧，上升和旋转ph传感器15，将其重新放入检测水箱8内。同时，回转机构夹紧另外一个需要清洗及标定的水质检测传感器，将其从检测水箱8运送至传感器保护套4正上方，准备下一次水质检测传感器的清洗和标定。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (8)

1.一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，所述装置包括水质检测传感器、水质检测分析仪、传感器保护套、传感器三角爪抱箍、清洗水池、标定池、检测水池、标定液回收箱、清洗液箱、标定液箱、清洗喷嘴、回转机构以及两组上下运动模块，所述标定液回收箱，清洗水池以及标定池均呈圆柱形，自下往上同轴线依次排列；

所述标定液回收箱顶面中心有圆锥形孔，与标定池圆锥形底座配合密封，在所述圆锥形孔处安装密封橡胶圈，所述标定液回收箱单侧有圆形孔连接水管，用于排放标定液废液；

所述清洗水池安装在所述标定液回收箱上方，所述清洗水池直径大于所述标定池直径，清所述洗水池两侧有圆形孔，所述圆形孔一侧安装有清洗喷嘴，另一侧连接排放清洗液水管。

2.如权利要求1所述的一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，所述水质检测传感器清洗及标定的装置包括清洗液箱。所述清洗液箱位于清洗水池上方，并通过管道与清洗喷嘴连接，清洗液通过泵打入所述清洗喷嘴。清洗时，所述清洗喷嘴通过侧面圆形口对准所述水质检测传感器探头。

3.如权利要求1或2所述的一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，所述标定池底部中心有圆锥形开口，配合所述传感器保护套圆锥形底座密封，所述标定池下端连接有标定池支撑座。所述标定池支撑座高度决定所述标定池上下行程。

4.如权利要求1或2所述的一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，所述水质检测传感器清洗及标定的装置包括标定液箱，所述标定液箱位于标定池上方，并通过管道与标定池连接，标定液通过蠕动泵将标定液打入所述标定池中，所述标定池顶面有耳板用于连接所述上下运动模块。

5.如权利要求4所述的一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，所述传感器保护套连接所述水质检测传感器及上下运动模块，所述传感器抱箍上端有三角爪机构用于固定所述水质检测传感器。

6.如权利要求5所述的一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，两组上下运动模块均包括电机、丝杆以及丝杆套筒，用以分别移动所述水质检测传感器以及所述标定池。

7.如权利要求1或2所述的一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，所述回转机构包括底座、旋转轴、伸缩杆、传感器夹头和夹头，所述旋转轴能带动所述水质检测传感器旋转，所述伸缩杆进行长度伸缩，从而避免旋转运动时产生干涉，所述传感器夹头能够配合所述传感器三角爪抱箍夹紧水质检测传感器，带动所述水质检测传感器在检测水箱和清洗装置之间移动。

所述检测水箱包括传感器圆盘架和齿轮机构，所述齿轮机构在电机驱动下带动所述传感器圆盘架旋转运动，所述传感器圆盘架上同一圆周半径内，安装不同所述水质检测传感器。

8.如权利要求1或2所述的一种用于水质检测传感器清洗及标定的装置，其特征在于，所述水质检测分析仪通过伸缩卷线器与所述水质检测传感器连接。