CN110542741B - 一种全自动高锰酸盐指数分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动高锰酸盐指数分析仪，包括底座、机械手和加热装置，所述底座的上端设有待测区与溶剂瓶，所述加热装置设于待测区与溶剂瓶之间，所述加热装置的一侧设有加液区，加液区内设有定样位和滴定位，所述定样位的一侧设有抽样旋转机构，抽样旋转机构上设有用于抽样的抽样管，所述抽样旋转机构的一侧设有滴定旋转机构，滴定旋转机构上设有滴定管，滴定管通过蠕动泵与溶剂瓶连接；采用抽样的方式代替现有加样方式来对待测样品进行定量，管路内的残余样品不会再次进入试剂瓶，不会造成待测样品的污染，提高了检测的数据的准确性；抽样管直接位于待测体积刻度线处进行抽取即可，提高了待测样品体积的准确性，节省了时间。

Description

一种全自动高锰酸盐指数分析仪

技术领域

本发明涉及高锰酸盐指数分析设备技术领域，具体为一种全自动高锰酸盐指数分析仪。

背景技术

高锰酸盐指数，是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示。水中的亚硝酸盐、亚铁盐，硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物，均可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机污染物和还原性无机物污染程度的常用指标。

现有的高锰酸盐指数分析仪在进行取样时，依蠕动泵作为动源，将待测样品注入到待测盘的试剂瓶中，这样的方式存在一个较大的问题是，所有的待测样品都是通过同一根管路进行加样，每次加完以后管路内都会有部分残余，使得下次加样时造成待测样品的交叉污染，从而影响实验数据的准确性。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种全自动高锰酸盐指数分析仪，采用抽样的方式代替现有加样方式来对待测样品进行定量，抽样管内的液体只向外排放，不会向试剂瓶内添加，虽然每次抽取时使用的为同一个根管路，管路内的残余样品不会再次进入试剂瓶，不会造成待测样品的污染，提高了检测的数据的准确性；另外，由于为抽样方式，抽样管直接位于待测体积刻度线处进行抽取即可，定量方式简单，而且避免了加样方式无法精准加入样品体积的问题，提高了待测样品体积的准确性，且通过抽样的方式定量速度更快，节省了时间。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种全自动高锰酸盐指数分析仪，包括底座、机械手和加热装置，所述底座的上端设有待测区与溶剂瓶，所述加热装置设于待测区与溶剂瓶之间，所述加热装置的一侧设有加液区，所述加液区内设有定样位和滴定位，所述定样位的一侧设有抽样旋转机构，所述抽样旋转机构上设有用于抽样的抽样管，所述抽样旋转机构的一侧设有滴定旋转机构，所述滴定旋转机构上设有滴定管，所述滴定管通过蠕动泵与溶剂瓶连接。

优选的，所述抽样旋转机构包括支撑架、旋转杆、转轴、第一步进电机和第二步进电机，所述支撑架与底座连接，支撑架的底部设有第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴上连有丝杠，所述丝杠上设有上、下滑动的滑块，所述滑块上设有第一遮光片，所述支撑架上设有与第一遮光片配合的第三光电开关，所述转轴的下端固定在滑块内并与滑块转动配合，所述转轴的外侧套有带动转轴旋转的带轮，转轴与带轮滑动配合，所述第一步进电机与带轮通过皮带连接，所述带轮上设有第二遮光片，带轮的一侧设有与支撑架连接的第一光电开关、第二光电开关，所述第二遮光片分别与第一光电开关、第二光电开关配合，所述旋转杆的一端与转轴的上端连接，旋转杆的另一端固定抽样管。

优选的，所述支撑架包括顶板、侧板、底板，所述顶板与底板之间通过侧板连接。

优选的，所述第二步进电机与底板的下端连接，所述丝杠的上端与顶板之间通过轴承连接，所述顶板与底板之间设有滑杆，所述滑块与滑杆滑动配合。

优选的，所述转轴为方管结构，转轴的外侧套有方孔轴套，转轴与方孔轴套之间滑动配合，所述方孔轴套的外侧套有单边轴套，所述带轮套在单边轴套的外侧，所述单边轴套与顶板之间通过轴承连接。

优选的，所述滴定旋转机构包括支撑筒、摆动臂、第三步进电机，所述支撑筒与底座连接，所述第三步进电机设于支撑筒内，所述摆动臂设于支撑筒的上端，摆动臂的一端与第三步进电机连接，摆动臂的另一端设有用于固定滴定管的固定孔，摆动臂靠近支撑筒的一端设有第三遮光片和第四遮光片，所述支撑筒的上端设有设有与第三遮光片配合的第四光电开关、与第四遮光片配合的第五光电开关。

优选的，所述摆动臂位于定样位与滴定位之间。

优选的，所述定样位与滴定位之间设有接液槽，所述接液槽位于滴定管的下方。

优选的，所述支撑筒的侧壁上设有用于固定管路的固定筒。

优选的，所述加热装置为水浴箱，所述水浴箱的上端设有水浴槽。

与现有技术相比，发明的有益效果是：

1、本发明采用抽样的方式代替现有加样方式来对待测样品进行定量，抽样管内的液体只向外排放，不会向试剂瓶内添加，虽然每次抽取时使用的为同一个根管路，管路内的残余样品不会再次进入试剂瓶，不会造成待测样品的污染，提高了检测的数据的准确性；另外，由于为抽样方式，抽样管直接位于待测体积刻度线处进行抽取即可，定量方式简单，而且避免了加样方式无法精准加入样品体积的问题，提高了待测样品体积的准确性，且通过抽样的方式定量速度更快，节省了时间。

2、本发明的抽样旋转机构结构简单、使用方便，通过自动抽样来实现自动定样，利用光电开关来保证了定样的准确性，减小了检测误差。

3、本发明的滴定旋转机构结构简单、使用便利，实现了滴定与加样的自动化，节省了工作时间。

4、本发明为了防止滴定管内的残余液体滴到底座上，在定样位与滴定位之间设有接液槽，接液槽位于滴定管的下方，用于盛接滴漏液体，防止腐蚀底座。

5、本发明为了使管路更加条理，在支撑筒的侧壁上设有用于固定管路的固定筒。

6、本发明的加热装置采用水浴加热，提高了加热的均匀性，让反应更加彻底，检测更加准确。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为抽样旋转机构的结构示意图一；

图4为抽样旋转机构的结构示意图二；

图5为抽样旋转机构的剖视图；

图6为方孔轴套的结构示意图；

图7为单边轴套的结构示意图；

图8为滴定旋转机构的结构示意图；

图9为滴定旋转机构的仰视图。

图中：1-底座；2-机械手；3-待测区；4-抽样旋转机构；401-抽样管；402-旋转杆；403-转轴；404-顶板；405-第一步进电机；406-滑块；407-滑杆；408-底板；409-第二步进电机；410-侧板；411-第一光电开关；412-第二光电开关；413-第三光电开关；414-第一遮光片；415-第二遮光片；416-丝杠；417-带轮；418-单边轴套；419-方孔轴套；420-轴承；5-水浴箱；501-水浴槽；6-溶剂瓶；7-加液区；701-定样位；702-接液槽；703-滴定位；8-滴定旋转机构；801-滴定管；802-支撑筒；803-第四光电开关；804-第三遮光片；805-第四遮光片；806-第五光电开关；807-固定筒；808-摆动臂；809-固定孔；810-第三步进电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种全自动高锰酸盐指数分析仪，包括底座1、机械手2和加热装置，底座1的上端设有待测区3与溶剂瓶6，加热装置设于待测区3与溶剂瓶6之间，加热装置的一侧设有加液区7，加液区7内设有定样位701和滴定位703，定样位701的一侧设有抽样旋转机构4，抽样旋转机构4上设有用于抽样的抽样管401，抽样管401上连有水泵，水泵抽取液体后排到废液槽内，抽样旋转机构4的一侧设有滴定旋转机构8，滴定旋转机构8上设有滴定管801，滴定管801通过蠕动泵与溶剂瓶6连接。

本申请由原来的加样方式改为抽样，一般待测样品选取体积为100ml，因此加入试剂瓶中的待测样品超过100ml，然后放在待测区3内，机械手2将试剂瓶拿取到定样位701内，机械手2的使用为现有高锰酸盐指数分析仪中的现有技术，不再详细说明，试剂瓶被放置在定样位内后，抽样旋转机构4带动抽样管401插入试剂瓶内，且抽样管401的下端位于液面100ml处，然后进行抽取待测样品，将多余的待测样品排出，此时剩余样品体积为100ml，完成定样，然后通过滴定旋转机构8带动滴定管801旋转向试剂瓶内滴加试剂(硫酸等)，然后机械手2将试剂瓶抓取到加热装置内进行加热，加热一定时间后，机械手2将试剂瓶抓取到滴定位703，滴定旋转机构8带动滴定管801向试剂瓶内再次滴加试剂(高锰酸钾)，搅拌混合后，为了便于观测，在滴定位的侧壁上设置颜色传感器(视觉传感器)进行滴定重点判断(此为现有技术)，从而实现样品检测。

本申请采用抽样的方式代替现有加样方式来对待测样品进行定量，抽样管401内的液体只向外排放，不会向试剂瓶内添加，虽然每次抽取时使用的为同一个根管路，管路内的残余样品不会再次进入试剂瓶，不会造成待测样品的污染，提高了检测的准确性，另外，由于为抽样方式，抽样管401直接位于待测体积刻度线处进行抽取即可，定量方式简单，而且避免了加样方式无法精准加入样品体积的问题，提高了待测样品体积的准确性，且通过抽样的方式定量速度更快，节省了时间。

如下为具体结构的详细说明：

如图3-4所示，抽样旋转机构4包括支撑架、旋转杆402、转轴403、第一步进电机405和第二步进电机409，支撑架与底座1连接，支撑架的底部设有第二步进电机409，第二步进电机409的输出轴上连有丝杠416，丝杠416上设有上、下滑动的滑块406，滑块406上设有第一遮光片414，支撑架上设有与第一遮光片414配合的第三光电开关413，转轴403的下端固定在滑块406内并与滑块406转动配合，转轴403的外侧套有带动转轴403旋转的带轮417，转轴403与带轮417滑动配合，第一步进电机405与带轮417通过皮带连接，带轮417上设有第二遮光片415，带轮417的一侧设有与支撑架连接的第一光电开关411、第二光电开关412，第二遮光片415分别与第一光电开关411、第二光电开关412配合，旋转杆402的一端与转轴403的上端连接，旋转杆402的另一端固定抽样管401，其中第一步进电机405、第二步进电机409的型号为MOT-SST43D2120，第一光电开关411、第二光电开关412、第三光电开关413的型号为台邦PM-U25。

该抽样旋转机构4结构简单，使用方便，通过自动抽样来实现自动定样，利用光电开关来保证了定样的准确性，减小了检测误差。

进一步的，支撑架包括顶板404、侧板410、底板408，顶板404与底板408之间通过侧板410连接，顶板404与底板408平行。

各部件与支撑架的具体连接关系为：

第二步进电机409与底板408的下端连接，丝杠416的上端与顶板404之间通过轴承410连接，顶板404与底板408之间设有滑杆407，滑块406与滑杆407滑动配合，第一步进电机405与顶板404连接固定。

如图5-7所示，转轴403为方管结构，转轴403的外侧套有方孔轴套419，转轴403与方孔轴套419之间滑动配合，使得转轴403只能沿方管轴套419上下滑动，方管轴套419与转轴403之间却无法转动，方孔轴套419的外侧套有单边轴套418，单边轴套418的侧壁与方孔轴套419螺栓连接，带轮417套在单边轴套418的外侧并通过螺栓固定，单边轴套418与顶板404之间通过轴承420连接，第一光电开关411与第二光电开关412均与顶板404连接，两者相对于带轮417中心的角度为90°，第三光电开关413与侧板410连接，其位置根据待测样品的体积要求进行调节，本实施例中第三光电开关413的位置设置是根据待测样品体积为100ml进行的固定。

抽样旋转机构4的具体工作步骤为，当试剂瓶放在定样区后，第一步进电机405带动带轮417旋转，带轮，通过方管轴套419带动转轴403旋转，当第二遮光片415与第二光电开关412配合时，第一步进电机405停止旋转，此时抽样管401位于试剂瓶的上方，然后第二步进电机409带动丝杠416旋转，滑块406沿滑杆407向下滑动，当第一遮光片414与第三光电开关413配合时，第二步进电机409停止，此时抽样管401的下端位于待测样品液面100ml处，通过水泵，抽样管401将试剂瓶内多余的样品抽出，试剂瓶内剩余的样品为所需的100ml；然后，第二步进电机409反向旋转，滑块406带动抽样管401向上移动，然后第一步进电机405反向旋转，抽样管401旋转至试剂瓶的一侧，当第二遮光片415与第一光电开关411配合时，第一步进电机405停止；通过滴定管801加热后机械手2将定样后的试剂瓶抓取到加热装置内进行加热处理。

如图8-9所示，滴定旋转机构8包括支撑筒802、摆动臂808、第三步进电机810，支撑筒802与底座1连接，第三步进电机810设于支撑筒802内，摆动臂808设于支撑筒802的上端，摆动臂808的一端与第三步进电机810连接，摆动臂808的另一端设有用于固定滴定管801的固定孔809，固定孔809为多个，连有多根不同的滴定管801，摆动臂808靠近支撑筒802的一端设有第三遮光片804和第四遮光片805，支撑筒802的上端设有设有与第三遮光片804配合的第四光电开关803、与第四遮光片805配合的第五光电开关806，其中，第三步进电机810的型号为驰海电机GM20-20BY，第四光电开关803、第五光电开关806的型号为台邦PM-U25。

为了提高便利性，减小摆动形成，将摆动臂808位于定样位701与滴定位703之间。

为了防止滴定管801内的残余液体滴到底座1上，在定样位701与滴定位703之间设有接液槽702，接液槽702位于滴定管801的下方，用于盛接滴漏液体，防止腐蚀底座1。

为了使管路更加条理，在支撑筒802的侧壁上设有用于固定管路的固定筒807。

滴定旋转机构的具体工作步骤为：

当抽样旋转机构工作完毕复位后，此时第三步进电机驱动带动摆动臂向定样位旋转，当第三遮光片与第四光电开关配合时，滴定管位于试剂瓶的上方，通过蠕动泵抽取溶剂瓶内的试剂由滴定管向样品瓶内添加试剂(硫酸等)，添加完毕后，第三步进电机反向旋转，滴定管复位，位于接液槽的上方；当加热完毕后，机械手将试剂瓶从加热装置转移到滴定位，此时第三步进电机带动摆动臂向滴定位旋转，当第四遮光片与第五光电开关配合时，滴定管位于试剂瓶的上方，然后向试剂瓶内滴加试剂(高锰酸钾)进行颜色判断，滴定完毕后，第三步进电机驱动摆动臂复位，此时滴定杆再次位于接液槽的上方。

在本实施例中，为了保证加热的均匀性，加热装置为水浴箱，水浴箱的上端设有水浴槽，加热时，试剂瓶位于水浴槽内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种全自动高锰酸盐指数分析仪，包括底座、机械手和加热装置，所述底座的上端设有待测区与溶剂瓶，所述加热装置设于待测区与溶剂瓶之间，其特征在于：所述加热装置的一侧设有加液区，所述加液区内设有定样位和滴定位，所述定样位的一侧设有抽样旋转机构，所述抽样旋转机构上设有用于抽样的抽样管，所述抽样旋转机构的一侧设有滴定旋转机构，所述滴定旋转机构上设有滴定管，所述滴定管通过蠕动泵与溶剂瓶连接；

所述抽样旋转机构包括支撑架、旋转杆、转轴、第一步进电机和第二步进电机，所述支撑架与底座连接，支撑架的底部设有第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴上连有丝杠，所述丝杠上设有上、下滑动的滑块，所述滑块上设有第一遮光片，所述支撑架上设有与第一遮光片配合的第三光电开关，所述转轴的下端固定在滑块内并与滑块转动配合，所述转轴的外侧套有带动转轴旋转的带轮，转轴与带轮滑动配合，所述第一步进电机与带轮通过皮带连接，所述带轮上设有第二遮光片，带轮的一侧设有与支撑架连接的第一光电开关、第二光电开关，所述第二遮光片分别与第一光电开关、第二光电开关配合，所述旋转杆的一端与转轴的上端连接，旋转杆的另一端固定抽样管；

所述滴定旋转机构包括支撑筒、摆动臂、第三步进电机，所述支撑筒与底座连接，所述第三步进电机设于支撑筒内，所述摆动臂设于支撑筒的上端，摆动臂的一端与第三步进电机连接，摆动臂的另一端设有用于固定滴定管的固定孔，摆动臂靠近支撑筒的一端设有第三遮光片和第四遮光片，所述支撑筒的上端设有与第三遮光片配合的第四光电开关、与第四遮光片配合的第五光电开关。

2.如权利要求1所述的一种全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于：所述支撑架包括顶板、侧板、底板，所述顶板与底板之间通过侧板连接。

3.如权利要求2所述的一种全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于：所述第二步进电机与底板的下端连接，所述丝杠的上端与顶板之间通过轴承连接，所述顶板与底板之间设有滑杆，所述滑块与滑杆滑动配合。

4.如权利要求3所述的一种全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于：所述转轴为方管结构，转轴的外侧套有方孔轴套，转轴与方孔轴套之间滑动配合，所述方孔轴套的外侧套有单边轴套，所述带轮套在单边轴套的外侧，所述单边轴套与顶板之间通过轴承连接。

5.如权利要求1所述的一种全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于：所述摆动臂位于定样位与滴定位之间。

6.如权利要求5所述的一种全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于：所述定样位与滴定位之间设有接液槽，所述接液槽位于滴定管的下方。

7.如权利要求5所述的一种全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于：所述支撑筒的侧壁上设有用于固定管路的固定筒。

8.如权利要求1所述的一种全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于：所述加热装置为水浴箱，所述水浴箱的上端设有水浴槽。