CN110658028A - 一种便携式水质采样及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式水质采样及检测装置，包括取样组件，包括水泵、采样瓶以及采样切换机构，所述采样瓶至少具有一个；所述采样切换机构包括多个容置腔以及回转机构，所述采样瓶被接纳于所述容置腔内，所述回转机构间歇带动所述采样瓶选择性的与所述水泵出口连通；水质检测组件，包括PH传感器、浊度传感器、电导率传感器、数据处理器以及一检测平台，所述检测平台浸没在水面下，所述数据处理器安装在船体内，所述PH传感器、浊度传感器、电导率传感器设在检测平台上，并与数据处理器进行数据交互。

Description

一种便携式水质采样及检测装置

技术领域

本发明属于河流水质检测装置技术领域，具体地说是涉及一种便携式水质采样及检测装置。

背景技术

近几个世纪来，科学技术的飞速发展在方便了人们生活的同时，也对环境造成了难以估量的损害，进而影响到人们的生活质量，其中水污染的问题尤其突出，因此水质检测也越来越受到人们的关注。

在水质检测领域，国外自动检测技术已经有几十年的历史，已经拥有非常丰富的经验以及成功的案例，例如欧美于上世纪80年代开始出现了多参数水质测定仪，主要以监测水温、PH、溶氧量、化学需氧量、总有机碳等水质指标为基础；德国的史德科·马迪可采用的封闭式水质环境监测方式并结合多项高科技手段的做法，也是各国争相效仿的对象。无线通信技术和互联网的发展又给自动检测与控制技术注入了新的动力源。采用无线通信技术设计出无线传感器模块，这样就可以使得检测设备的安置得到进一步简化、成本得到进一步降低。对于提高生产效率、降低生产成本具有极其重要的意义。

目前现有的检测水质的方法大都是采取人工驾驶船只亲自到水域进行现场采集，并将采集到的水样带回至实验室进行检测，整个过程耗费大量成本，且采集时间周期长，操作繁琐。且由于水域类型众多，各种湖面、养殖塘以及水库等，采用人工驾驶船只的方式有时不一定能够适用，具有一定的局限性，应用范围有限。

并且为了进一步的提高水质监测的效率以及效果，为后期的进一步精确检测提供一个初步的数据，所以需要在对检测水域采集水样的同时还要对该区域的水样进行实时检测。

如此，便需要一个能够满足多点采样以及实时检测的装置来满足上述需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携移动式水质采样及检测船，其意在解决河流水质检测的问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

一种便携式水质采样及检测装置，包括

取样组件，包括水泵、采样瓶以及采样切换机构，所述采样瓶至少具有一个；所述采样切换机构包括多个容置腔以及回转机构，所述采样瓶被接纳于所述容置腔内，所述回转机构间歇带动所述采样瓶选择性的与所述水泵出口连通；

水质检测组件，包括PH传感器、浊度传感器、电导率传感器、数据处理器以及一检测平台，所述检测平台浸没在水面下，所述数据处理器安装在船体内，所述PH传感器、浊度传感器、电导率传感器设在检测平台上，并与数据处理器进行数据交互。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述回转机构包括回转平台以及回转驱动组件，所述容置腔均布于所述回转平台，所述回转平台固设于所述回转驱动组件的输出端。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括注水机构，所述注水机构的入口与所述水泵的出口连通，所述注水机构的出口位于注水工位，所述回转机构每间歇转动一次便可带动位于所述注水工位的容置腔移出注水工位，且同时使后方的容置腔进入到注水工位；在所述回转机构间歇期间，所述注水机构的出口与所述容置腔内的采样瓶连通。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述容置腔的开口处固设有一连接件，所述连接件将所述容置腔的开口封闭，所述连接件的外端具有一光滑的第一密封平面，所述第一密封平面开设有一注水通道，所述注水通道与所述容置腔内的采样瓶连通；所述注水机构的出口端具有一与所述第一密封平面相适配的第二密封平面，在所述容置腔位于所述注水工位时，所述第一密封平面与第二密封平面相贴合。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述容置腔贯通设置使得所述容置腔具有第一开口和第二开口，所述连接件固设于所述容置腔的第一开口。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述连接件的内端具有一凹槽，所述凹槽与所述注水通道相连通，所述凹槽内设有密封件，所述采集瓶的瓶口插入所述凹槽内，所述密封件将所述采集瓶的瓶口与所述凹槽之间的间隙填充。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述采样瓶的瓶口固设有一固定件，所述固定件固设有单向阀，所述单向阀仅能允许注水通道内的流体进入到采样瓶内。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述采样瓶还包括排气组件，所述排气组件在采样瓶内注入采样流体的时候将采样瓶内的空气排出。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀的进口端并联与所述水泵的出口，所述第一电磁阀的出口与所述注水机构的进口相连通，所述第二电磁阀的出口与外部直通；每次所述水泵开启后，所述第二电磁阀立即开启，延时设定时间后，所述第一电磁阀开启且第二电磁阀关闭。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：1、可以实现多点和分段式抽样，并送检验，以用来分析被测水域的质量变化趋势，作出科学判断。

2、实现在对检测水域采集水样进行后续精确检测的同时，为了提高检测效率和对检测水域的水质情况有一个初步的掌握，同时为后续精确检测提供初步的参考。

附图说明

图1是本发明的整体结构立体示意图；

图2是本实用信息的整体结构主视图；

图3是本发明的取样组件结构立体示意图；

图4是本发明的取样组件机构主视图；

图5是本发明的取样组件左视图的旋转视图；

图6是A-A剖视图；

图7是排气阀安装位置示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

实施例一

一种便携移动式水质采样及检测船，包括

船体1，用于承载取样组件，并且携带采样组件在河流和水域上移动；船体1上设有设备舱4，设备舱用于放置远程控制组件等电路，设备仓4设有舱盖，通过舱盖使设备舱形成封闭的空间，从而方式外部的水进入到设备舱内损坏设备。

远程控制组件，对船体动力组件以及取样组件进行远程控制，控制船体按照设定轨迹移动且在设定位置控制取样组件进行采样。

船体动力组件2，包括电机驱动模块、电机以及螺旋桨还有舵，船体动力组件2按照远程控制组件的控制协调动作，驱动船体按照远程控制组件的指令沿设定路线移动。

取样组件3，包括水泵33、采样瓶31以及采样切换机构32，本实施方式中采样瓶31设有五个；采样切换机构32包括多个容置腔3211以及回转机构321，采样瓶31被接纳于容置腔32111内，回转机构321间歇带动采样瓶31选择性的与水泵的出口3312连通，水泵33的进口连接有管路，管路一端浸入到待取样的水中，水泵开启便可以将需要取样的水域内的水抽出并泵送至采样瓶内，实现对采样水域的水样采集，采样结束后船体移动到下一采样水域进行采样，此时通过采样切换机构32切换到下一采样瓶，同理的将采样水域的水样通过水泵注射到采样瓶内。那么如果按照一个采样点进行一次采样，那么本实施方式中五个采样瓶可以对五个采样点进行采样，这样大幅提升采样能力和提高工作效率。

具体的，本实施方式中回转机构包括回转平台3211以及回转驱动组件3212，容置腔32111均布于回转平台3211，回转平台3211固设于回转驱动组件3212的输出端；优选回转机构为步进电机或伺服电机，在步进电机和伺服电机的输出端设置减速机，对步进电机或伺服电机的输出端降速，此时回转平台固设于减速机的输出轴上，回转平台每次的回转角度可以通过步进电机或伺服电机转动的圈数以及减速机的减速比进行计算得出。

由于本实施方式的取样组件具有多个采样瓶，那么如何将水泵抽取的水样注入到采样瓶内就是一个需要解决的问题，为此，本实施方式还包括注水机构34，注水机构34的入口与水泵的出口连通，注水机构34的出口位于注水工位，回转机构321每间歇转动一次便可带动位于注水工位的容置腔移出注水工位，且同时使后方的容置腔进入到注水工位；在回转机构间歇期间，注水机构的出口与容置腔内的采样瓶连通。

具体的，本实施方式中容置腔的开口处固设有一连接件323，连接件323将容置腔32111的开口封闭，连接件323的外端具有一光滑的第一密封平面3231，第一密封平面3231开设有一注水通道3233，注水通道3233与容置腔32111内的采样瓶31连通；注水机构34的出口端具有一与第一密封平面3231相适配的第二密封平面342，在容置腔32111位于注水工位时，第一密封平面3231与第二密封平面342相贴合，注水通道3233与注水机构34的出口相对且二者连通，通过注水通道3233与注水机构的出口周围通过第一密封平面以及第二密封平面的紧密贴合形成密封，从而实现在注水的过程中水不会泄露。优选的，容置腔32111贯通设置使得容置腔具有第一开口321111和第二开口321112，连接件323固设于容置腔的第一开口321111，采集瓶31由第二开口321112插入到容置腔32111内，具体的，还包括固定件324，固定件324的上端与连接件323螺纹连接，固定件开设有采样瓶容置腔3241，采样瓶插入在采样瓶容置腔内。需要说明的是，为了实现第一密封面平面和第二密封平面具有更长的寿命，本实施方式优选连接件323可以为金属或者陶瓷，当然也可以是二者复合结构。

进一步优选的，为了避免采样瓶与注水通道存在泄露，从而使采样水泄露，本实施方式优选连接件323的内端具有一凹槽3234，凹槽3234与注水通道相连通，凹槽3234内设有密封件，采集瓶的瓶口311插入密封件内，密封件将采集瓶的瓶口311与凹槽3234之间的间隙填充，从而防止泄露。优选的，采集瓶的瓶口具有一翻边，这个翻边的外径大于采样瓶的外径，这样便可以使瓶口能够被密封件紧密的包裹，从而进一步提升密封效果。

采样瓶的瓶口311固设有一固定件325，固定件325内设有单向阀，单向阀仅能允许注水通道内的流体进入到采样瓶内，这样就可以避免采样瓶在取出容置腔或者运输过程中出现泄漏的问题。

进一步的，如果直接像采样瓶内注入采样液而采样瓶内的空气无法排除，浙江会导致气阻问题，从而使得采样液难以注入到采样瓶内，为此，本实施方式优选采样瓶1还包括排气组件，排气组件在采样瓶内注入采样流体的时候将采样瓶内的空气排出。

具体额，排气组件包括排气阀，所述排气阀的固设于采样瓶31的底部，排气阀的第一端3131朝向采样瓶内，排气阀的第二端3132与大气连通；具体的，在采样瓶的底部(远离采样瓶开口311的一端)开设有透气口312，当向采集瓶内注入采样水的时候采集瓶内的压力上升，达到排气阀开启的压力的时候排气阀内的阀片打开，排气阀的第一端和第二端相连通，由于本实施方式中采样瓶的底部竖直朝上，那么采集瓶内的空气便会由排气阀经由透气孔312排出到大气中，从而解决了注水过程中采样瓶内的压力升高导致采水困难的问题。

此外，为了实现在对检测水域采集水样进行后续精确检测的同时，为了提高检测效率和对检测水域的水质情况有一个初步的掌握，同时为后续精确检测提供初步的参考，本实施方式优选还包括水质检测组件5，水质检测组件包括PH传感器、浊度传感器、电导率传感器、数据处理器以及一检测平台，所述检测平台浸没在水面下，所述数据处理器安装在船体内，所述PH传感器、浊度传感器、电导率传感器设在检测平台上，并与数据处理器进行数据交互水质取样的方法，包括水质取样船，还包括以下步骤：

S1、将水质检测船置于受检水域中，使用终端通过控制模块信号连接；

S2、通过终端控制船体巡航；

S3、到达指定的采样点会对该水域进行取样；

S4、船体依次到达后续设定的采样点，并对采样点的水域进行取样；

S4、船体返航提交样本，由检测人员对样品进行检测。

需要说明的是，本申请中的船体控制以及远程控制为现有技术，本申请仅仅是借用现有技术中的船体控制以及远程控制方法或控制电路对本申请中的船体以及各个机构协调动作，可以参照申请号为CN201910391046.3，名称为一种可远程控制的水质检测船中的船体控制和远程控制方法。

实施例二

上述实施方案在实际的使用过程中，出现了水泵以及管路中留存有上一个采样点采样结束后残留的水样，那么这个残留的水样就会在下一采样点采样时混入到该点的采样液中，从而对下一采样点的水样造成污染，导致检测不准确，出现明显偏差，那么为了解决这个问题，本实施方式还包括第一电磁阀333和第二电磁阀334，第一电磁阀333和第二电磁阀334的进口端并联与水泵的出口3311，第一电磁阀333的出口与注水机构34的进口相连通，第二电磁阀334的出口与外部直通；每次水泵开启后，第二电磁阀与水泵同步开启，第一电磁阀处于关闭状态；延时设定时间后，第一电磁阀开启且第二电磁阀关闭，这样就可以将水泵以及管路中残留的上一采样点的水样排出，延时的时长足够将上一采样点的水样排出，从而解决了这一问题。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：包括

取样组件，包括水泵、采样瓶以及采样切换机构，所述采样瓶至少具有一个；所述采样切换机构包括多个容置腔以及回转机构，所述采样瓶被接纳于所述容置腔内，所述回转机构间歇带动所述采样瓶选择性的与所述水泵出口连通；

水质检测组件，包括PH传感器、浊度传感器、电导率传感器、数据处理器以及一检测平台，所述检测平台浸没在水面下，所述数据处理器安装在船体内，所述PH传感器、浊度传感器、电导率传感器设在检测平台上，并与数据处理器进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：所述回转机构包括回转平台以及回转驱动组件，所述容置腔均布于所述回转平台，所述回转平台固设于所述回转驱动组件的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：还包括注水机构，所述注水机构的入口与所述水泵的出口连通，所述注水机构的出口位于注水工位，所述回转机构每间歇转动一次便可带动位于所述注水工位的容置腔移出注水工位，且同时使后方的容置腔进入到注水工位；在所述回转机构间歇期间，所述注水机构的出口与所述容置腔内的采样瓶连通。

4.根据权利要求3所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：所述容置腔的开口处固设有一连接件，所述连接件将所述容置腔的开口封闭，所述连接件的外端具有一光滑的第一密封平面，所述第一密封平面开设有一注水通道，所述注水通道与所述容置腔内的采样瓶连通；所述注水机构的出口端具有一与所述第一密封平面相适配的第二密封平面，在所述容置腔位于所述注水工位时，所述第一密封平面与第二密封平面相贴合。

5.根据权利要求4所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：所述容置腔贯通设置使得所述容置腔具有第一开口和第二开口，所述连接件固设于所述容置腔的第一开口。

6.根据权利要求4所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：所述连接件的内端具有一凹槽，所述凹槽与所述注水通道相连通，所述凹槽内设有密封件，所述采集瓶的瓶口插入所述凹槽内，所述密封件将所述采集瓶的瓶口与所述凹槽之间的间隙填充。

7.根据权利要求1所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：所述采样瓶的瓶口固设有一固定件，所述固定件固设有单向阀，所述单向阀仅能允许注水通道内的流体进入到采样瓶内。

8.根据权利要求1所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：所述采样瓶还包括排气组件，所述排气组件在采样瓶内注入采样流体的时候将采样瓶内的空气排出。

9.根据权利要求1所述的一种便携式水质采样及检测装置，其特征在于：还包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀的进口端并联与所述水泵的出口，所述第一电磁阀的出口与所述注水机构的进口相连通，所述第二电磁阀的出口与外部直通；每次所述水泵开启后，所述第二电磁阀立即开启，延时设定时间后，所述第一电磁阀开启且第二电磁阀关闭。

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