CN110726817B - 一种便携式水体重金属检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属检测技术领域，且公开了一种便携式水体重金属检测装置，包括气囊和箱体，所述气囊有两个且以箱体为中心对称，所述气囊的顶部固定安装有圆弧块，所述圆弧块的上表面固定连接有固定架，所述气囊通过圆弧块和固定架与箱体连接。与现有现有技术相比，本发明通过气囊在水中的体积变化来改变装置在水体中的浮力大小，进而调整其在污染水体中的检测深度，同时通过动力装置的设置，为装置提供推力，增加了装置的检测范围，其二者相互配合，使得装置可以在污染水体任何地点进行在线检测，减少了样本取样时间，有效提高检测效率，进而增加检测次数，使得有更多的检测数据，有效形成对比，增加检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及金属检测技术领域，具体为一种便携式水体重金属检测装置。
背景技术
污染问题是一个全球尺度上的环境问题，而采矿业是各类重金属污染中最严重的来源之一，同时，绝大多数矿区利用堆浸法在低品位矿石中提取金属矿物，但由于技术水平以及环保措施参差不齐，监管程度较差，堆浸场常常发生堆浸液泄露的情况，这些污水常常含有成百上千ppm的重金属含量，目前，针对于水污染的定量分析主要依靠实验室方法，如X射线吸收光谱法，原子吸收光谱法、等离子体质谱法，离子色谱-电感耦合等离子体质谱法，以及电感耦合等离子发射光谱仪等，但这些方法都需要样品的收集和准备，这不仅不经济并且浪费时间，如此，利用手持式X荧光仪可以进行现场检测，但手持式X荧光仪对于水污染检测存在着一些不足，如下：
利用手持式X荧光仪对水污染体进行检测时，由于其自身需要人工手持来控制操作，使得其检测范围局限在污染水体周边，并且检测时需要稳定设备一段时间，则对操作人员的要求较高，同时，液体对手持式X荧光仪会造成损坏，需要对手持式X荧光仪进行防护，如此则依然需要现场进行样本提取，然后按照试验室内检测步骤进行检测，检测效率依然不足。
发明内容
本发明提供了一种便携式水体重金属检测装置，具备检测效率高，范围广，安全性能高，操作便捷的优点，解决了上述背景技术中的问题。
本发明提供如下技术方案：一种便携式水体重金属检测装置，包括气囊和箱体，所述气囊有两个且以箱体为中心对称，所述气囊的顶部固定安装有圆弧块，所述圆弧块的上表面固定连接有固定架，所述气囊通过圆弧块和固定架与箱体连接，所述气囊中部的顶面与侧斜面连通有通气导管且通气导管穿过圆弧块，所述与气囊中部顶面连通的通气导管的一端固定连接有放气阀，所述与气囊中部侧斜面连通的通气导管上固定连接有进气阀，气瓶固定安装在箱体内腔的底面，所述气瓶通过通气导管与进气阀传动连接，所述箱体内腔的中部固定安装有控制电路板，所述箱体内腔的右下角固定安装有电池箱，所述箱体的左下角活动安装有检测仪，所述箱体内腔的背面且位于检测仪的后方活动安装有取样板，所述取样板的右侧中部固定连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆与箱体内腔的侧壁固定连接，所述箱体的内腔壁上且位于检测仪与取样板之间固定安装有聚乙烯膜，所述箱体的正面安装有动力装置，所述箱体正面与背面的两侧分别固定安装有电磁连接座，所述电磁连接座的上表面通过电磁力固定连接有连接腿，所述连接腿的顶端固定连接有漂浮板，所述箱体上表面的中部且位于漂浮板的正下方固定安装有连接装置，所述箱体底面的正中心固定连接有连接线，且连接线贯穿箱体底面与控制电路板固定连接。
优选的，所述箱体内腔壁上且位于检测仪和取样板之间固定安装有湿度传感器，所述箱体的内腔中且位于检测仪的右侧固定安装有紧急密封装置。
优选的，所述紧急密封装置包括密封块和电磁线圈，所述密封块与箱体的内壁活动卡接，所述电磁线圈与箱体内壁固定连接，所述密封块的右侧中部固定连接有直线弹簧，所述直线弹簧的一端与箱体的内部固定连接，所述密封块的左侧活动卡接有卡块，所述卡块的一端与检测仪固定连接，所述卡块的正面固定安装有铁片，所述卡块通过直线弹簧与电磁线圈固定连接，所述密封块右侧的直线弹簧未触发时处于压缩状态，所述卡块正面的直线弹簧未工作时处于支撑状态。
优选的，所述动力装置包括转动轴和电动机，所述转动轴与箱体活动套接，所述转动轴的一端固定安装有螺旋桨，所述转动轴的另一端固定套装有涡轮，所述电动机上固定连接有蜗杆，所述涡轮与蜗杆螺纹连接，且涡轮位于蜗杆的底部。
优选的，所述连接装置包括固定座，所述固定座内壁中心固定连接有中心轴，所述中心轴上套接有涡卷弹簧，且涡卷弹簧的一端与中心轴固定连接，所述固定座的内壁上活动安装有滚轮且套接在中心轴与涡卷弹簧的外侧，所述涡卷弹簧的另一端与滚轮的内壁固定连接，所述滚轮上活动套接有非弹力绳，所述固定座内侧的顶部固定安装有定位架，所述非弹力绳的一端从定位架的中心穿过并与漂浮板的底部正中心固定连接，所述连接装置上固定安装有定位传感器。
优选的，所述每个气囊上固定安装有三个圆弧块，且三个圆弧块均匀分布，所述圆弧块的圆弧周长为气囊充满气后周长的三分之一。
优选的，所述箱体背面开设有取样孔且直径为D，所述取样板的左部开设有取样通孔且直径为d,所述取样孔的直径D大于取样通孔直径d，所述取样孔与取样通孔的圆心在同一水平线。
优选的，所述箱体的内部且位于检测仪与电池箱之间固定安装有隔离带，所述取样板的正面与背面的两侧固定安装有密封条，所述密封块背面的两侧固定安装有密封条。
本发明具备以下有益效果：
1、与现有现有技术相比，本发明通过气囊在水中的体积变化来改变装置在水体中的浮力大小，进而调整其在污染水体中的检测深度，同时通过动力装置的设置，为装置提供推力，增加了装置的检测范围，其二者相互配合，使得装置可以在污染水体任何地点进行在线检测，减少了样本取样时间，有效提高检测效率，进而增加检测次数，使得有更多的检测数据，有效形成对比，增加检测精度。
2、通过取样板和液压伸缩杆的设置，使得检测对检测点污染水体进行快速取样，使得检测时，样本与检测头处于相对静止，增加检测精度，同时有效避免水压对聚乙烯膜造成压迫，增加装置的安全性，同时湿度传感器与紧急密封装置的设置，使得聚乙烯膜损坏破裂时，快速对装置进行密封，避免水体进入造成检测仪的损坏，进一步提高装置的安全性。
附图说明
图1为本发明结构俯视半剖示意图；
图2为本发明结构背视示意图；
图3为本发明结构图1中C-C处示意图；
图4为本发明结构图1中E-E处示意图；
图5为本发明结构图1中A处放大示意图；
图6为本发明结构图1中B处放大示意图。
图中：1、气囊；2、圆弧块；3、固定架；4、箱体；6、通气导管；7、放气阀；8、进气阀；9、气瓶；10、控制电路板；11、电池箱；12、检测仪；13、取样板；14、液压伸缩杆；15、聚乙烯膜；16、湿度传感器；17、紧急密封装置；171、密封块；172、直线弹簧；173、卡块；174、电磁线圈；18、动力装置；181、转动轴；182、螺旋桨；183、涡轮；184、蜗杆；185、电动机；19、电磁连接座；20、连接腿；21、漂浮板；22、连接装置；221、固定座；222、滚轮；223、非弹力绳；224、定位架；23、连接线。
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。
请参阅图1-6，一种便携式水体重金属检测装置，包括气囊1和箱体4，气囊1有两个且以箱体4为中心对称，气囊1的顶部固定安装有圆弧块2，圆弧块2的上表面固定连接有固定架3，气囊1通过圆弧块2和固定架3与箱体4连接，气囊1中部的顶面与侧斜面连通有通气导管6且通气导管6穿过圆弧块2，与气囊1中部顶面连通的通气导管6的一端固定连接有放气阀7，与气囊1中部侧斜面连通的通气导管6上固定连接有进气阀8，气瓶9固定安装在箱体4内腔的底面，气瓶9通过通气导管6与进气阀8传动连接，箱体4内腔的中部固定安装有控制电路板10，箱体4内腔的右下角固定安装有电池箱11，箱体4的左下角活动安装有检测仪12，箱体4内腔的背面且位于检测仪12的后方活动安装有取样板13，取样板13的右侧中部固定连接有液压伸缩杆14，液压伸缩杆14与箱体4内腔的侧壁固定连接，箱体4的内腔壁上且位于检测仪12与取样板13之间固定安装有聚乙烯膜15，箱体4的正面安装有动力装置18，箱体4正面与背面的两侧分别固定安装有电磁连接座19，电磁连接座19的上表面通过电磁力固定连接有连接腿20，连接腿20的顶端固定连接有漂浮板21，箱体4上表面的中部且位于漂浮板21的正下方固定安装有连接装置22，箱体4底面的正中心固定连接有连接线23，且连接线23贯穿箱体4底面与控制电路板10固定连接。
其中，箱体4内腔壁上且位于检测仪12和取样板13之间固定安装有湿度传感器16，箱体4的内腔中且位于检测仪12的右侧固定安装有紧急密封装置17，当聚乙烯膜15破裂时，水从聚乙烯膜15向内渗入，湿度传感器16检测到湿度的变化，立即通过控制电路板10向电脑传递报警信号，同时紧急密封装置17将检测口进行密封，防止液体继续侵入，提高装置的安全性。
其中，紧急密封装置17包括密封块171和电磁线圈174，密封块171与箱体4的内壁活动卡接，电磁线圈174与箱体4内壁固定连接，密封块171的右侧中部固定连接有直线弹簧172，直线弹簧172的一端与箱体4的内部固定连接，密封块171的左侧活动卡接有卡块173，卡块173的一端与检测仪12固定连接，卡块173的正面固定安装有铁片，卡块173通过直线弹簧172与电磁线圈174固定连接，密封块171右侧的直线弹簧172未触发时处于压缩状态，卡块173正面的直线弹簧172未工作时处于支撑状态，当紧急密封装置17触发时，电磁线圈174工作产生吸引力，对卡块173进行吸引，并带动检测仪12移动，远离渗入的液体，并且使密封块171在直线弹簧172的作用下向左移动，将检测口密封，隔绝进入的液体。
其中，动力装置18包括转动轴181和电动机185，转动轴181与箱体4活动套接，转动轴181的一端固定安装有螺旋桨182，转动轴181的另一端固定套装有涡轮183，电动机185上固定连接有蜗杆184，涡轮183与蜗杆184螺纹连接，且涡轮183位于蜗杆184的底部，动力装置18为装置提供前进的动力，使得装置可以达到污染水体的任何位置，增加了装置的检测范围，节省了提取样本的时间，提高检测效率。
其中，连接装置22包括固定座221，固定座221内壁中心固定连接有中心轴，中心轴上套接有涡卷弹簧，且涡卷弹簧的一端与中心轴固定连接，固定座221的内壁上活动安装有滚轮222且套接在中心轴与涡卷弹簧的外侧，涡卷弹簧的另一端与滚轮222的内壁固定连接，滚轮222上活动套接有非弹力绳223，固定座221内侧的顶部固定安装有定位架224，非弹力绳223的一端从定位架224的中心穿过并与漂浮板21的底部正中心固定连接，连接装置22上固定安装有定位传感器，当装置达到指定检测区域，漂浮板21停留在水面上，便于操作人员观察以及定位，同时为装置提供一定的浮力，防止装置下落速度过快，同时可以根据非弹力绳223的下放长度确定装置下潜的深度，进行精准的检测，以便形成对比例，增加检测的精确性。
其中，每个气囊1上固定安装有三个圆弧块2，且三个圆弧块2均匀分布，圆弧块2的圆弧周长为气囊1充满气后周长的三分之一，使得可以有效与气囊1箱连接，使得气囊1放气时刻从底部进行收缩，避免对气囊1的放气后收缩造成阻碍。
其中，箱体4背面开设有取样孔且直径为D，取样板13的左部开设有取样通孔且直径为d,取样孔的直径D大于取样通孔直径d，取样孔与取样通孔的圆心在同一水平线，取样时由液压伸缩杆14拉动取样板13平移一个来回，进行定量取样，有效避免水体直接对聚乙烯膜15的冲击，同时减少与过多的水体接触，造成水的浸入，导致检测仪12的损坏。
其中，箱体4的内部且位于检测仪12与电池箱11之间固定安装有隔离带，将电池箱11进行检测仪12进行隔离，防止液体泄漏造成电路短路，降低损失，取样板13的正面与背面的两侧固定安装有密封条，密封块171背面的两侧固定安装有密封条，进一步提高装置的密封性，提高装置的安全性。
工作原理，根据污染水体的面积大小选择合适长度的连接线23，通过连接线23将电脑与装置进行连接，操作人员通过电脑下达命令控制装置进行检测任务，首先将装置放入污染水体中（此时气囊1为充满状态，电磁连接座19处于工作状态，b并将连接腿20吸引），装置漂浮在水面，并且水面略高于或者等于漂浮板21的底面，打开电动机185，使得螺旋桨182旋转提供推力，装置前行，到达预定检测位置，而后关闭电动机185，静止后关闭电磁连接座19，使电磁连接座19与连接腿20分离，然后打开放气阀7，将气囊1中的气体释放一部分，减小气囊1的浮力，装置在重力的作用下下降一定深度，到达指定位置后，打开进气阀8，将气瓶9中的气体注入到气囊1中，增加气囊1体积，使得装置的浮力与重力相等，可在水体中静止，然后驱动液压伸缩杆14来回伸缩一次，取得样本，而后检测仪12进行检测，同时此时驱动装置前往下一检测点。
当聚乙烯膜15破裂后，有水从聚乙烯膜15向内渗入，湿度传感器16检测到湿度的变化，立即通过控制电路板10向电脑传递报警信号，同时控制电磁线圈174打开，对卡块173进行吸引，将检测仪12向后拉开，并且密封块171在直线弹簧172的作用下向左平移，将检测口进行密封。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种便携式水体重金属检测装置，包括气囊（1）和箱体（4），所述气囊（1）有两个且以箱体（4）为中心对称，其特征在于：所述气囊（1）的顶部固定安装有圆弧块（2），所述圆弧块（2）的上表面固定连接有固定架（3），所述气囊（1）通过圆弧块（2）和固定架（3）与箱体（4）连接，所述气囊（1）中部的顶面与侧斜面连通有通气导管（6）且通气导管（6）穿过圆弧块（2），所述与气囊（1）中部顶面连通的通气导管（6）的一端固定连接有放气阀（7），所述与气囊（1）中部侧斜面连通的通气导管（6）上固定连接有进气阀（8），气瓶（9）固定安装在箱体（4）内腔的底面，所述气瓶（9）通过通气导管（6）与进气阀（8）传动连接，所述箱体（4）内腔的中部固定安装有控制电路板（10），所述箱体（4）内腔的右下角固定安装有电池箱（11），所述箱体（4）的左下角活动安装有检测仪（12），所述箱体（4）内腔的背面且位于检测仪（12）的后方活动安装有取样板（13），所述取样板（13）的右侧中部固定连接有液压伸缩杆（14），所述液压伸缩杆（14）与箱体（4）内腔的侧壁固定连接，所述箱体（4）的内腔壁上且位于检测仪（12）与取样板（13）之间固定安装有聚乙烯膜（15），所述箱体（4）的正面安装有动力装置（18），所述箱体（4）正面与背面的两侧分别固定安装有电磁连接座（19），所述电磁连接座（19）的上表面通过电磁力固定连接有连接腿（20），所述连接腿（20）的顶端固定连接有漂浮板（21），所述箱体（4）上表面的中部且位于漂浮板（21）的正下方固定安装有连接装置（22），所述箱体（4）底面的正中心固定连接有连接线（23），且连接线（23）贯穿箱体（4）底面与控制电路板（10）固定连接，所述箱体（4）背面开设有取样孔且直径为D，所述取样板（13）的左部开设有取样通孔且直径为d,所述取样孔的直径D大于取样通孔直径d，所述取样孔与取样通孔的圆心在同一水平线。
2.根据权利要求1所述的一种便携式水体重金属检测装置，其特征在于：所述箱体（4）内腔壁上且位于检测仪（12）和取样板（13）之间固定安装有湿度传感器（16），所述箱体（4）的内腔中且位于检测仪（12）的右侧固定安装有紧急密封装置（17）。
3.根据权利要求2所述的一种便携式水体重金属检测装置，其特征在于：所述紧急密封装置（17）包括密封块（171）和电磁线圈（174），所述密封块（171）与箱体（4）的内壁活动卡接，所述电磁线圈（174）与箱体（4）内壁固定连接，所述密封块（171）的右侧中部固定连接有直线弹簧（172），所述直线弹簧（172）的一端与箱体（4）的内部固定连接，所述密封块（171）的左侧活动卡接有卡块（173），所述卡块（173）的一端与检测仪（12）固定连接，所述卡块（173）的正面固定安装有铁片，所述卡块（173）通过直线弹簧（172）与电磁线圈（174）固定连接，所述密封块（171）右侧的直线弹簧（172）未触发时处于压缩状态，所述卡块（173）正面的直线弹簧（172）未工作时处于支撑状态。
4.根据权利要求1所述的一种便携式水体重金属检测装置，其特征在于：所述动力装置（18）包括转动轴（181）和电动机（185），所述转动轴（181）与箱体（4）活动套接，所述转动轴（181）的一端固定安装有螺旋桨（182），所述转动轴（181）的另一端固定套装有涡轮（183），所述电动机（185）上固定连接有蜗杆（184），所述涡轮（183）与蜗杆（184）螺纹连接，且涡轮（183）位于蜗杆（184）的底部。
5.根据权利要求1所述的一种便携式水体重金属检测装置，其特征在于：所述连接装置（22）包括固定座（221），所述固定座（221）内壁中心固定连接有中心轴，所述中心轴上套接有涡卷弹簧，且涡卷弹簧的一端与中心轴固定连接，所述固定座（221）的内壁上活动安装有滚轮（222）且套接在中心轴与涡卷弹簧的外侧，所述涡卷弹簧的另一端与滚轮（222）的内壁固定连接，所述滚轮（222）上活动套接有非弹力绳（223），所述固定座（221）内侧的顶部固定安装有定位架（224），所述非弹力绳（223）的一端从定位架（224）的中心穿过并与漂浮板（21）的底部正中心固定连接，所述连接装置（22）上固定安装有定位传感器。
6.根据权利要求1所述的一种便携式水体重金属检测装置，其特征在于：所述每个气囊（1）上固定安装有三个圆弧块（2），且三个圆弧块（2）均匀分布，所述圆弧块（2）的圆弧周长为气囊（1）充满气后周长的三分之一。
7.根据权利要求3所述的一种便携式水体重金属检测装置，其特征在于：所述箱体（4）的内部且位于检测仪（12）与电池箱（11）之间固定安装有隔离带，所述取样板（13）的正面与背面的两侧固定安装有密封条，所述密封块（171）背面的两侧固定安装有密封条。
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