CN111474009A - 一种全自动控制分时段水样采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动控制分时段水样采集装置，其特征在于：包括进水口连接管(26)，进水口连接管(26)的一端伸入排水管中，另一端分别连接微型水泵(18)和微型加压器(17)、微型水泵(18)和出水口连接管(19)连接，出水口连接管(19)连接多岔口管(21)，多岔口管(21)上设有电磁阀(22)，多岔口管(21)的出水口对准采样瓶(24)瓶口。本发明可以根据设置好的抽水时间、流量和间隔时间开始抽水，人工操作少，运营成本相对较低。能够将本时段残留在管中的水冲洗到排水沟中，采集瓶内采用浮球结构能够实现各个时段水样采集后的密封，避免采样瓶中的水样蒸发和空气影响水样中水质的浓度，提高水样采集的准确度。

Description

一种全自动控制分时段水样采集装置

技术领域

本发明涉及一种全自动控制分时段水样采集装置，属于水环境监测设备领域。

背景技术

随着社会经济的发展，环境污染问题特别是水污染问题日趋严重，水环境治理是当今社会关注的一大焦点，也是生态文明建设的重要内容。水环境治理中的一项重要内容则是水环境监测，根据水样中氮磷浓度等指标来判定水质的好坏，因此水样的采集则成为一项重要基础工作。

当前国内水样采集大多是采用落后的人工采集方式，但长期采用人工采集的方式，人力成本较高，在样本采集的及时性、准确性方面难以保证，并且若取样地点较远或存在危险因素时，不易采取人工采集的方式。因此发展自动采集水样的设备是大势所趋。此外，为研究水质变化过程，需要进行分时段采集水样，即将不同时段的水样采集到不同的采样瓶中。例如在农业种植区实施了田间工程、生态塘堰等农业面源污染治理措施，通常以降雨时排水的水质变化来分析治理效果，因此需要在降雨发生时，及时地采集到总排水沟不同时段的多个水样。此外，当前水文水质模型研究时也需要在降雨发生时及时采集到水样，对于大江大河有水文站进行采样监测，但对于中小型河湖则没有水文站。因此，发展一种全自动的分时段水样采集设备是十分有意义的，并且将具有较广的应用范围。

目前出现了一些分时段采集装置，例如发明专利“一种分时自动水样采集器(CN106546452B)”，该采样器能够分时段采集到水样，但其在降雨发生并不能够自发启动进行采样，不能解决降雨发生及时采样的问题，发明专利“一种全自动分时段雨样采集装置(CN201410651845)”虽能够根据降雨发生自动进行分时段采样，但其主要是用于降雨收集的装置，并且其采用的分时结构主要是靠步进电机实现，这种方式难以有效精确控制转动幅度。此外，当采样瓶采集完水样时，若不进行密封，存放时间较久发生蒸发或空气会影响水样中水质的浓度，当前已有设备很少考虑到这个问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种全自动控制分时段水样采集装置。该装置同时解决自动采集、降雨时采集的及时性以及水样密封保存等问题，具有人工操作少，降低管理成本的特点。

本发明的技术方案：全自动控制分时段水样采集装置，包括进水口连接管，进水口连接管的一端伸入排水管中，另一端分别连接微型水泵和微型加压器、微型水泵和出水口连接管连接，出水口连接管连接多岔口管，多岔口管上设有电磁阀，多岔口管的出水口对准采样瓶瓶口。

前述的全自动控制分时段水样采集装置，所述微型水泵连接微型水泵控制器，微型加压器连接微型加压器控制器；微型水泵控制器、微型加压器控制器和电磁阀连接MCU控制器，MCU控制器分别和PLC控制器、通讯模块和供电模块连接。

前述的全自动控制分时段水样采集装置，所述MCU控制器与雨水传感器通过第一连接线连接，所述供电模块与太阳能板通过第二连接线连接。

前述的全自动控制分时段水样采集装置，所述装置还包括容纳箱，容纳箱分为上下两层；容纳箱箱体上设有箱门、第一门扣、第二门扣、容纳箱内置物台、第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞和第四孔洞。

前述的全自动控制分时段水样采集装置，所述多岔口管分出2个以上出水管，每个出水管上安装有电磁阀，多岔口管安装在岔口管固定托盘上，岔口管固定托盘底部设有托盘底座，托盘底座周围放置采样瓶。

前述的全自动控制分时段水样采集装置，所述采样瓶中放置有一个浮球，底部侧边有一缺口，利用瓶塞塞住。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下几个方面的优点：

1.分时段水样采集系统可以根据设置好的抽水时间、抽水流量和间隔时间开始抽水，通过PLC控制器控制打开一个电磁阀，其余电磁阀全部关闭，即多岔口管只有一个出水管出水，实现采样瓶采集到第一个时段的水样；第一个时段抽水完成后，进入微型水泵的间歇时间，此时微型加压器对进水口连接管加压，将第一时段残留的水样冲到排水沟中，然后进入微型水泵抽水的第二时段，之后的过程重复第一时段过程，如此直到最后一个采样瓶采集到水样则完成水样的分时段采集。采集到的分时段水样以供降雨径流过程以及面源污染过程的研究。人工操作少，运营成本相对较低。

2.能够实现进水口连接管的反向加压，将本时段残留在管中的水冲洗到排水沟中，避免下一时段取水时受本时段残留水样的影响，提高分时段采样的准确度。

3.采集瓶内采用浮球结构能够实现各个时段水样采集后的密封，避免采样瓶中的水样蒸发和空气影响水样中水质的浓度，进一步提高水样采集的准确度。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为采样瓶结构示意图；

附图3为控制线路示意图。

附图标记：1-太阳能板、2-雨水传感器、3-第一连接线、4-第二连接线、5-第一孔洞、6-第二孔洞、7-供电模块、8-微型水泵控制器、9-微型加压器控制器、10-PLC控制器、11-通讯模块、12-MCU控制器、13-容纳箱箱体、13.1-容纳箱内置物台、14-第一门扣、15-第二门扣、16-容纳箱箱门、17-微型加压器、18-微型水泵、19-出水口连接管、20-第三孔洞、21-多岔口管；22-电磁阀、23-岔口管固定托盘、24-采样瓶、24-1-浮球、24-2-采样瓶底部瓶塞、25-托盘底座、26-进水口连接管、27-立式支撑杆、28-第四孔洞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：全自动控制分时段水样采集装置，包括进水口连接管26，进水口连接管26的一端伸入排水管中，另一端分别连接微型水泵18和微型加压器17、微型水泵18和出水口连接管19连接，出水口连接管19连接多岔口管21，多岔口管21上设有电磁阀22，多岔口管21的出水口对准采样瓶24瓶口。

所述微型水泵18连接微型水泵控制器8，微型加压器17连接微型加压器控制器9；微型水泵控制器8、微型加压器控制器9和电磁阀22连接MCU控制器17，MCU控制器17分别和PLC控制器10、通讯模块11和供电模块7连接。

所述MCU控制器17与雨水传感器2通过第一连接线3连接，所述供电模块7与太阳能板1通过第二连接线4连接。

所述装置还包括容纳箱13，容纳箱13分为上下两层；容纳箱13箱体上设有箱门16、第一门扣14、第二门扣15、容纳箱内置物台13.1、第一孔洞5、第二孔洞6、第三孔洞20和第四孔洞28，容纳箱13由立式支撑杆27固定安装。其中第一孔洞5为第一连接线3的通道，第二孔洞6为容纳箱13上下两层连接线的通道，第三孔洞20为进水口连接管26的通道，并可在采样瓶收集满溢出水时充当漏水孔的作用，第四孔洞28是位于容纳箱最顶部，是第一连接线4的通道。

所述多岔口管21分出2个以上出水管，每个出水管上安装有电磁阀22，多岔口管21安装在岔口管固定托盘23上，岔口管固定托盘23底部设有托盘底座25，托盘底座25周围放置采样瓶24。

所述采样瓶24中放置有一个浮球24-1，底部侧边有一缺口，利用瓶塞24-2塞住。当采样瓶装满水时，浮球24-1充当阀门的作用封住瓶口，避免存放时间较久时瓶中水分蒸发或空气影响水样中水质浓度。其中底部缺口的尺寸大于浮球24-1尺寸，浮球24-1可从缺口处放入瓶中。

结合说明书附图所示的结构及电路原理，工作原理如下：

当降雨发生时，雨水传感器2感知到降雨，将信号传输给MCU控制器12，MCU控制器12控制分时段水样采集系统启动，微型水泵控制器8控制微型水泵18根据设置好的抽水时间、抽水流量和间隔时间开始抽水，第一个时段开始抽水时，PLC控制器10控制打开一个电磁阀，其余电磁阀全部关闭，即多岔口管21只有一个出水管出水，实现采样瓶24采集到第一个时段的水样，其中预设的抽水时间和流量能够达到水量装满采样瓶24使得浮球阀24-1封闭瓶口，每个时段多余的水可从第三孔洞20漏出；第一个时段抽水完成后，进入微型水泵18的间歇时间，此时微型加压器控制器9控制微型加压器17对进水口连接管加压，将第一时段残留的水样冲到排水沟中，之后则进入微型水泵18抽水的第二时段，之后的过程重复第一时段过程，如此直到最后一个采样瓶24采集到水样则完成水样的分时段采集，实现了不同时段的水样采集到的不同采样瓶24，并利用浮球阀24-1密封保存水样，取回水样后打开瓶塞24-2即可将水样倒出进行化验。此外，也可以通过PC端软件远程人为启动采集装置，即不发生降雨时也可以启动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全自动控制分时段水样采集装置，其特征在于：包括进水口连接管(26)，进水口连接管(26)的一端伸入排水管中，另一端分别连接微型水泵(18)和微型加压器(17)、微型水泵(18)和出水口连接管(19)连接，出水口连接管(19)连接多岔口管(21)，多岔口管(21)上设有电磁阀(22)，多岔口管(21)的出水口对准采样瓶(24)瓶口。

2.根据权利要求1所述的全自动控制分时段水样采集装置，其特征在于：所述微型水泵(18)连接微型水泵控制器(8)，微型加压器(17)连接微型加压器控制器(9)；微型水泵控制器(8)、微型加压器控制器(9)和电磁阀(22)连接MCU控制器(17)，MCU控制器(17)分别和PLC控制器(10)、通讯模块(11)和供电模块(7)连接。

3.根据权利要求2所述的全自动控制分时段水样采集装置，其特征在于：所述MCU控制器(17)与雨水传感器(2)通过第一连接线(3)连接，所述供电模块(7)与太阳能板(1)通过第二连接线(4)连接。

4.根据权利要求1所述的全自动控制分时段水样采集装置，其特征在于：所述装置还包括容纳箱(13)，容纳箱(13)分为上下两层；容纳箱(13)箱体上设有箱门(16)、第一门扣(14)、第二门扣(15)、容纳箱内置物台(13.1)、第一孔洞(5)、第二孔洞(6)、第三孔洞(20)和第四孔洞(28)。

5.根据权利要求1所述的全自动控制分时段水样采集装置，其特征在于：所述多岔口管(21)分出2个以上出水管，每个出水管上安装有电磁阀(22)，多岔口管(21)安装在岔口管固定托盘(23)上，岔口管固定托盘(23)底部设有托盘底座(25)，托盘底座(25)周围放置采样瓶(24)。

6.根据权利要求1所述的全自动控制分时段水样采集装置，其特征在于：所述采样瓶(24)中放置有一个浮球(24-1)，底部侧边有一缺口，利用瓶塞(24-2)塞住。

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