CN112798354A - 一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，包括主控器、固定板、同步采样装置、检测装置和对称设置在固定板顶部两侧的两组提升装置；每组提升装置均驱动一个提升板在通槽上方上下移动；同步装置包括顶板、同步板以及通过支撑板连接的底板；每个取样器沿支撑板的高度方向均匀设置，每个取样器均包括活塞杆和取样管；检测装置包括若干个pH检测杆和钙离子传感器；每个进样管入口处均设置有钙离子传感器，若干个pH检测杆沿支撑板的高度方向均匀设置，每个pH检测杆的检测端一个取样管连通；pH检测杆和钙离子传感器的检测值通过导线向主控器传输。该装置能够实现不同深度地下水样本的取样检测，取样精确，操作方便。

Description

一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置

技术领域

本发明涉及取样装置技术领域，具体涉及用于检测地下水饮水安全类别的取样装置。

背景技术

随着经济的快速发展，我国地下水污染形势日益严峻，水质日趋恶化，已成为区域生态环境、流域环境和水环境建设一个不容忽视的问题，不仅对饮水人的身体健康产生影响，而且对食品安全和饮水安全的危害越来越大，在这种形势下，保护和改善地下水的饮用水水源已成为一项刻不容缓的紧迫任务。现阶段在我国，地下水是饮水水源的主要组成部分，然而，地下水也是极易造成污染的水源，需要对其进行检测和评价，以获取水质信息进而针对性地进行净化处理，达到饮水标准。

现阶段采用的检测装置通常是将不同深度的地下水进行取样，提升至地表进行检测，并需要多次反复进行操作，无法实现固定深度的地下水实时取样检测，效率较低，十分不便。

为此，本发明提出了一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置。该实现固定深度的地下水实时取样检测，取样精确，操作方便。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，包括主控器、固定板、同步采样装置和对称设置在所述固定板顶部两侧的两组提升装置；所述固定板中部开设有通槽，每组提升装置均驱动一个提升板在所述通槽上方上下移动；

所述同步采样装置包括同步装置和若干个取样器；所述同步装置包括顶板、同步板和底板；所述底板和顶板通过两个设置在两侧的支撑板固定连接；所述顶板顶部的两侧分别通过两个提升杆与提升板连接，所述同步板架设在所述顶板和底板之间，其上下两端分别通过第一移动装置和第二移动装置驱动移动；

若干个所述取样器沿所述同步板的高度方向均匀设置，每个所述取样器均包括活塞杆和取样管；所述同步板和远离所述同步板(3)的所述支撑板相对一侧沿高度方向均开设有方槽，每个所述取样管的一端均通过一组第一驱动装置驱动滑动设置在所述支撑板的方槽内；每个所述活塞杆的一端均通过一组第二驱动装置驱动在所述同步板的内侧，另一端设置有活塞，所述活塞与所述取样管的内壁滑动配合；每个所述取样管底部均连通有进样管；

每组所述提升装置均包括绕绳装置和提升臂；所述提升臂倾斜架设在所述固定板顶部，其上端开设有槽口；所述绕绳装置架设在所述提升臂的外侧；所述提升板顶部固定设置有钢丝绳，所述钢丝绳绕过所述槽口，并与所述绕绳装置缠绕。

优选地，还包括检测装置；所述检测装置包括若干个pH检测杆和钙离子传感器；每个所述进样管入口处均设置有所述钙离子传感器和水压传感器，每个所述pH检测杆的检测端一个所述取样管连通；所述pH检测杆和钙离子传感器的检测值通过导线向所述主控器传输。

优选地，所述顶板开设有槽口；所述同步板为T型结构，所述同步板下端穿过所述槽口，上端的下沿与所述顶板的顶部抵接；所述第一移动装置架设于所述顶板顶部，所述第一移动装置驱动所述同步板上端在所述顶板的顶部移动；所述第二移动装置架设于所述底板顶部，所述第二移动装置驱动所述同步板下端在所述底板的顶部移动。

优选地，所述第一移动装置包括第一电机、第一丝杠和两个第一架板；两个所述第一架板固定设置在所述顶板的顶部，且所述方槽的两侧；所述第一电机固定设置在一个所述第一架板的外侧，所述第一电机的输出轴穿过所述第一架板，并与所述第一丝杠的一端传动连接；所述第一丝杠的另一端穿过所述同步板，并与另一个所述第一架板转动配合，所述第一丝杠与所述同步板螺纹配合。

优选地，所述第二移动装置包括第二电机、电机架和第二丝杠；所述电机架固定设置在所述底板的顶部，所述第二电机固定设置在所述电机架内，所述第二电机的输出轴穿过所述电机架，并与第二丝杠的一端传动连接，所述第二丝杠的另一端穿过所述同步板，并与一个所述支撑板转动配合；所述第二丝杠与所述支撑板螺纹配合。

优选地，还包括角度调节装置；所述角度调节装置包括转轴、第三电机和两个第二架板；两个所述第二架板固定设置在所述固定板的顶部；所述第三电机固定设置在一个所述第二架板的外侧，所述第三电机的输出轴穿过所述第二架板，并与所述转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端穿过所述提升臂的下端，并与另一个所述第二架板转动连接，所述转轴与所述提升臂固定配合。

优选地，所述绕绳装置包括第四电机、绕绳轴和两个第三架板；两个所述第三架板固定设置在所述固定板的顶部；所述绕绳轴的两端分别与两个所述第三架板转动连接；所述第四电机固定设置在一个所述第三架板的外侧，所述第四电机的输出轴穿过所述第三架板，并与所述绕绳轴传动连接。

优选地，还包括主导线管；所述主导线管一端固定设置在所述提升板的底部，另一端密封且穿过所述顶板，并设置在一个所述支撑板的外侧；所述支撑板开设有长条通槽，所述钙离子传感器一侧固定设置有副导线管，所述副导线管穿过所述长条通槽，并与主导线管连通；所述pH检测杆和钙离子传感器的检测值通过所述主导线管和副导线管中的导线向上传输。

优选地，所述第一驱动装置和第二驱动装置结构相同，分别对称设置在所述同步板和一个所述支撑板的方槽内；

每个所述第一驱动装置包括第五电机、第三丝杠和光杆；所述方槽内固定设置有两个驱动板；所述第三丝杠穿过一个所述取样管的末端，并与所述取样管螺纹配合；所述光杆穿过所述取样管的末端，并与所述取样管滑动配合；所述第三丝杠和光杆的两端分别与两个所述驱动板转动连接；所述第五电机固定设置在所述驱动板的顶部，所述第五电机的输出轴与所述第三丝杠传动连接；

每个所述第二驱动装置中的第三丝杠和光杆分别穿过一个所述活塞杆的末端，并分别与所述活塞杆螺纹配合和滑动配合。

优选地，还包括太阳能供电模块；所述太阳能供电模块包括若干个太阳能电池板；若干个所述太阳能电池板铺设在所述固定板顶部，所述太阳能电池板通过电源转换器连接有可充电电池，所述可充电电池给所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和若干个pH检测杆和钙离子传感器供电。

本发明有益效果：

本发明提出一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置：

(1)该装置采用钢丝绳牵引，并通过提升臂和绕绳装置来控制钢丝绳的长度，进而控制取样器的取样深度，取样深度可控可调，较为精准；由于采用钢丝绳牵引，钢丝绳长度可控，能够实现不同井深的取样检测，并且能够满足较大井深的取样；

(2)该装置的取样器中，沿着支撑板高度方向设置了若干个采集器，并通过第一驱动装置和第二驱动装置驱动移动，能够进一步改变采集器的位置，采集不同深度的样本，并通过第一移动装置同步驱动采集器，其中，一次采集就能够实现多个深度采集器的样本采集；

(3)该装置通过每个深度采集器对应的检测模块实现对不同深度的地下水的实时检测，获取不同深度的地下水的pH值和硬度值；

(4)该装置通过太阳能供电模块进行供电，适用于无外供电源的室外场合。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置的整体结构图；

图2是本发明实施例的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置的局部结构图；

图3是本发明实施例的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置的另一局部结构图。

图中：1、底板；2、支撑板；3、同步板；4、活塞杆；5、取样管；6、驱动板；7、顶板；8、提升杆；9、固定板；10、第四电机；11、第三架板；12、绕绳轴；13、钢丝绳；14、提升板；15、提升臂；16、第三电机；17、第二架板；18、显示器；19、第一电机；20、第一架板；21、第一丝杠；22、主导线管；23、pH检测杆；24、副导线管；25、进样管；26、钙离子传感器；27、电机架；28、第二电机；29、第二丝杠；30、第五电机；31、第三丝杠；32、光杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，如图1-3所示，包括主控器、固定板9、同步采样装置和对称设置在固定板9顶部两侧的两组提升装置；固定板9中部开设有通槽，每组提升装置均驱动一个提升板14在通槽上方上下移动；

具体的，如图2所示，每组提升装置均包括绕绳装置和提升臂15；提升臂15倾斜架设在固定板9顶部，其上端开设有槽口；绕绳装置架设在提升臂15的外侧；提升板14顶部固定设置有钢丝绳13，钢丝绳13绕过槽口，并与绕绳装置缠绕。控制钢丝绳13的长度即可控制采样装置移动的深度；其中，绕绳装置包括第四电机10、绕绳轴12和两个第三架板11；两个第三架板11固定设置在固定板9的顶部；绕绳轴12的两端分别与两个第三架板11转动连接；第四电机10固定设置在一个第三架板11的外侧，第四电机10的输出轴穿过第三架板11，并与绕绳轴12传动连接，通过电机驱动绕绳轴12转动进行绕绳；

同步采样装置包括同步装置和若干个取样器，如图1和图3所示；同步装置包括顶板7、同步板3和底板1；底板1和顶板7之间通过两个设置在两侧的支撑板2固定；顶板7顶部的两侧分别通过两个提升杆8与提升板14连接，同步板3架设在顶板7和底板1之间，其上下两端均通过一组移动装置驱动移动；具体的，顶板7开设有槽口；同步板3为T型结构，同步板3下端穿过槽口，上端的下沿与顶板7的顶部抵接；顶板7顶部架设有第一移动装置，第一移动装置驱动同步板3上端在顶板7的顶部移动；底板1顶部架设有第二移动装置，第二移动装置驱动同步板3下端在底板1的顶部移动。

进一步的，第一移动装置包括第一电机19、第一丝杠21和两个第一架板20；两个第一架板20固定设置在顶板7的顶部，且方槽的两侧；第一电机19固定设置在一个第一架板20的外侧，第一电机19的输出轴穿过第一架板20，并与第一丝杠21的一端传动连接；第一丝杠21的另一端穿过同步板3，并与另一个第一架板20转动配合，第一丝杠21与同步板3螺纹配合。采用丝杠滑块的机构实现同步板3的移动；具体的，第二移动装置包括第二电机28、电机架27和第二丝杠29；电机架27固定设置在底板1的顶部，第二电机28固定设置在电机架27内，第二电机28的输出轴穿过电机架27，并与第二丝杠29的一端传动连接，第二丝杠29的另一端穿过同步板3，并与一个支撑板2转动配合；第二丝杠29与支撑板2螺纹配合。同样的采用丝杠结构实现同步板3下端实现移动，最终实现了同步板3的水平方向的上下端的同步移动；

每个取样器沿同步板3的高度方向均匀设置，每个取样器均包括活塞杆4和取样管5；同步板3和一侧支撑板2相对一侧沿高度方向均开设有方槽，每个取样管5的一端均通过一组第一驱动装置驱动滑动设置在支撑板2的方槽内；每个活塞杆4的一端均通过一组第二驱动装置驱动在同步板3的内侧，另一端设置有活塞，并与取样管5的内壁滑动配合；每个取样管5底部均连通有进样管25；具体的，第一驱动装置和第二驱动装置结构相同，分别对称设置在同步板3和一个支撑板2的方槽内；每个第一驱动装置包括第五电机30、第三丝杠31和光杆32；方槽内固定设置有两个驱动板6；第三丝杠31穿过一个取样管5的末端，并与取样管5螺纹配合；光杆32穿过取样管5的末端，并与取样管5滑动配合；第三丝杠31和光杆32的两端分别与两个驱动板6转动连接；第五电机30固定设置在驱动板6的顶部，第五电机30的输出轴与第三丝杠31传动连接；每个第二驱动装置中的第三丝杠31和光杆32分别穿过一个活塞杆4的末端，并分别与活塞杆4螺纹配合和滑动配合。

为了实时检测采样所得的样本的测试数据，还包括检测装置，如图2所示；检测装置包括若干个pH检测杆23和钙离子传感器26；每个进样管25入口处均设置有钙离子传感器26和水压传感器，每个pH检测杆23的检测端一个取样管5连通；pH检测杆23和钙离子传感器26的检测值通过导线向主控器传输。为了便于测试数据的传输，具体的，还包括主导线管22；主导线管22一端固定设置在提升板14的底部，另一端密封且穿过顶板7，并设置在一个支撑板2的外侧；支撑板2开设有长条通槽，钙离子传感器26一侧固定设置有副导线管24，副导线管24穿过长条通槽，并与主导线管22连通；pH检测杆23和钙离子传感器26的检测值通过主导线管22和副导线管24中的导线向上传输。

较佳的，还包括角度调节装置，如图1所示；角度调节装置包括转轴、第三电机16和两个第二架板17；两个第二架板17固定设置在固定板9的顶部；第三电机16固定设置在一个第二架板17的外侧，第三电机16的输出轴穿过第二架板17，并与转轴的一端传动连接，转轴的另一端穿过提升臂15的下端，并与另一个第二架板17转动连接，转轴与提升臂15固定配合。角度调节装置用于调节提升臂15的角度，便于改变整个采样装置的相对于通槽的位置。

此外，还设置有太阳能供电模块，具体的，太阳能供电模块包括若干个太阳能电池板18；若干个太阳能电池板18铺设在固定板9顶部，太阳能电池板18通过电源转换器连接有可充电电池，可充电电池给第一电机19、第二电机28、第三电机16、第四电机10、第五电机30和若干个pH检测杆23和钙离子传感器26供电。

本实施例中，

将装置的固定板9固定在井口，将整个装置置于井内进行采样检测；

首先，通过驱动两组第三电机16转动，带动提升臂15转动，调节角度，通过第四电机10驱动绕绳轴12转动，放下钢丝绳13，由此整个检测装置下沉取样；同时，控制钢丝绳13下放长度，即可获取每个取样器的实际深度位置，实现多点、定点取样检测；

其次，通过驱动第一移动装置和第二移动装置，移动同步板3，使得多个活塞杆4移动，从进样管25向取样管5中送入样本；驱动第一电机19转动，通过丝杠滑块的传动方式带动了同步板3上端左右移动，同样的，驱动第二电机28，采用丝杠滑块的传动方式，带动了同步板3下端左右移动，实现了取样器中的活塞杆4左右移动，进而实现对地下水的样本进行抽取；

为了实现不同深度样本的采集，每个采集器的两端设置有一组驱动装置，具体的，两侧的驱动装置采用丝杠滑块的结构带动了采集器的上下移动，进一步的控制采集深度；较佳的，可在采集器上的进样管25管口处设置水压传感器，进一步获取采集器的实际深度。

此时，样本通过进样管25管口的钙离子传感器26获取钙离子的含量值，通过pH检测杆23获取地下水的pH值，并通过导线传输至主控器；主控器根据获取的检测值对水质进行评估。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，包括主控器、固定板(9)、同步采样装置和对称设置在所述固定板(9)顶部两侧的两组提升装置；所述固定板(9)中部开设有通槽，每组提升装置均驱动一个提升板(14)在所述通槽上方上下移动；

所述同步采样装置包括同步装置和若干个取样器；所述同步装置包括顶板(7)、同步板(3)和底板(1)；所述底板(1)和顶板(7)通过两个设置在两侧的支撑板(2)固定连接；所述顶板(7)顶部的两侧分别通过两个提升杆(8)与提升板(14)连接，所述同步板(3)架设在所述顶板(7)和底板(1)之间，其上下两端分别通过第一移动装置和第二移动装置驱动移动；

若干个所述取样器沿所述同步板(3)的高度方向均匀设置，每个所述取样器均包括活塞杆(4)和取样管(5)；所述同步板(3)和远离所述同步板(3)的所述支撑板(2)相对一侧沿高度方向均开设有方槽，每个所述取样管(5)的一端均通过一组第一驱动装置驱动滑动设置在所述支撑板(2)的方槽内；每个所述活塞杆(4)的一端均通过一组第二驱动装置驱动在所述同步板(3)的内侧，另一端设置有活塞，所述活塞与所述取样管(5)的内壁滑动配合；每个所述取样管(5)底部均连通有进样管(25)；

每组所述提升装置均包括绕绳装置和提升臂(15)；所述提升臂(15)倾斜架设在所述固定板(9)顶部，其上端开设有槽口；所述绕绳装置架设在所述提升臂(15)的外侧；所述提升板(14)顶部固定设置有钢丝绳(13)，所述钢丝绳(13)绕过所述槽口，并与所述绕绳装置缠绕。

2.根据权利要求1所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，还包括检测装置；所述检测装置包括若干个pH检测杆(23)和钙离子传感器(26)；每个所述进样管(25)入口处均设置有所述钙离子传感器(26)和水压传感器，每个所述pH检测杆(23)的检测端一个所述取样管(5)连通；所述pH检测杆(23)和钙离子传感器(26)的检测值通过导线向所述主控器传输。

3.根据权利要求1所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，所述顶板(7)开设有槽口；所述同步板(3)为T型结构，所述同步板(3)下端穿过所述槽口，上端的下沿与所述顶板(7)的顶部抵接；所述第一移动装置架设于所述顶板(7)顶部，所述第一移动装置驱动所述同步板(3)上端在所述顶板(7)的顶部移动；所述第二移动装置架设于所述底板(1)顶部，所述第二移动装置驱动所述同步板(3)下端在所述底板(1)的顶部移动。

4.根据权利要求3所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，所述第一移动装置包括第一电机(19)、第一丝杠(21)和两个第一架板(20)；两个所述第一架板(20)固定设置在所述顶板(7)的顶部；所述第一电机(19)固定设置在一个所述第一架板(20)的外侧，所述第一电机(19)的输出轴穿过所述第一架板(20)，并与所述第一丝杠(21)的一端传动连接；所述第一丝杠(21)的另一端穿过所述同步板(3)，并与另一个所述第一架板(20)转动配合，所述第一丝杠(21)与所述同步板(3)螺纹配合。

5.根据权利要求4所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，所述第二移动装置包括第二电机(28)、电机架(27)和第二丝杠(29)；所述电机架(27)固定设置在所述底板(1)的顶部，所述第二电机(28)固定设置在所述电机架(27)内，所述第二电机(28)的输出轴穿过所述电机架(27)，并与第二丝杠(29)的一端传动连接，所述第二丝杠(29)的另一端穿过所述同步板(3)，并与一个所述支撑板(2)转动配合；所述第二丝杠(29)与所述支撑板(2)螺纹配合。

6.根据权利要求5所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，还包括角度调节装置；所述角度调节装置包括转轴、第三电机(16)和两个第二架板(17)；两个所述第二架板(17)固定设置在所述固定板(9)的顶部；所述第三电机(16)固定设置在一个所述第二架板(17)的外侧，所述第三电机(16)的输出轴穿过所述第二架板(17)，并与所述转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端穿过所述提升臂(15)的下端，并与另一个所述第二架板(17)转动连接，所述转轴与所述提升臂(15)固定配合。

7.根据权利要求6所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，所述绕绳装置包括第四电机(10)、绕绳轴(12)和两个第三架板(11)；两个所述第三架板(11)固定设置在所述固定板(9)的顶部；所述绕绳轴(12)的两端分别与两个所述第三架板(11)转动连接；所述第四电机(10)固定设置在一个所述第三架板(11)的外侧，所述第四电机(10)的输出轴穿过所述第三架板(11)，并与所述绕绳轴(12)传动连接。

8.根据权利要求2所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，还包括主导线管(22)；所述主导线管(22)一端固定设置在所述提升板(14)的底部，另一端密封且穿过所述顶板(7)，并设置在一个所述支撑板(2)的外侧；所述支撑板(2)开设有长条通槽，所述钙离子传感器(26)一侧固定设置有副导线管(24)，所述副导线管(24)穿过所述长条通槽，并与主导线管(22)连通；所述pH检测杆(23)和钙离子传感器(26)的检测值通过所述主导线管(22)和副导线管(24)中的导线向上传输。

9.根据权利要求7所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，所述第一驱动装置和第二驱动装置结构相同，分别对称设置在所述同步板(3)和一个所述支撑板(2)的方槽内；

每个所述第一驱动装置包括第五电机(30)、第三丝杠(31)和光杆(32)；所述方槽内固定设置有两个驱动板(6)；所述第三丝杠(31)穿过一个所述取样管(5)的末端，并与所述取样管(5)螺纹配合；所述光杆(32)穿过所述取样管(5)的末端，并与所述取样管(5)滑动配合；所述第三丝杠(31)和光杆(32)的两端分别与两个所述驱动板(6)转动连接；所述第五电机(30)固定设置在所述驱动板(6)的顶部，所述第五电机(30)的输出轴与所述第三丝杠(31)传动连接；

每个所述第二驱动装置中的第三丝杠(31)和光杆(32)分别穿过一个所述活塞杆(4)的末端，并分别与所述活塞杆(4)螺纹配合和滑动配合。

10.根据权利要求9所述的用于检测地下水饮水安全类别的取样装置，其特征在于，还包括太阳能供电模块；所述太阳能供电模块包括若干个太阳能电池板(18)；若干个所述太阳能电池板(18)铺设在所述固定板(9)顶部，所述太阳能电池板(18)通过电源转换器连接有可充电电池，所述可充电电池给所述第一电机(19)、第二电机(28)、第三电机(16)、第四电机(10)、第五电机(30)和若干个pH检测杆(23)和钙离子传感器(26)供电。

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