CN113029685A - 一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置及方法，所述智能水样抽取装置包括：取样信息采集系统、深度和体积可调节的取样装置、带有编号的取样瓶和主控制器；通过取样信息采集系统获取当前取样信息；通过主控制器根据当前取样信息判断是否符合取样条件，若否，则生成取样条件不满足的警示信息；若是，则控制所述取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，控制取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至取样瓶，并将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为所述取样瓶的编号的取样信息文件。本发明设置了取样信息采集系统可实现当前取样信息的获取，并将其与取样瓶的编号进行关联，实现取样信息的可追溯。

Description

一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置及方法

技术领域

本发明涉及水样采集技术领域，特别是涉及一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置及方法。

背景技术

水样采集是水环境、水生态监测，以及开展水利水文研究不可缺少的环节。传统的取样方式往往依赖于抽水、取水、或利用采水器取水等人工操作方式，将水样带回实验室，进行人工记录取样大致位置点，取样时间，以及取样估算深度和体积。

现有的取样器仅仅能实现固定体积液体的采集，相应的监测模块，难以获取取样时间、取样地点、取样深度、取样体积等精准信息，且取样信息难以追溯。取样信息可追溯可避免样品弄混，节约时间，便于日后管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置及方法，以实现抽取水样的水样信息的可追溯。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置，所述智能水样抽取装置包括：取样信息采集系统、深度和体积可调节的取样装置、带有编号的取样瓶和主控制器；

所述取样信息采集系统和所述主控制器均设置在所述取样装置上；所述取样装置的出水端与所述取样瓶的入水口连通；

所述取样信息采集系统与所述主控制器连接，所述取样信息采集系统用于获取当前取样信息，并将所述当前取样信息发送给所述主控制器；所述当前取样信息包括取样装置所处的当前位置和当前时间；

所述主控制器与所述取样装置的控制端连接，用于根据当前取样信息判断是否符合取样条件，若否，则生成取样条件不满足的警示信息；若是，则控制所述取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，控制所述取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至所述取样瓶，并将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为所述取样瓶的编号的取样信息文件；所述取样条件为当前时间在取样时间预设范围且当前位置在取样地点预设范围内。

可选的，所述取样信息采集系统包括定位系统和时间系统。

可选的，所述取样装置包括取样转盘、取样管、步进电机、液电旋转滑环、取样泵、液位传感器、流量传感器；所述取样管包括平行设置的取样水管和导线；

所述取样管缠绕在取样转盘上，所述液位传感器设置在所述取样管的一端，并与所述取样管中的导线的一端连接；

所述步进电机的输出轴与所述取样转盘的中心转轴的一端轴连接，所述中心转轴的另一端与所述液电旋转滑环的旋转端轴连接；

所述取样管中的取样水管的另一端与所述液电旋转滑环的旋转端上的进液口连通；所述取样管中的导线的另一端与所述液电旋转滑环的旋转端上的导线连接；

所述液电旋转滑环的静止端上的出液口与所述取样泵的进水口连通，所述取样泵的出水口与所述流量传感器的一端连通，所述流量传感器的另一端与所述取样瓶的入水口连通；

所述液电旋转滑环的静止端上的导线与所述主控制器连接；

所述步进电机的控制端与所述主控制器连接。

可选的，所述取样转盘包括中心转轴、两个圆盘和支撑圆柱，两个所述圆盘同轴设置在所述支撑圆柱的两端，所述中心转轴贯穿两个所述圆盘和所述支撑圆柱的中心，所述圆盘的直径大于所述支撑圆柱的直径。

可选的，所述智能水样抽取装置还包括上位机；

所述主控制器与所述上位机无线连接，所述主控制器用于将所述取样信息文件上传至所述上位机；

所述上位机用于对所述取样信息文件进行存储和显示，所述上位机还用于接收用户输入的取样条件、取样深度、取样体积，并传输给所述主控制器。

可选的，所述智能水样抽取装置设置在无人船上。

一种取样信息可追溯的智能水样抽取方法，所述智能水样抽取方法应用于本发明的智能水样抽取装置，所述智能水样抽取方法包括如下步骤：

获取当前取样信息；所述当前取样信息包括取样装置所处的当前位置和当前时间；

根据当前取样信息判断是否符合取样条件，获得第一判断结果；所述取样条件为当前时间在取样时间预设范围且当前位置在取样地点预设范围内；

若所述第一判断结果表示否，则生成取样条件不满足的警示信息；

若所述第一判断结果表示是，则控制取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，控制取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至取样瓶，

将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为取样瓶的编号的取样信息文件。

可选的，所述控制取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，具体包括：

利用液位传感器获取取样管的一端所在的水位信息；

判断所述水位信息是否到达所述预设的取样深度，获得第二判断结果；

若所述第二判断结果表示否，则控制步进电机转动，继续将取样管的一端下放，返回步骤“利用液位传感器获取取样管的一端所在的水位信息”；

若所述第二判断结果表示是，则控制步进电机停止转动。

可选的，所述控制取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至取样瓶，具体包括：

对流量传感器采集的流量信息进行统计，获得取样体积；

判断所述取样体积是否达到预设的取样体积，获得第三判断结果；

若所述第三判断结果表示否，则控制取样泵工作，继续向取样瓶内抽取水样，返回步骤“对流量传感器采集的流量信息进行统计，获得取样体积”；

若所述第三判断结果表示是，则控制取样泵停止工作。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开了一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置，所述智能水样抽取装置包括：取样信息采集系统、深度和体积可调节的取样装置、带有编号的取样瓶和主控制器；所述取样信息采集系统和所述主控制器均设置在所述取样装置上；所述取样装置的出水端与所述取样瓶的入水口连通；所述取样信息采集系统与所述主控制器连接，所述取样信息采集系统用于获取当前取样信息，并将所述当前取样信息发送给所述主控制器；所述主控制器与所述取样装置的控制端连接，用于根据当前取样信息判断是否符合取样条件，若否，则生成取样条件不满足的警示信息；若是，则控制所述取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，控制所述取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至所述取样瓶，并将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为所述取样瓶的编号的取样信息文件。本发明设置了取样信息采集系统可实现当前取样信息的获取，并将其与取样瓶的编号进行关联，实现取样信息的可追溯。

而且本发明利用液位传感器对采集深度进行监控、利用流量传感器对取样体积进行监控，并且可以根据取样任务的需要设置预设的取样深度和预设的取样体积，实现取样体积和取样深度的智能调整，提高水样抽取的智能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置的结构组成图；

图2为本发明提供的取样装置的结构原理图；

图3为本发明提供的一种取样信息可追溯的智能水样抽取方法的原理图。

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。

本发明的目的是提供一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置及方法，以实现抽取水样的水样信息的可追溯。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置，所述智能水样抽取装置包括：取样信息采集系统101、深度和体积可调节的取样装置102、带有编号的取样瓶103和主控制器104；所述取样信息采集系统101和所述主控制器104均设置在所述取样装置102上；所述取样装置102的出水端与所述取样瓶103的入水口连通；所述取样信息采集系统101与所述主控制器104连接，所述取样信息采集系统101用于获取当前取样信息，并将所述当前取样信息发送给所述主控制器104；所述当前取样信息包括取样装置所处的当前位置和当前时间；所述主控制器104与所述取样装置102的控制端连接，用于根据当前取样信息判断是否符合取样条件，若否，则生成取样条件不满足的警示信息；若是，则控制所述取样装置将取样装置102的取样管下放至预设的取样深度，控制所述取样装置102的取样泵抽取预设的取样体积的水样至所述取样瓶103，并将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为所述取样瓶的编号的取样信息文件；所述取样条件为当前时间在取样时间预设范围且当前位置在取样地点预设范围内。

其中，所述取样信息采集系统包括定位系统和时间系统，本发明的取样信息采集系统可采用北斗卫星、GPS实现。

如图2所示，所述取样装置102包括取样转盘4、取样管5、步进电机6、液电旋转滑环3、取样泵2、液位传感器7、流量传感器1；所述取样管5包括平行设置的取样水管和导线；所述取样管5缠绕在取样转盘上，所述液位传感器7设置在所述取样管的一端，并与所述取样管中的导线的一端连接；所述步进电机6的输出轴与所述取样转盘4的中心转轴的一端轴连接，所述中心转轴的另一端与所述液电旋转滑环3的旋转端轴连接；所述取样管5中的取样水管的另一端与所述液电旋转滑环3的旋转端上的进液口连通；所述取样管5中的导线的另一端与所述液电旋转滑环3的旋转端上的导线连接；所述液电旋转滑环3的静止端上的出液口与所述取样泵2的进水口连通，所述取样泵2的出水口与所述流量传感器1的一端连通，所述流量传感器1的另一端与所述取样瓶103的入水口连通；

所述液电旋转滑环3的静止端上的导线与所述主控制器104连接；所述步进电机6的控制端与所述主控制器104连接。

如图2所示，所述取样转盘4包括中心转轴、两个圆盘和支撑圆柱，两个所述圆盘同轴设置在所述支撑圆柱的两端，所述中心转轴贯穿两个所述圆盘和所述支撑圆柱的中心。圆盘的直径大于支撑圆柱的直径。

所述智能水样抽取装置还包括上位机105；所述主控制器104与所述上位机105通过无线通讯系统无线连接，所述主控制器104用于将所述取样信息文件上传至所述上位机105；所述上位机105用于对所述取样信息文件进行存储和显示，所述上位机105还用于接收用户输入的取样条件、取样深度、取样体积，并传输给所述主控制器104。

所述智能水样抽取装置可设置在无人船上。

本发明还提供一种取样信息可追溯的智能水样抽取方法，所述智能水样抽取方法应用于本发明的智能水样抽取装置，所述智能水样抽取方法包括如下步骤：获取当前取样信息；所述当前取样信息包括取样装置所处的当前位置和当前时间；根据当前取样信息判断是否符合取样条件，获得第一判断结果；所述取样条件为当前时间在取样时间预设范围且当前位置在取样地点预设范围内；若所述第一判断结果表示否，则生成取样条件不满足的警示信息；若所述第一判断结果表示是，则控制取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，控制取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至取样瓶；将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为取样瓶的编号的取样信息文件。

其中，所述控制取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，具体包括：利用液位传感器获取取样管的一端所在的水位信息；判断所述水位信息是否到达所述预设的取样深度，获得第二判断结果；若所述第二判断结果表示否，则控制步进电机转动，继续将取样管的一端下放，返回步骤“利用液位传感器获取取样管的一端所在的水位信息”；若所述第二判断结果表示是，则控制步进电机停止转动。

所述控制取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至取样瓶，具体包括：对流量传感器采集的流量信息进行统计，获得取样体积；判断所述取样体积是否达到预设的取样体积，获得第三判断结果；若所述第三判断结果表示否，则控制取样泵工作，继续向取样瓶内抽取水样，返回步骤“对流量传感器采集的流量信息进行统计，获得取样体积”；若所述第三判断结果表示是，则控制取样泵停止工作。

如图3所示，本发明的取样信息可追溯的智能水样抽取方法的工作原理可概括为如下步骤：

(1)上位机发送系统自检信号和取样参数信息给主控制器，主控制器判断当前地点和当前时间是否在预设取样时间和地点预设偏差范围内，若在，则步进电机下沉取样管。

(2)主控制器根据液位传感器的实际数值是否达到取样深度，控制步进电机是否继续工作。

(3)若取样深度达到设定值，主控制器控制取样泵工作，流量传感器实时记录反馈实际流量累计值，直至实际取样体积等于预设取样体积，主控制器控制取样泵停止工作。

(4)主控制器将取样编号、取样时间、取样地点、取样水深、取样体积数据回传到上位机进行取样信息的记录。

(5)主控制器控制取样系统初始化，控制步进电机转动收回取样管。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置及方法，解决了现有技术中取样不智能，只能指定取样深度和取样体积，液路缠绕，取样信息难以追溯等问题。

本发明的取样信息可追溯的智能抽取装置可定点、定时、定体积、定深，智能取样。只需要在上位机的人机交互系统中输入取样位置、取样时间、取样体积、取样深度，主控制器根据上位机的要求，执行命令，并最终将取样信息反馈给上位机的人机交互系统并记录。

本发明的智能水样抽取装置可安装在无人船上，也可用户自己拿着取样，且可做到取样信息可追溯。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种取样信息可追溯的智能水样抽取装置，其特征在于，所述智能水样抽取装置包括：取样信息采集系统、深度和体积可调节的取样装置、带有编号的取样瓶和主控制器；

所述取样信息采集系统和所述主控制器均设置在所述取样装置上；所述取样装置的出水端与所述取样瓶的入水口连通；

所述取样信息采集系统与所述主控制器连接，所述取样信息采集系统用于获取当前取样信息，并将所述当前取样信息发送给所述主控制器；所述当前取样信息包括取样装置所处的当前位置和当前时间；

所述主控制器与所述取样装置的控制端连接，用于根据当前取样信息判断是否符合取样条件，若否，则生成取样条件不满足的警示信息；若是，则控制所述取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，控制所述取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至所述取样瓶，并将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为所述取样瓶的编号的取样信息文件；所述取样条件为当前时间在取样时间预设范围且当前位置在取样地点预设范围内。

2.根据权利要求1所述的取样信息可追溯的智能水样抽取装置，其特征在于，所述取样信息采集系统包括定位系统和时间系统。

3.根据权利要求1所述的取样信息可追溯的智能水样抽取装置，其特征在于，所述取样装置包括取样转盘、取样管、步进电机、液电旋转滑环、取样泵、液位传感器和流量传感器；所述取样管包括平行设置的取样水管和导线；

所述取样管缠绕在取样转盘上，所述液位传感器设置在所述取样管的一端，并与所述取样管中的导线的一端连接；

所述步进电机的输出轴与所述取样转盘的中心转轴的一端轴连接，所述中心转轴的另一端与所述液电旋转滑环的旋转端轴连接；

所述取样管中的取样水管的另一端与所述液电旋转滑环的旋转端上的进液口连通；所述取样管中的导线的另一端与所述液电旋转滑环的旋转端上的导线连接；

所述液电旋转滑环的静止端上的出液口与所述取样泵的进水口连通，所述取样泵的出水口与所述流量传感器的一端连通，所述流量传感器的另一端与所述取样瓶的入水口连通；

所述液电旋转滑环的静止端上的导线与所述主控制器连接；

所述步进电机的控制端与所述主控制器连接。

4.根据权利要求3所述的取样信息可追溯的智能水样抽取装置，其特征在于，所述取样转盘包括中心转轴、两个圆盘和支撑圆柱，两个所述圆盘同轴设置在所述支撑圆柱的两端，所述中心转轴贯穿两个所述圆盘和所述支撑圆柱的中心，所述圆盘的直径大于所述支撑圆柱的直径。

5.根据权利要求1所述的取样信息可追溯的智能水样抽取装置，其特征在于，所述智能水样抽取装置还包括上位机；

所述主控制器与所述上位机无线连接，所述主控制器用于将所述取样信息文件上传至所述上位机；

所述上位机用于对所述取样信息文件进行存储和显示，所述上位机还用于接收用户输入的取样条件、取样深度、取样体积，并传输给所述主控制器。

6.根据权利要求1所述的取样信息可追溯的智能水样抽取装置，其特征在于，所述智能水样抽取装置设置在无人船上。

7.一种取样信息可追溯的智能水样抽取方法，其特征在于，所述智能水样抽取方法应用于权利要求1-6任一项所述的智能水样抽取装置，所述智能水样抽取方法，包括如下步骤：

获取当前取样信息；所述当前取样信息包括取样装置所处的当前位置和当前时间；

根据当前取样信息判断是否符合取样条件，获得第一判断结果；所述取样条件为当前时间在取样时间预设范围且当前位置在取样地点预设范围内；

若所述第一判断结果表示否，则生成取样条件不满足的警示信息；

若所述第一判断结果表示是，则控制取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，控制取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至取样瓶；

将当前取样信息、取样深度、取样体积打包成文件名为取样瓶的编号的取样信息文件。

8.根据权利要求7所述的取样信息可追溯的智能水样抽取方法，其特征在于，所述控制取样装置将取样装置的取样管下放至预设的取样深度，具体包括：

利用液位传感器获取取样管的一端所在的水位信息；

判断所述水位信息是否到达所述预设的取样深度，获得第二判断结果；

若所述第二判断结果表示否，则控制步进电机转动，继续将取样管的一端下放，返回步骤“利用液位传感器获取取样管的一端所在的水位信息”；

若所述第二判断结果表示是，则控制步进电机停止转动。

9.根据权利要求7所述的取样信息可追溯的智能水样抽取方法，其特征在于，所述控制取样装置的取样泵抽取预设的取样体积的水样至取样瓶，具体包括：

对流量传感器采集的流量信息进行统计，获得取样体积；

判断所述取样体积是否达到预设的取样体积，获得第三判断结果；

若所述第三判断结果表示否，则控制取样泵工作，继续向取样瓶内抽取水样，返回步骤“对流量传感器采集的流量信息进行统计，获得取样体积”；

若所述第三判断结果表示是，则控制取样泵停止工作。

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