CN114506882A - 一种自动加药水质采样器及在线水质监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种自动加药水质采样器,包括采水单元、水样分配单元、留样单元、控制单元、自动加药单元,所述留样单元包括采样瓶与用于储存所述采样瓶的恒温箱,所述控制单元用于采集在线水质分析仪的超标报警信号与水质分析数据,控制所述采水单元采集水样及所述水样分配单元将所述水样导入指定的采样瓶,控制所述自动加药单元根据所述计算值向指定的所述采样瓶中添加相应的保存剂;一种在线水质监测系统,包括所述自动加药水质采样器及所述在线水质分析仪。本发明提供了一种可自动采样及加药的自动加药水质采样器及在线水质监测系统。
Description
技术领域
本发明属于环保仪器领域,具体地来说,是一种自动加药水质采样器及在线水质监测系统。
背景技术
目前,我国受到水体污染的严重威胁。水体污染是指工业废水、生活污水和其他废弃物进入江河湖海等水体,超过水体自净能力而造成的污染。水体污染导致环境恶化,严重破坏人类和动植物生存环境,给社会发展带来严峻挑战。
为了改善水体环境,我国正在加强水质监测和治理。无论是监测或者治理,首先都要对水体进行采样分析。为此,国内陆续出现了各式各样的水质采样器。
现有的水质采样器,自动化程度很低,需要操作者进行操控才能完成采样。特别地,在水质在线监测中,必须及时对超标水样进行采集保存,以作为环保部门监督处罚的依据。目前的水质采样器无法满足自动化监测采样的要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种自动加药水质采样器及在线水质监测系统,自动完成采样与加药。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种自动加药水质采样器,包括采水单元、水样分配单元、留样单元、控制单元、自动加药单元:
所述留样单元包括采样瓶与用于储存所述采样瓶的恒温箱;
所述控制单元连接于用于实时监测水质参数的在线水质分析仪上,用于采集所述在线水质分析仪的超标报警信号与水质分析数据;
所述控制单元还用于根据所述超标报警信号,计算所述采水单元需要的采样量,并将所述采样量输出至所述采水单元;
所述采水单元根据所述采样量,将水样采集至所述水样分配单元,所述水样分配单元将所述水样导入指定的所述采样瓶;
所述控制单元还用于根据所述水质分析数据,计算所需保存剂的种类与剂量,并将计算值输出至所述自动加药单元;
所述自动加药单元根据所述计算值向指定的所述采样瓶中添加相应的所述保存剂。
作为上述技术方案的改进,所述采水单元包括采水泵,所述采水泵的输入端设有过滤器,所述采水泵的输出端与所述水样分配单元的输入端连接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述采水单元包括用于检测所述采水单元实际采样量的流量计。
作为上述技术方案的进一步改进,所述水样分配单元包括储水箱与分配装置,所述储水箱分别与所述采水单元的输出端、所述分配装置的输入端连接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述分配装置包括回转运动机构及设于所述回转运动机构上的注射管,所述注射管的输入端与所述储水箱连接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述自动加药单元包括储药装置与注射装置,所述储药装置用于储存预先配好的多种保存剂,所述注射装置用于将所述保存剂导入指定的所述采样瓶。
作为上述技术方案的进一步改进,所述储药装置包括多个储药罐、连接于所述多个储药罐的控制阀及连接管路。
作为上述技术方案的进一步改进,所述注射装置包括注射管及用于检测所述注射管实际注射量的流量计。
作为上述技术方案的进一步改进,所述采样瓶为多个,多个所述采样瓶沿圆周方向均匀分布。
一种在线水质监测系统,包括在线水质分析仪与自动加药水质采样器:
所述在线水质分析仪用于实时监测水质参数;
所述自动加药水质采样器包括采水单元、水样分配单元、留样单元、控制单元、自动加药单元;
所述留样单元包括采样瓶与用于储存所述采样瓶的恒温箱;
所述控制单元连接于所述在线水质分析仪上,用于采集所述在线水质分析仪的超标报警信号与水质分析数据;
所述控制单元根据所述超标报警信号,计算所述采水单元需要的采样量,并将所述采样量输出至所述采水单元;
所述采水单元根据所述采样量,将水样采集至所述水样分配单元,所述水样分配单元将所述水样导入指定的所述采样瓶;
所述控制单元根据所述水质分析数据,计算所需保存剂的种类与剂量,并将计算值输出至所述自动加药单元;
所述自动加药单元根据所述计算值向指定的所述采样瓶中添加相应的所述保存剂。
本发明的有益效果是:通过设置采水单元、水样分配单元、留样单元、自动加药单元及与上述各单元电性连接的控制单元,控制单元采集在线水质分析仪的超标报警信号与水质分析数据,据此控制采水单元与水样分配单元自动采样、自动加药单元自动添加保存剂,进而设置在线水质分析仪,提供了一种自动采样加药的水质采样器及在线水质监测系统。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1是本发明实施例提供的自动加药水质采样器的透视结构图;
图2是本发明实施例提供的自动加药水质采样器的电性连接图;
图3是本发明实施例提供的自动加药水质采样器的第一局部连接图;
图4是本发明实施例提供的自动加药水质采样器的分配装置的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的自动加药水质采样器的第二局部连接图;
图6是本发明实施例提供的自动加药水质采样器的第二注射管的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的在线水质监测系统的透视结构图。
附图标记:
10000-在线水质监测系统,1000-自动加药水质采样器,0100-采水单元,0110-采水泵,0120-过滤器,0130-第一流量计,0200-水样分配单元,0210-储水箱,0220-分配装置,0221-回转运动机构,0221a-从动齿轮,0221b-主动轮轴,0221c-旋转电机,0222-第一注射管,0300-留样单元,0310-采样瓶,0320-恒温箱,0400-控制单元,0500-自动加药单元,0510-储药装置,0511-储药罐,0512-第一控制阀,0520-注射装置,0521-第二注射管,0522-第二流量计,2000-在线水质分析仪。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对自动加药水质采样器及在线水质监测系统进行更全面的描述。附图中给出了自动加药水质采样器及在线水质监测系统的优选实施例。但是,自动加药水质采样器及在线水质监测系统可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对自动加药水质采样器及在线水质监测系统的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在自动加药水质采样器及在线水质监测系统的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/ 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请结合参阅图1与图2,自动加药水质采样器1000包括采水单元0100、水样分配单元0200、留样单元0300、控制单元0400与自动加药单元0500,控制单元0400分别与采水单元0100、水样分配单元0200、留样单元0300、自动加药单元0500电性连接。
请参阅图3,采水单元0100包括采水泵0110,采水泵0110的输入端设有过滤器0120,采水泵0110的输出端与水样分配单元0200的输入端连接,用于对水样进行采集。
具体而言,水样在采水泵0110的作用下,自监测水体流入自动加药水质采样器1000,先后经过过滤器0120与采水泵0110而到达水样分配单元0200,完成采样环节。
经过滤器0120过滤后的水样不含固体杂质,不会对管路结构造成堵塞破坏,保证了自动加药水质采样器1000的使用寿命,也有利于水样的保存分析。
优选地,采水单元0100还包括第一流量计0130。第一流量计0130用于检测采水单元0100的实际采样量,并将采样量检测值输出至控制单元0400。控制单元0400将采样量检测值与计算出的采样量对比,直至二者相等时,控制采水泵0110停止采样,保证采水单元0100的采样量准确。
水样分配单元0200包括储水箱0210与分配装置0220,储水箱0210分别与采水单元0100的输出端、分配装置0220的输入端连接,用于将水样导入指定的采样瓶0310内。所谓指定的采样瓶0310,是指由控制单元0400根据采样瓶0310的装载情况而选择的未装入水样的采样瓶0310。
请参阅图4,具体而言,分配装置0220包括回转运动机构0221及设于回转运动机构0221上的第一注射管0222,第一注射管0222的输入端与储水箱0210连接。
优选地,回转运动机构0221包括以齿轮传动关系而啮合从动齿轮0221a、主动轮轴0221b及驱动主动轮轴0221b旋转的旋转电机0221c。进而,从动齿轮0221a上连接第一注射管0222。
由此,旋转电机0221c驱动主动轮轴0221b旋转,主动轮轴0221b驱动从动齿轮0221a旋转,从动齿轮0221a带动与其连接的第一注射管0222旋转,而使第一注射管0222到达指定的采样瓶0310上方,以便第一注射管0222将水样导入指定的采样瓶0310内。
请参阅图1,留样单元0300包括采样瓶0310与用于储存采样瓶0310的恒温箱0320。采样瓶0310由惰性材料制成,性状稳定,用于存放水样。恒温箱0320用于为采样瓶0310提供温度恒定的存放环境,防止水样因温度变化而变质,避免对检验结果造成不必要的干扰。
优选地,采样瓶0310为多个,多个采样瓶0310沿圆周方向均匀分布。多个采样瓶0310的分布圆周的中心轴沿竖直方向布置,并与第一注射管0222的旋转中心轴重合。由此,第一注射管0222可平稳准确地将水样导入采样瓶0310内,避免发生溅射或外溢。
请参阅图2,控制单元0400控制自动加药水质采样器1000的各单元,其控制过程如下:
控制单元0400连接于用于实时监测水质参数的在线水质分析仪2000上,用于采集在线水质分析仪2000的超标报警信号与水质分析数据。
控制单元0400根据采集到的超标报警信号,计算采水单元0100需要的采样量,并将采样量输出至采水单元0100。
采水单元0100根据采样量,将水样采集至水样分配单元0200,水样分配单元0200将水样导入指定的采样瓶0310。
控制单元0400根据采集到的水质分析数据,计算所需保存剂的种类与剂量,并将计算值输出至自动加药单元0500。
自动加药单元0500根据计算值向指定的采样瓶0310中添加相应的保存剂。保存剂是使各种水质的水样在一定时间内,发生物理或化学变化尽量小的物质。由此,水样的变化保持在容许范围内,不致对监测结果造成干扰,保证了监测结果的准确性。
具体而言,在线水质分析仪2000持续对目标水体进行监测分析,当分析结果超出允许范围时,其将发出超标报警信号。此时,需要对目标水体进行采样保存,以备复查检验,作为环保部门对污染责任人进行监督处罚的依据。
为此,控制单元0400自动采集在线水质分析仪2000的超标报警信号,向采水单元0100及水样分配单元0200发出启动指令信号,完成水样采集过程。
同时,通过采集在线水质分析仪2000的水质分析数据,控制单元0400可获得水样的成分构成,尤其是超标成分之种类与数值。控制单元0400据此进行计算,得出所需保存剂的种类与剂量,既能使水样得到更好的保存,又不会对监测结果造成干扰。
请结合参阅图5与图6,优选地,自动加药单元0500包括储药装置0510与注射装置0520。储药装置0510用于储存预先配好的多种保存剂,根据控制单元0400的计算值,选择所需的保存剂而输出至注射装置0520。注射装置0520将保存剂导入指定的采样瓶0310,完成加药过程。
优选地,储药装置0510可包括多个储药罐0511、连接于多个储药罐0511的第一控制阀0512及连接管路。第一控制阀0512根据控制单元0400计算得出的保存剂种类,切换至存有相应保存剂的储药罐0511所在的管路,将相应保存剂通过注射装置0520导入指定的采样瓶0310。
优选地,注射装置0520包括第二注射管0521。第二注射管0521连接于回转运动机构0221之从动齿轮0221a上,可随从动齿轮0221a而实现在水平面内的圆周运动。第二注射管0521的旋转中心轴与多个采样瓶0310的分布圆周的中心轴重合,保证第二注射管0521的注射方向准确、注射过程平稳。
优选地,注射装置0520上还设有第二流量计0522。第二流量计0522用于检测第二注射管0521的实际注射量,并将注射量检测值输出至控制单元0400。控制单元0400将注射量检测值与计算剂量对比,直至二者相等时,即控制第一控制阀0512关闭管路,注射装置0520停止注射,保证添加的保存剂剂量准确。
请参阅图7,在线水质监测系统10000包括在线水质分析仪2000与自动加药水质采样器1000,可实现实时分析及自动采样加药的全自动化监测。
在这里示出和描述的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制,因此,示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种自动加药水质采样器,其特征在于,包括采水单元、水样分配单元、留样单元、控制单元、自动加药单元:所述留样单元包括采样瓶与用于储存所述采样瓶的恒温箱;所述控制单元连接于用于实时监测水质参数的在线水质分析仪上,用于采集所述在线水质分析仪的超标报警信号与水质分析数据;所述控制单元还用于根据所述超标报警信号,计算所述采水单元需要的采样量,并将所述采样量输出至所述采水单元;所述采水单元根据所述采样量,将水样采集至所述水样分配单元,所述水样分配单元将所述水样导入指定的所述采样瓶;所述控制单元还用于根据所述水质分析数据,计算所需保存剂的种类与剂量,并将计算值输出至所述自动加药单元;所述自动加药单元根据所述计算值向指定的所述采样瓶中添加相应的所述保存剂。
2.根据权利要求1所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述采水单元包括采水泵,所述采水泵的输入端设有过滤器,所述采水泵的输出端与所述水样分配单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述采水单元包括用于检测所述采水单元实际采样量的流量计。
4.根据权利要求1所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述水样分配单元包括储水箱与分配装置,所述储水箱分别与所述采水单元的输出端、所述分配装置的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述分配装置包括回转运动机构及设于所述回转运动机构上的注射管,所述注射管的输入端与所述储水箱连接。
6.根据权利要求1所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述自动加药单元包括储药装置与注射装置,所述储药装置用于储存预先配好的多种所述保存剂,所述注射装置用于将所述保存剂导入指定的所述采样瓶。
7.根据权利要求6所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述储药装置包括多个储药罐、连接于所述多个储药罐的控制阀及连接管路。
8.根据权利要求1所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述注射装置包括注射管及用于检测所述注射管实际注射量的流量计。
9.根据权利要求1所述的自动加药水质采样器,其特征在于,所述采样瓶为多个,多个所述采样瓶沿圆周方向均匀分布。
10.一种在线水质监测系统,其特征在于,包括在线水质分析仪与自动加药水质采样器:所述在线水质分析仪用于实时监测水质参数;所述自动加药水质采样器包括采水单元、水样分配单元、留样单元、控制单元、自动加药单元;所述留样单元包括采样瓶与用于储存所述采样瓶的恒温箱;所述控制单元连接于所述在线水质分析仪上,用于采集所述在线水质分析仪的超标报警信号与水质分析数据;所述控制单元根据所述超标报警信号,计算所述采水单元需要的采样量,并将所述采样量输出至所述采水单元;所述采水单元根据所述采样量,将水样采集至所述水样分配单元,所述水样分配单元将所述水样导入指定的所述采样瓶;所述控制单元根据所述水质分析数据,计算所需保存剂的种类与剂量,并将计算值输出至所述自动加药单元;所述自动加药单元根据所述计算值向指定的所述采样瓶中添加相应的所述保存剂。
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- 2020-11-14 CN CN202011272194.2A patent/CN114506882A/zh active Pending
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