CN114894556A - 一种水土中重金属含量快速检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水土中重金属含量快速检测装置，包括装置主体，所述装置主体的顶部设有无线模块，所述装置主体的下端面两侧设有驱动浆，所述装置主体的下端面中部驱动设置有分层采样机构，所述分层采样机构包括驱动杆、采样管、级联管和定位管，所述驱动杆与装置主体驱动相连，所述定位管固定连接在装置主体的下端面，所述级联管套接在定位管的内部，所述采样管套接在级联管的内部，所述驱动杆驱动采样管和级联管相对滑动延伸，该装置在针对水体检测时，可有效提高检测距离同时还可实现竖直方向上的梯度采样。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，特别涉及一种水土中重金属含量快速检测装置。
背景技术
重金属，是指密度大于4.5g/cm3的金属，包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。
在环境污染方面，重金属主要是指汞水银、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。
重金属非常难以被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。无论是空气、泥土，甚至是水都含有重金属，如引起衰老的自由基、对肌肤有伤害的微粒、空气中的尘埃、汽车排气等，甚至自来水都给肌肤带来重金属，甚至有些护肤品如润肤乳等的一些重金属原料比如镉，也是其中之一。重金属累积后对人体的危害相当大。
中国专利公开号CN111579492B，本发明提供一种便携式重金属含量快速检测装置，包括：激光器、聚焦镜组、光声池、声传感器、光电传感器、数据采集模块、控制模块、电泵、盛液池。控制模块控制电泵将适量的纳米金、待测液体从盛液池中取入光声池内，投向光声池的激光束照射光声池内部的混合液体，并在混合液体内激发产生声信号；该声信号由声传感器获取，并转换成电信号，经过放大器之后送入数据采集卡进行数据采集，由计算机进行数据处理，显示待测重金属含量值。本发明方便携带，操作可自动控制，可以实现液体重金属含量的高精度快速检测。
现有的水土中重金属含量快速检测装置，在检测时往往只可通过检测探头对水域边缘进行测量，而水域中心位置水体难以测量，且水域中垂直方向深度的不同，其重金属含量分布也有差异，现有的检测设备在针对广域的水面如河流湖泊等，其检测距离以及竖直方向检测梯度均难以实现现有的检测需求。
因此，有必要提供一种水土中重金属含量快速检测装置解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水土中重金属含量快速检测装置以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水土中重金属含量快速检测装置，包括装置主体，所述装置主体的顶部设有无线模块，所述装置主体的下端面两侧设有驱动浆，所述装置主体的下端面中部驱动设置有分层采样机构，所述分层采样机构包括驱动杆、采样管、级联管和定位管，所述驱动杆与装置主体驱动相连，所述定位管固定连接在装置主体的下端面，所述级联管套接在定位管的内部，所述采样管套接在级联管的内部，所述驱动杆驱动采样管和级联管相对滑动延伸。
进一步的，所述级联管至少设有一组，且所述级联管之间相互套接。
作为本发明的进一步方案，所述驱动杆的内部转动套接有传动杆，所述传动杆背离驱动杆的一端通过转动轴与级联管转动相连，所述传动杆的内部套接有转动杆，所述转动杆背离传动杆的一端与采样管固定相连。
作为本发明的进一步方案，所述驱动杆和传动杆的内部均开设有螺旋槽，所述传动杆和转动杆的外端面固定连接有与螺旋槽相适配的驱动块。
作为本发明的进一步方案，所述采样管、级联管和定位管均为双层结构，所述采样管、级联管和定位管包括外套管和内转管，所述外套管转动套接在内转管的外端，所述内转管中部开设有检测腔，所述外套管和内转管均开设有进液窗。
作为本发明的进一步方案，所述级联管和定位管内壁均开设有活动槽，所述级联管和采样管的外端面均设有与活动槽相适配的弹性块，所述弹性块通过弹性件弹性连接在活动槽的内部。
作为本发明的进一步方案，所述内转管内壁顶部设有密封层，所述密封层的中部嵌设有转动轴，所述内转管的侧端面固定连接有限位滑块，所述外套管的内部局部开设有与限位滑块相适配的滑动槽。
作为本发明的进一步方案，所述滑动槽的一端设有磁吸片，所述限位滑块贴合磁吸片的一侧采用磁性材质。
本发明使用时，由于传统采样只可采集河流边缘样本，采样距离以及采样深度均有所限制，装置主体通过驱动浆进行驱动，可在水面表面漂浮并移动，使得装置主体移动至合适的采样位置，且装置主体的内部通过内置电机通过驱动杆可控制采样管和级联管相对定位管进行下移展开从而使得随着采样管的移动，通过采样管、级联管和定位管可实现在采样位置上垂直深度的等距采样，大大提高对水体的采样距离，同时可实现竖直梯度下的多点采样。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的分层采样机构展开状态结构示意图；
图3是本发明的定位管剖面结构示意图；
图4是本发明的分层采样机构使用状态内部结构示意图；
图5是本发明的分层采样机构采样状态结构示意图；
图6是本发明的分层采样机构结构示意图；
图7是本发明的传动杆结构示意图；
图8是本发明的图3中A处放大结构示意图；
图9是本发明的内转管结构示意图；
图10是本发明的外套管结构示意图；
图11是本发明的内转管和外套管剖面结构示意图；
图12是本发明的图11中B处放大结构示意图。
图中：1、装置主体；2、无线模块；3、驱动浆；4、分层采样机构；5、驱动杆；6、传动杆；7、转动杆；8、采样管；9、级联管；10、定位管；11、外套管；12、内转管；13、密封层；14、转动轴；15、限位滑块；16、活动槽；17、弹性块；18、检测模块；19、进液窗；20、检测腔；21、驱动块；22、螺旋槽；23、滑动槽；24、磁吸片；25、弹性件。
具体实施方式
实施例一
如图1-4所示，一种水土中重金属含量快速检测装置，包括装置主体1，装置主体1的顶部设有无线模块2，装置主体1的下端面两侧设有驱动浆3，装置主体1的下端面中部驱动设置有分层采样机构4，分层采样机构4包括驱动杆5、采样管8、级联管9和定位管10，驱动杆5与装置主体1驱动相连，定位管10固定连接在装置主体1的下端面，级联管9套接在定位管10的内部，采样管8套接在级联管9的内部，驱动杆5驱动采样管8和级联管9相对滑动延伸。
进一步的，级联管9至少设有一组，且级联管9之间相互套接。
使用时，由于传统采样只可采集河流边缘样本，采样距离以及采样深度均有所限制，装置主体1通过驱动浆3进行驱动，可在水面表面漂浮并移动，使得装置主体1移动至合适的采样位置，且装置主体1的内部通过内置电机通过驱动杆5可控制采样管8和级联管9相对定位管10进行下移展开从而使得随着采样管8的移动，通过采样管8、级联管9和定位管10可实现在采样位置上垂直深度的等距采样，大大提高对水体的采样距离，同时可实现竖直梯度下的多点采样。
实施例二
在实施例一的基础上，如图1-4所示，驱动杆5的内部转动套接有传动杆6，传动杆6背离驱动杆5的一端通过转动轴14与级联管9转动相连，传动杆6的内部套接有转动杆7，转动杆7背离传动杆6的一端与采样管8固定相连。
如图1-4和7所示，驱动杆5和传动杆6的内部均开设有螺旋槽22，传动杆6和转动杆7的外端面固定连接有与螺旋槽22相适配的驱动块21。
使用时，转动轴14可依据需要选用合适的阻尼轴承，当驱动杆5在驱动电机的驱动下转动时，由于驱动杆5的内部设有螺旋槽22，且传动杆6的外端面设有与螺旋槽22相适配的驱动块21，从而传动杆6随着驱动杆5的转动，从而从驱动杆5的内部伸展出，且传动杆6通过转动轴14与级联管9转动相连，从而带动级联管9由定位管10的内部伸出，当驱动块21滑动至螺旋槽 22末端时，此时驱动杆5将带动传动杆6同轴转动，由于传动杆6内部设有螺旋槽22，进而转动杆7通过驱动块21有传动杆6的内部伸出，且由于转动杆7与采样管8固定相连，从而带动采样管8伸出，从而实现采样管8、级联管9和定位管10在竖直方向的伸展便于对水体的多点位采样。
如图1-6所示，采样管8、级联管9和定位管10均为双层结构，采样管 8、级联管9和定位管10包括外套管11和内转管12，外套管11转动套接在内转管12的外端，内转管12中部开设有检测腔20，外套管11和内转管12 均开设有进液窗19。
如图1-6和8所示，级联管9和定位管10内壁均开设有活动槽16，级联管9和采样管8的外端面均设有与活动槽16相适配的弹性块17，弹性块17 通过弹性件25弹性连接在活动槽16的内部。
如图1-6和9-12所示，内转管12内壁顶部设有密封层13，密封层13的中部嵌设有转动轴14，内转管12的侧端面固定连接有限位滑块15，外套管 11的内部局部开设有与限位滑块15相适配的滑动槽23。
使用时，当采样管8完全伸出后，外部液体通过进液窗19流入检测腔20 的内部，且检测腔20通过密封层13相互分隔，避免干扰，随着驱动杆5的继续转动，此时驱动杆5、传动杆6和转动杆7，在驱动块21与螺旋槽22的抵合下，同轴转动，且由于转动杆7与采样管8固定相连，且采样管8分为外套管11和内转管12，进而转动杆7带动采样管8内部的内转管12转动，进而使得限位滑块15在滑动槽23的内部滑动，当限位滑块15与滑动槽23 抵合时，即可带动转动杆7中的外套管11同步转动，此时转动杆7内部的外套管11和内转管12由于转动差使得外套管11和内转管12中的进液窗19错开，使得其内部的检测腔20封闭，且在内转管12内壁设有检测模块18用于对水体进行检测，检测模块18可通过与无线模块2电性连接，以提高装置使用的便捷性，当限位滑块15移动至滑动槽23末端时，由于转动杆7的外套管11外端面通过弹性块17弹性滑动连接在采样管8内部的外套管11内壁，且活动槽16可设为竖向导槽，进而使得转动杆7内部外套管11转动时，将带动采样管8内部的内转管12同步转动，同理，采样管8内部内转管12转动下通过限位滑块15可带动外套管11同步转动的同时，使得采样管8内部的检测腔20封闭，采样管8内检测腔20封闭后，随着驱动杆5的持续驱动，还可继续通过采样管8内部外套管11的转动，带动定位管10内部检测腔20 的闭合，从而实现垂直深度的多点采样，且采样是内部液体封闭，避免流动干扰，大大提高采样的准确性，且通过密封层13和转动轴14进行密封有效提高检测腔20的内部的密封性能。
如图1-12所示，滑动槽23的一端设有磁吸片24，限位滑块15贴合磁吸片24的一侧采用磁性材质。
使用时，通过限位滑块15与磁吸片24的磁吸，可有效保持外套管11和内转管12内部的进液窗19开启的稳定性，采样过程中进液窗19的提前闭合，或位置不正确从而影响采样结果，定位管10内部的外套管11可与分层采样机构4的底部固定相连，当定位管10内部的检测腔20闭合后，定位管10内部的滑动槽23和限位滑块15抵合后此时驱动杆5无法继续转动，即可代表采样管8、级联管9和定位管10完全封闭进行采样，采样完成后通过回转驱动杆5，即可在弹性件25的辅助下即可使得传动杆6和转动杆7逐渐收回。
工作原理：由于传统采样只可采集河流边缘样本，采样距离以及采样深度均有所限制，装置主体1通过驱动浆3进行驱动，可在水面表面漂浮并移动，使得装置主体1移动至合适的采样位置，且装置主体1的内部通过内置电机通过驱动杆5可控制采样管8和级联管9相对定位管10进行下移展开从而使得随着采样管8的移动，通过采样管8、级联管9和定位管10可实现在采样位置上垂直深度的等距采样，大大提高对水体的采样距离，同时可实现竖直梯度下的多点采样，转动轴14可依据需要选用合适的阻尼轴承，当驱动杆5在驱动电机的驱动下转动时，由于驱动杆5的内部设有螺旋槽22，且传动杆6的外端面设有与螺旋槽22相适配的驱动块21，从而传动杆6随着驱动杆5的转动，从而从驱动杆5的内部伸展出，且传动杆6通过转动轴14与级联管9转动相连，从而带动级联管9由定位管10的内部伸出，当驱动块21 滑动至螺旋槽22末端时，此时驱动杆5将带动传动杆6同轴转动，由于传动杆6内部设有螺旋槽22，进而转动杆7通过驱动块21有传动杆6的内部伸出，且由于转动杆7与采样管8固定相连，从而带动采样管8伸出，从而实现采样管8、级联管9和定位管10在竖直方向的伸展便于对水体的多点位采样，当采样管8完全伸出后，外部液体通过进液窗19流入检测腔20的内部，且检测腔20通过密封层13相互分隔，避免干扰，随着驱动杆5的继续转动，此时驱动杆5、传动杆6和转动杆7，在驱动块21与螺旋槽22的抵合下，同轴转动，且由于转动杆7与采样管8固定相连，且采样管8分为外套管11和内转管12，进而转动杆7带动采样管8内部的内转管12转动，进而使得限位滑块15在滑动槽23的内部滑动，当限位滑块15与滑动槽23抵合时，即可带动转动杆7中的外套管11同步转动，此时转动杆7内部的外套管11和内转管12由于转动差使得外套管11和内转管12中的进液窗19错开，使得其内部的检测腔20封闭，且在内转管12内壁设有检测模块18用于对水体进行检测，检测模块18可通过与无线模块2电性连接，以提高装置使用的便捷性，当限位滑块15移动至滑动槽23末端时，由于转动杆7的外套管11外端面通过弹性块17弹性滑动连接在采样管8内部的外套管11内壁，且活动槽16可设为竖向导槽，进而使得转动杆7内部外套管11转动时，将带动采样管8内部的内转管12同步转动，同理，采样管8内部内转管12转动下通过限位滑块15可带动外套管11同步转动的同时，使得采样管8内部的检测腔20封闭，采样管8内检测腔20封闭后，随着驱动杆5的持续驱动，还可继续通过采样管8内部外套管11的转动，带动定位管10内部检测腔20的闭合，从而实现垂直深度的多点采样，且采样是内部液体封闭，避免流动干扰，大大提高采样的准确性，通过限位滑块15与磁吸片24的磁吸，可有效保持外套管11和内转管12内部的进液窗19开启的稳定性，采样过程中进液窗19的提前闭合，或位置不正确从而影响采样结果，定位管10内部的外套管11可与分层采样机构4的底部固定相连，当定位管10内部的检测腔20闭合后，定位管10内部的滑动槽23和限位滑块15抵合后此时驱动杆5无法继续转动，即可代表采样管8、级联管9和定位管10完全封闭进行采样，采样完成后通过回转驱动杆5，即可在弹性件25的辅助下即可使得传动杆6和转动杆7逐渐收回。
Claims (8)
1.一种水土中重金属含量快速检测装置，包括装置主体，其特征在于：所述装置主体的顶部设有无线模块，所述装置主体的下端面两侧设有驱动浆，所述装置主体的下端面中部驱动设置有分层采样机构，所述分层采样机构包括驱动杆、采样管、级联管和定位管，所述驱动杆与装置主体驱动相连，所述定位管固定连接在装置主体的下端面，所述级联管套接在定位管的内部，所述采样管套接在级联管的内部，所述驱动杆驱动采样管和级联管相对滑动延伸。
2.根据权利要求1所述的一种水土中重金属含量快速检测装置，其特征在于：所述级联管至少设有一组，且所述级联管之间相互套接。
3.根据权利要求1所述的一种水土中重金属含量快速检测装置，其特征在于：所述驱动杆的内部转动套接有传动杆，所述传动杆背离驱动杆的一端通过转动轴与级联管转动相连，所述传动杆的内部套接有转动杆，所述转动杆背离传动杆的一端与采样管固定相连。
4.根据权利要求3所述的一种水土中重金属含量快速检测装置，其特征在于：所述驱动杆和传动杆的内部均开设有螺旋槽，所述传动杆和转动杆的外端面固定连接有与螺旋槽相适配的驱动块。
5.根据权利要求3所述的一种水土中重金属含量快速检测装置，其特征在于：所述级联管和定位管内壁均开设有活动槽，所述级联管和采样管的外端面均设有与活动槽相适配的弹性块，所述弹性块通过弹性件弹性连接在活动槽的内部。
6.根据权利要求5所述的一种水土中重金属含量快速检测装置，其特征在于：所述采样管、级联管和定位管均为双层结构，所述采样管、级联管和定位管包括外套管和内转管，所述外套管转动套接在内转管的外端，所述内转管中部开设有检测腔，所述外套管和内转管均开设有进液窗。
7.根据权利要求5所述的一种水土中重金属含量快速检测装置，其特征在于：所述内转管内壁顶部设有密封层，所述密封层的中部嵌设有转动轴，所述内转管的侧端面固定连接有限位滑块，所述外套管的内部局部开设有与限位滑块相适配的滑动槽。
8.根据权利要求7所述的一种水土中重金属含量快速检测装置，其特征在于：所述滑动槽的一端设有磁吸片，所述限位滑块贴合磁吸片的一侧采用磁性材质。
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2022
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