CN116147981B - 一种基于光谱技术废液cod在线取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废液取样技术领域，具体为一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，包括顶架，顶架由两组门形架垂直交叉设置而成，顶架的内壁固定有环形轨道，顶架的中心位置贯穿设置有转动轴；转动轴的底端焊接有横梁，横梁的前侧壁开设有滑槽，滑槽外壁滑动安装有滑座，滑座的前侧壁固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆的伸缩端固定有升降架，升降架上固定有在线取样探头；本发明实现了在线取样探头在三维空间内不同方位进行取样，扩大了取样范围，得到的COD数据更加全面精确，更具有代表性，同时操作更加灵活，工作效率高。

Description

一种基于光谱技术废液COD在线取样装置

技术领域

本发明涉及废液取样技术领域，具体为一种基于光谱技术废液COD在线取样装置。

背景技术

在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，COD是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数。另外，光谱技术是近几年才发展起来的新型技术，是用光谱仪器快速扫描物质在特定光谱区域的反射、漫反射或透射光谱的一种仪器分析手段。由于光谱分析技术具有分析速度快、效率高、样品无化学污染、无需样品预处理、在线无损检测等优点，因此在废液COD在线取检测领域中得到了广泛应用。

但现有废液COD在线取样装置依旧存在一些不足之处，例如：只能在一个特定位置进行取样操作，使用不灵活，且获取的废液COD样本较为单一，得到的数据结果误差较大，不具备代表性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，包括顶架，所述顶架由两组门形架垂直交叉设置而成，所述顶架的内壁固定有环形轨道，所述顶架的中心位置贯穿设置有转动轴。

更进一步地，所述转动轴的顶端固定有从动齿轮，所述从动齿轮上开设有扇形缺口，且所述扇形缺口内部固定有弧形块，所述弧形块上转动安装有一对轴承座，一对所述轴承座上均转动安装有单向轴，所述单向轴的顶端均固定有回转齿轮。

更进一步地，所述单向轴的外壁均固定有棘轮，所述棘轮的外壁均卡接有止回棘爪，所述止回棘爪通过铰接件安装于所述弧形块的上端面，所述顶架上还安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端通过减速器连接有双齿轮，所述双齿轮中的下齿轮与所述从动齿轮啮合连接，所述双齿轮中的上齿轮与所述回转齿轮啮合连接。

更进一步地，所述转动轴的底端焊接有横梁，所述横梁的前侧壁开设有滑槽，所述滑槽外壁滑动安装有滑座，所述滑座的前侧壁固定有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端固定有升降架，所述升降架上固定有在线取样探头，所述升降架的上还安装有一对探头保护组件，所述探头保护组件包括导柱、复位弹簧及橡胶垫，所述导柱穿设于所述升降架上开设的圆孔内部，所述导柱的外壁套设有所述复位弹簧，所述导柱的顶端固定有限位板，所述导柱的外壁固定有限位环，所述复位弹簧设置于所述升降架的下端面与所述限位环的上端面之间，所述导柱的底端固定有所述橡胶垫。

更进一步地，所述横梁的前侧壁还固定有一对轴承架，且一对所述轴承架内部共同转动安装有螺杆，所述螺杆贯穿所述滑座的侧壁并与其螺纹连接，所述螺杆上朝向所述转动轴的一端通过减速器与步进电机的输出轴相连接，所述横梁上远离所述转动轴的一端底面固定有万向轮，所述万向轮滚动设置于所述环形轨道内部；

所述环形轨道的外壁还焊接有若干个铰接座，所述铰接座上均安装有连接板，所述连接板的外壁套接有滑套，所述滑套的外壁焊接有固定板，所述固定板上开设有若干个固定孔。

更进一步地，一对所述棘轮均为单向旋转，且它们的旋转方向相反；所述止回棘爪的外壁抵接有弹簧片，所述弹簧片的其中一端通过圆柱座固定于所述弧形块的上端面。

更进一步地，所述横梁上靠近所述转动轴的一端可拆卸安装有横杆，所述横杆的下表面等间距固定有若干个搅拌杆，且每一个所述搅拌杆的外壁均固定若干个搅拌叶；所述横梁上靠近所述横杆一端利用螺丝固定有连接套，所述连接套呈矩形且其上、下表面均开设固定孔，所述连接套与所述横杆相匹配安装。

更进一步地，所述滑座的前表面还固定有导轨，所述升降架滑动安装于所述导轨上；所述复位弹簧的外径小于所述限位环的直径；所述在线取样探头与外部的CCD检测器电性连接，所述CCD检测器通过A/D转换器与外部的PC微机电性连接。

更进一步地，所述PC微机与外部的无线遥控器进行双向联络和信号传输，所述PC微机与所述无线遥控器内部均设置有通讯模块。

更进一步地，所述滑套上端面螺纹安装有紧固螺栓，所述连接板的上表面还嵌设有防滑垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明中，电动伸缩杆的伸缩端固定有升降架，升降架上固定有在线取样探头，从而在线取样探头可对不同深度废液进行取样操作；电动伸缩杆、升降架又安装于滑座上，滑座由步进电机控制可沿滑槽方向向左或者向右移动，从而在线取样探头可移动左、右位置进行取样操作；横梁的订单通过转动轴与从动齿轮相固定，从动齿轮外壁与双齿轮啮合连接，旋转电机可驱动双齿轮顺时针或者逆时针转动，进而可带动横梁顺时针或者逆时针转动，在线取样探头即可在一个圆域范围内不同方位进行取样操作；综上，本发明实现了在线取样探头在三维空间内不同方位进行取样，扩大了取样范围，得到的COD数据更加全面精确，更具有代表性，同时操作更加灵活，工作效率高。

二、本发明中旋转电机可驱动双齿轮顺时针或者逆时针转动，双齿轮与从动齿轮啮合连接，由于从动齿轮上开设有扇形缺口，当可驱动双齿轮的下层齿轮转动到扇形缺口位置时，即会停止带动从动齿轮转动，双齿轮的上层齿轮刚好与单向轴的顶端的回转齿轮啮合连接，并继续带动回转齿轮单向转动，因此可确保横梁在一个圆周范围转动，避免了因横梁过度转动而导致电导线出现缠绕的问题；另外，单向轴的外壁固定有棘轮，棘轮的外壁卡接有止回棘爪，确保了回转齿轮只能单向转动，当双齿轮的上层齿轮开始反转时，由于止回棘爪的阻挡作用，从动齿轮整体会重新转动，并回到与双齿轮的下层齿轮啮合连接，因此，通过巧妙的结构设计，确保了横梁在一个圆周范围可灵活的顺时针或者逆时针转动。

三、本发明中，环形轨道的外壁焊接有若干个铰接座，铰接座上均安装有连接板，连接板的外壁套接有滑套，滑套的外壁焊接有固定板，从而可调节连接板、滑套的组合长度，便于固定板在不同远近位置进行固定安装，铰接座的设置进一步可调节固定安装的角度方位。

四、本发明中，横梁上靠近转动轴的一端可拆卸安装有横杆，横杆的下表面等间距固定有若干个搅拌杆，且每一个搅拌杆的外壁均固定若干个搅拌叶，横杆、搅拌杆及搅拌叶均能跟随横梁的转动而转动，有利于是的废液混合更加均匀，得到的取样数据更加精确，且实现该搅拌功能，无需再提供电机动力源，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的第一视角立体结构示意图；

图2为本发明的第二视角立体结构示意图；

图3为本发明中从动齿轮、双齿轮及旋转电机的安装示意图；

图4为本发明中从动齿轮的安装分解示意图；

图5为本发明中棘轮、止回棘爪及弹簧片的安装示意图；

图6为本发明中横梁及横梁上装配组件的结构示意图；

图7为本发明中升降架、在线取样探头及探头保护组件的安装示意图；

图8为本发明中探头保护组件外部电路连接模块示意图；

图9为本发明实施例2的立体结构示意图；

图10为本发明实施例3中铰接座、连接板、滑套及固定板的安装示意图。

图中：1-顶架、2-环形轨道、3-转动轴、4-从动齿轮、401-扇形缺口、402-弧形块、403-轴承座、404-单向轴、405-回转齿轮、406-棘轮、407-止回棘爪、408-弹簧片、5-旋转电机、6-双齿轮、7-探头保护组件、701-导柱、702-复位弹簧、703-橡胶垫、704-限位板、705-限位环、8-横梁、9-滑槽、10-滑座、11-电动伸缩杆、12-升降架、13-在线取样探头、14-螺杆、15-步进电机、16-万向轮、17-铰接座、18-连接板、19-滑套、20-固定板、21-轴承架、22-横杆、23-搅拌杆、24-导轨、25-CCD检测器、26-A/D转换器、27-PC微机、28-无线遥控器、29-连接套。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1

一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，参阅图1、图2、图3、图4、图5，包括顶架1，顶架1由两组门形架垂直交叉设置而成，顶架1的内壁固定有环形轨道2，顶架1的中心位置贯穿设置有转动轴3，转动轴3的顶端固定有从动齿轮4，从动齿轮4上开设有扇形缺口401，且扇形缺口401内部固定有弧形块402，弧形块402上转动安装有一对轴承座403，一对轴承座403上均转动安装有单向轴404，单向轴404的顶端均固定有回转齿轮405，单向轴404的外壁均固定有棘轮406，棘轮406的外壁均卡接有止回棘爪407，止回棘爪407通过铰接件安装于弧形块402的上端面，顶架1上还安装有旋转电机5，旋转电机5的输出端通过减速器连接有双齿轮6，双齿轮6中的下齿轮与从动齿轮4啮合连接，双齿轮6中的上齿轮与回转齿轮405啮合连接；其中，一对棘轮406均为单向旋转，且它们的旋转方向相反，止回棘爪407的外壁抵接有弹簧片408，弹簧片408的其中一端通过圆柱座固定于弧形块402的上端面。

参阅图1、图6，转动轴3的底端焊接有横梁8，横梁8的前侧壁开设有滑槽9，滑槽9外壁滑动安装有滑座10，滑座10的前侧壁固定有电动伸缩杆11，电动伸缩杆11的伸缩端固定有升降架12，升降架12上固定有在线取样探头13，升降架12的上还安装有一对探头保护组件7，滑座10的前表面还固定有导轨24，升降架12滑动安装于导轨24上，电动伸缩杆11的伸缩即能带动升降架12沿导轨24方向上下移动；横梁8的前侧壁还固定有一对轴承架21，且一对轴承架21内部共同转动安装有螺杆14，螺杆14贯穿滑座10的侧壁并与其螺纹连接，螺杆14上朝向转动轴3的一端通过减速器与步进电机15的输出轴相连接，步进电机15通电后可进行顺时针或者逆时针转动，进而可带动滑座10左右移动；横梁8上远离转动轴3的一端底面固定有万向轮16，万向轮16滚动设置于环形轨道2内部，从而横梁8能顺畅的在环形轨道2上方转动。

参阅图6、图7，探头保护组件7包括导柱701、复位弹簧702及橡胶垫703，导柱701穿设于升降架12上开设的圆孔内部，导柱701的外壁套设有复位弹簧702，导柱701的顶端固定有限位板704，导柱701的外壁固定有限位环705，复位弹簧702设置于升降架12的下端面与限位环705的上端面之间，复位弹簧702的外径小于限位环705的直径，导柱701的底端固定有橡胶垫703，在线取样探头13在接触到废液池底面前，橡胶垫703会先与池底接触，导柱701不断被向上顶起并压缩复位弹簧702，复位弹簧702具有缓冲力，因此能有效避免在线取样探头13碰撞到池底发生损坏的问题。

参阅图6、图8，在线取样探头13与外部的CCD检测器25电性连接，CCD检测器25通过A/D转换器26与外部的PC微机27电性连接；PC微机27与外部的无线遥控器28进行双向联络和信号传输，PC微机与无线遥控器28内部均设置有通讯模块；在线取样探头13内部的白光源发射光信号，再通过光纤传播至废液中，透过被测废液进入另一光纤，通过光纤传入CCD检测器25，再经近A/D转换器26、PC微机处理后获取废液光谱，从而间接获取废液中COD含量。

实施例1的工作流程为：首先将COD在线取样装置假设于废液池中，由于电动伸缩杆11的伸缩端固定有升降架12，升降架12上固定有在线取样探头13，从而在线取样探头13可对不同深度废液进行取样操作；电动伸缩杆11、升降架12又安装于滑座10上，滑座10由步进电机15控制可沿滑槽9方向向左或者向右移动，从而在线取样探头13可移动左、右位置进行取样操作；横梁8的订单通过转动轴3与从动齿轮4相固定，从动齿轮4外壁与双齿轮6啮合连接，旋转电机5可驱动双齿轮6顺时针或者逆时针转动，进而可带动横梁8顺时针或者逆时针转动，在线取样探头13即可在一个圆域范围内不同方位进行取样操作；特别的，从动齿轮4上开设有扇形缺口401，当可驱动双齿轮6的下层齿轮转动到扇形缺口401位置时，即会停止带动从动齿轮4转动，双齿轮6的上层齿轮刚好与单向轴404的顶端的回转齿轮405啮合连接，并继续带动回转齿轮405单向转动，因此可确保横梁8在一个圆周范围转动，避免了因横梁8过度转动而导致电导线出现缠绕的问题；另外，单向轴404的外壁固定有棘轮406，棘轮406的外壁卡接有止回棘爪407，确保了回转齿轮405只能单向转动，当双齿轮6的上层齿轮开始反转时，由于止回棘爪407的阻挡作用，从动齿轮4整体会重新转动，并回到与双齿轮6的下层齿轮啮合连接，因此，通过巧妙的结构设计，确保了横梁8在一个圆周范围可灵活的顺时针或者逆时针转动。在线取样探头13进入废液中时，且内部的白光源发射光信号，再通过光纤传播至废液中，透过被测废液进入另一光纤，通过光纤传入CCD检测器25，再经近A/D转换器26、PC微机处理后获取废液光谱，从而间接获取废液中COD含量。

相比较现有技术，实施例1实现了在线取样探头13在三维空间内不同方位进行取样，扩大了取样范围，得到的COD数据更加全面精确，更具有代表性，同时操作更加灵活，工作效率高。

实施例2

实施例2在实施例1的基础上，参阅图9，横梁8上靠近转动轴3的一端可拆卸安装有横杆22，横杆22的下表面等间距固定有若干个搅拌杆23，且每一个搅拌杆23的外壁均固定若干个搅拌叶；横梁8上靠近横杆22一端利用螺丝固定有连接套29，连接套29呈矩形且其上、下表面均开设固定孔，连接套29与横杆22相匹配安装，从而接套29与横杆22之间可使用固定螺栓进行安装，且拆卸也比较方便。

实施例2在使用过程中，横杆22、搅拌杆23及搅拌叶均能跟随横梁8的转动而转动，有利于是的废液混合更加均匀，得到的取样数据更加精确，且实现该搅拌功能，无需再提供电机动力源，节约了成本。

实施例3

实施例3在实施例2的基础上，参阅图1、图10，环形轨道2的外壁还焊接有若干个铰接座17，铰接座17上均安装有连接板18，连接板18的外壁套接有滑套19，滑套19的外壁焊接有固定板20，固定板20上开设有若干个固定孔；滑套19上端面螺纹安装有紧固螺栓，连接板18的上表面还嵌设有防滑垫，紧固螺栓和防滑垫的设置是为了提高滑套19和固定板20之间的稳固性。

实施例3在使用过程中，可调节连接板18、滑套19的组合长度，便于固定板20在不同远近位置进行固定安装，铰接座17的设置进一步可调节固定安装的角度方位。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，包括顶架(1)，其特征在于，所述顶架(1)由两组门形架垂直交叉设置而成，所述顶架(1)的内壁固定有环形轨道(2)，所述顶架(1)的中心位置贯穿设置有转动轴(3)，所述转动轴(3)的顶端固定有从动齿轮(4)，所述顶架(1)上还安装有旋转电机(5)，所述旋转电机(5)的输出端通过减速器连接有双齿轮(6)，所述双齿轮(6)中的下齿轮与所述从动齿轮(4)啮合连接，所述转动轴(3)的底端焊接有横梁(8)，所述横梁(8)的前侧壁开设有滑槽(9)，所述滑槽(9)外壁滑动安装有滑座(10)，所述滑座(10)的前侧壁固定有电动伸缩杆(11)，所述电动伸缩杆(11)的伸缩端固定有升降架(12)，所述升降架(12)上固定有在线取样探头(13)，所述升降架(12)的上还安装有一对探头保护组件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于，所述从动齿轮(4)上开设有扇形缺口(401)，且所述扇形缺口(401)内部固定有弧形块(402)，所述弧形块(402)上转动安装有一对轴承座(403)，一对所述轴承座(403)上均转动安装有单向轴(404)，所述单向轴(404)的顶端均固定有回转齿轮(405)。

3.根据权利要求2所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于，所述单向轴(404)的外壁均固定有棘轮(406)，所述棘轮(406)的外壁均卡接有止回棘爪(407)，所述止回棘爪(407)通过铰接件安装于所述弧形块(402)的上端面，所述双齿轮(6)中的上齿轮与所述回转齿轮(405)啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于，

所述探头保护组件(7)包括导柱(701)、复位弹簧(702)及橡胶垫(703)，所述导柱(701)穿设于所述升降架(12)上开设的圆孔内部，所述导柱(701)的外壁套设有所述复位弹簧(702)，所述导柱(701)的顶端固定有限位板(704)，所述导柱(701)的外壁固定有限位环(705)，所述复位弹簧(702)设置于所述升降架(12)的下端面与所述限位环(705)的上端面之间，所述导柱(701)的底端固定有所述橡胶垫(703)。

5.根据权利要求4所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于，

所述横梁(8)的前侧壁还固定有一对轴承架(21)，且一对所述轴承架(21)内部共同转动安装有螺杆(14)，所述螺杆(14)贯穿所述滑座(10)的侧壁并与其螺纹连接，所述螺杆(14)上朝向所述转动轴(3)的一端通过减速器与步进电机(15)的输出轴相连接，所述横梁(8)上远离所述转动轴(3)的一端底面固定有万向轮(16)，所述万向轮(16)滚动设置于所述环形轨道(2)内部；

所述环形轨道(2)的外壁还焊接有若干个铰接座(17)，所述铰接座(17)上均安装有连接板(18)，所述连接板(18)的外壁套接有滑套(19)，所述滑套(19)的外壁焊接有固定板(20)，所述固定板(20)上开设有若干个固定孔。

6.根据权利要求5所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于，一对所述棘轮(406)均为单向旋转，且它们的旋转方向相反；所述止回棘爪(407)的外壁抵接有弹簧片(408)，所述弹簧片(408)的其中一端通过圆柱座固定于所述弧形块(402)的上端面。

7.根据权利要求6所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于：所述横梁(8)上靠近所述转动轴(3)的一端可拆卸安装有横杆(22)，所述横杆(22)的下表面等间距固定有若干个搅拌杆(23)，且每一个所述搅拌杆(23)的外壁均固定若干个搅拌叶；所述横梁(8)上靠近所述横杆(22)一端利用螺丝固定有连接套(29)，所述连接套(29)呈矩形且其上、下表面均开设固定孔，所述连接套(29)与所述横杆(22)相匹配安装。

8.根据权利要求7所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于：所述滑座(10)的前表面还固定有导轨(24)，所述升降架(12)滑动安装于所述导轨(24)上；所述复位弹簧(702)的外径小于所述限位环(705)的直径；所述在线取样探头(13)与外部的CCD检测器(25)电性连接，所述CCD检测器(25)通过A/D转换器(26)与外部的PC微机(27)电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于：所述PC微机(27)与外部的无线遥控器(28)进行双向联络和信号传输，所述PC微机与所述无线遥控器(28)内部均设置有通讯模块。

10.根据权利要求9所述的一种基于光谱技术废液COD在线取样装置，其特征在于：所述滑套(19)上端面螺纹安装有紧固螺栓，所述连接板(18)的上表面还嵌设有防滑垫。