CN116593209A - 一种用于libs检测的采样杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于LIBS检测的采样杆,该采样杆包括采样管、连接座、单向通过防漏装置、开关装置、电机以及检测装置;采样管设置有沿其轴向延伸的检测缝隙,并在底端具有斜切面;连接座固定安装于采样管的顶端,并设置有与采样管的顶端开口对应的通孔;单向通过防漏装置使样品单向进入采样管内;检测装置固定安装于采样管的顶部且位于连接座的下侧,并在采样管中的样品到达顶部时向采样机器人反馈信号;开关装置和电机均安装于连接座;电机用于驱动开关装置。上述采样杆具有结构简单、维护成本低、降低采样杆的成本和重量、能够直接采集大粒度样品、减少了样品丢失、方便退料、提高检测工作智能化水平的效果。
Description
技术领域
本发明涉及样品采样分析技术领域,具体涉及一种用于LIBS检测的采样杆。
背景技术
目前在生产工厂单位,普遍采用的物质检测方法是离线取样和实验室分析,这种方法工序复杂,耗时长,取样代表性差,难以及时反馈物质的各种成分。但工厂单位需要及时掌控大规模进厂物料堆的成分组成与特性参数,便于判断卸货指标以及指导物料投入后续生产使用进行。所以,传统的离线测量因质量评测的滞后性而难以适应工业入厂检测的需求,实现对大规模进厂物料堆的现场实时成分分析,对于工厂单位意义重大。
如图1所示,现有技术中公开了一种考古勘探土壤取样装置,包括取样管1、固定板2、固定插锥3、螺旋采样杆4、旋转杆5、手柄6、限位板7、锥形堵头8、限位环壁9、限位槽10、限位块11、封盖12、锁紧螺栓13以及锁紧螺母14;取样管和固定板垂直连接组成一个T字形的支撑体;沿着支撑体的取样管的中心线,从上到下,手柄、旋转杆、螺旋采样杆和锥形堵头依次连接组成一个活动机构;限位板设置于螺旋采样杆和旋转杆的交接处,密封取样管中取样土;在固定板上均布有4-6个通孔,通过穿过通孔的固定插锥插入地面。使用时,首先将取样管1插入至土壤下方,直至固定板2贴紧表层地面;将固定插锥3贯穿固定板2,使得固定插锥3的底部深入至土壤地下,固定插锥3的抵接板31抵接在固定板2上端,对固定板2进行固定,从而也实现对取样管1的固定,提高稳定性,便于后续的取样操作;同时锥形堵头8位于取样管1底端,封闭取样管1底端,避免表层的土壤进入到取样管1内部污染深层土壤样本;然后向下按压并旋转手柄6,带动旋转杆5旋转并下移,使得螺旋采样杆4边旋转边下移,锥形堵头8离开取样管1,向下继续深入至土壤内部,同时螺旋采样杆4离开取样管1内部,深入到土壤内部;当达到既定深度后,反向旋转手柄6,带动螺旋采样杆4上移,直至螺旋采样杆4回到采样管1内,而深层土壤随着螺旋采样杆4之间的螺纹槽的上移移动至取样管1内,实现对深层土壤的取样;同时锥形堵头8对取样管1的底部进行封堵;然后将取样管1拔出土壤内部,取下封盖12,即可将取样的土壤取出。
上述取样装置存在以下技术问题:(1)采样器开口尺寸小,而且取样管中间有螺旋结构,对于大粒度的样品无法直接采入;(2)螺旋采样杆和取样管中间有间隙,这样样料在移动过程中,样料丢失情况严重。
发明内容
本发明提供了一种用于LIBS检测的采样杆,具有结构简单、维护成本低、降低采样杆的成本和重量、能够直接采集大粒度样品、减少了样品丢失、方便退料、提高检测工作智能化水平的效果。
本发明采用以下具体技术方案:
一种用于LIBS检测的采样杆,该采样杆包括采样管、连接座、单向通过防漏装置、开关装置、电机以及检测装置;
所述采样管设置有沿其轴向延伸的检测缝隙,并在底端具有斜切面;
所述连接座固定安装于所述采样管的顶端,用于连接采样机器人,并设置有与所述采样管的顶端开口对应的通孔;
所述单向通过防漏装置固定安装于所述采样管的底端内侧,能够在样品的挤压作用下从所述采样管的底端朝向顶端单向开启使样品进入所述采样管内;
所述检测装置固定安装于所述采样管的顶部且位于所述连接座的下侧,用于检测所述采样管中的样品,并在所述采样管中的样品到达顶部时向所述采样机器人反馈信号;
所述开关装置和所述电机均安装于所述连接座;所述电机与所述开关装置传动连接,用于驱动所述开关装置以控制所述连接座的通孔的开启和关闭。
更进一步地,所述电机的输出轴固定安装有齿轮;
所述开关装置采用“光圈”结构,并设置有与所述齿轮啮合的扇形齿轮;
所述电机通过旋转设定角度实现“光圈”结构的开、合动作。
更进一步地,所述开关装置和所述电机均通过螺丝安装于所述连接座;
所述连接座通过螺丝安装于所述采样管。
更进一步地,所述开关装置为与所述电机的输出轴固定连接的挡板。
更进一步地,所述单向通过防漏装置包括圆筒形底座和多个弹簧片;
所述圆筒形底座固定安装于所述采样管的底端内壁;
多个所述弹簧片沿所述底座的周向均匀分布且倾斜设置,底端固定安装于所述圆筒形底座的顶端,顶端位于所述圆筒形底座的中心,从而形成锥形结构;
采样时,样品挤压所述弹簧片使其变形形成开口,并通过所述弹簧片进入所述采样管内。
更进一步地,所述圆筒形底座通过螺丝固定安装于所述采样管。
更进一步地,所述检测装置为激光反射传感器。
更进一步地,还包括固定安装于所述采样管外周侧的固定架;
所述激光反射传感器通过螺丝固定安装于所述固定架。
更进一步地,所述检测缝隙设置有多个且沿所述采样管的轴向间隔设置。
更进一步地,所述检测缝隙设置有多个且沿所述采样管螺旋分布。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:
1、本发明采样杆所采用的采样管为空心管状结构,取消了现有取样管内部设置的螺旋采样杆结构,结构简单、维护成本低、降低了采样杆的成本和重量,并且只要样品粒度小于采样管直径就可以进入采样管,大粒度的样品可以直接采入,提高了采样杆的采样粒度范围,并且无需螺旋采样杆采样时螺旋面和物料之间的挤压摩擦,延长了使用寿命;
2、本发明的采样杆通过设置于采样管底端的单向通过防漏装置能够使样品单向进入采样管中,避免进入采样管的样品漏出,减少了样品的丢失,提高了采样效率;
3、由于采样管设置有沿其轴向延伸的检测缝隙,可以通过检测缝隙直接对采样管内的样品进行检测,使得检测过程变得简单,有利于提高检测效率。
4、在采样管顶端的连接座上安装有开关装置和电机,通过开关装置和电机可以在采样杆顶端充当“门”的作用,方便采样管内样品的退料。
5、通过固定安装于采样管顶部的检测装置能够在采样管中的样品到达顶部时向采样机器人反馈信号,能够在采样管采满的同时及时停止采样,便于实现检测工作的自动化和智能化。
附图说明
图1为现有技术中考古勘探土壤取样装置的结构示意图;
图2为本发明采样杆的结构示意图;
图3为图1中采样杆的A向结构示意图;
图4为图1中采样杆的B向结构示意图;
图5为采用“光圈”结构的开关装置处于开启时的结构示意图;
图6为采用“光圈”结构的开关装置处于关闭时的结构示意图;
图7为单向通过防漏装置的结构示意图;
图8为采用挡板的开关装置处于开启时的结构示意图;
图9为采用挡板的开关装置处于关闭时的结构示意图;
现有技术:1-取样管,2-固定板,3-固定插锥,4-螺旋采样杆,5-旋转杆,6-手柄,7-限位板,8-锥形堵头,9-限位环壁,10-限位槽,11-限位块,12-封盖,13-锁紧螺栓,14-锁紧螺母
本发明:21-采样管,22-连接座,23-单向通过防漏装置,24-开关装置,25-电机,26-激光反射传感器,27-固定架,211-检测缝隙,212-斜切面,221-通孔,222-安装孔,231-圆筒形底座,232-弹簧片,241-“光圈”结构,242-扇形齿轮,243-挡板,251-齿轮
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。
如图2、图3和图4结构所示,本发明实施例提供了一种用于LIBS(Laser-InducedBreakdown Spectroscopy,激光诱导击穿光谱学)检测的采样杆,该采样杆包括采样管21、连接座22、单向通过防漏装置23、开关装置24、电机25以及检测装置;
采样管21设置有沿其轴向延伸的检测缝隙211,并在底端具有斜切面212;采样管21为圆管,采样管21的长度可以根据需要采样的数量进行确定,采样管21的直径可以根据采样的最大粒度进行确定;检测缝隙211可以仅设置一个,也可以设置多个;当设置有多个检测缝隙211时,多个检测缝隙211均沿采样管21的轴向延伸且沿采样管21的轴向间隔分布,或者,多个检测缝隙211均沿采样管21的轴向延伸且多个检测缝隙211绕采样管21螺旋分布;当多个检测缝隙211绕采样管21螺旋分布时,方便对采样管21内多个不同部位的样品进行检测;通过采样管21底端的斜切面212可以减小采样管21底端与样品之间的接触面积,减小采样管进入样品中的阻力,使得采样时施加较小的作用力即可进行采样,便于采样管21插入样品中进行采样;
连接座22固定安装于采样管21的顶端,用于连接采样机器人,并设置有与采样管21的顶端开口对应的通孔221;连接座22可以为板状结构,并设置有多个安装孔222;通过安装孔222使连接座22与采样机器人连接,可以通过采样机器人进行自动采样,节省人力且能够提高采样效率;通过连接座22上与采样管21的顶端开口位置对应的通孔221,便于在采样完成以后实现采样管21内样品的清空,实现重复采样;连接座22可以通过螺丝等紧固件安装于采样管21;
单向通过防漏装置23固定安装于采样管21的底端内侧,能够在样品的挤压作用下从采样管21的底端朝向顶端单向开启使样品进入采样管21内;如图7所示,单向通过防漏装置23可以包括圆筒形底座231和多个弹簧片232;圆筒形底座231固定安装于采样管21的底端内壁;圆筒形底座231通过螺丝等紧固件固定安装于采样管21,也可以通过铆接、焊接等固定连接方式进行安装;多个弹簧片232沿底座的周向均匀分布且倾斜设置,底端固定安装于圆筒形底座231的顶端,顶端位于圆筒形底座231的中心,从而形成锥形结构;弹簧片232可以为底端宽、顶端窄的扇形结构;在自然状态下,多个弹簧片232的顶端接触到一起,从而将采样管21的底端开口封闭;采样时,样品挤压弹簧片232使其变形形成开口,并通过弹簧片232进入采样管21内,即,在采样机器人的压力作用下,样品挤压弹簧片232,使弹簧片232从倾斜状态逐渐变形为直立状态,在多个弹簧片232之间形成样品通过的圆形开口;单向通过防漏装置23还可以采用其它的结构形式,目的是实现单向通过的功能;
检测装置固定安装于采样管21的顶部且位于连接座22的下侧,用于检测采样管21中的样品,并在采样管21中的样品到达顶部时向采样机器人反馈信号;检测装置可以为激光反射传感器26等各种传感器;在实际检测过程中,可以根据传感器的需要在采样管21的管壁上设置开口或者镶嵌玻璃等透明材料实现透光,以便检测的顺利进行;
开关装置24和电机25均安装于连接座22;开关装置24和电机25均可以通过螺丝安装于连接座22;电机25与开关装置24传动连接,用于驱动开关装置24以控制连接座22的通孔221的开启和关闭;通过开关装置24控制采样管21顶端开口的开启和关闭。在采样管21顶端的连接座22上安装有开关装置24和电机25,通过开关装置24和电机25可以在采样杆顶端充当“门”的作用,方便采样管21内样品的退料。
在上述采样杆中,开关装置24具体可以采用以下两种方式进行实现:
实施方式一
在电机25的输出轴上固定安装有齿轮251;如图5和图6结构所示,开关装置24采用“光圈”结构241,并设置有与齿轮251啮合的扇形齿轮242;电机25通过旋转设定角度实现“光圈”结构241的开、合动作。“光圈”结构241起的是“门”的作用,也可以用实施方式二的方案进行代替。“光圈”结构241类似于相机光圈,电机25通过齿轮251与“光圈”结构241的扇形齿轮242啮合,控制电机25旋转角度来实现“光圈”结构241的开、合动作,退料时“光圈”结构241打开,采样及LIBS检测时,“光圈”关闭。
实施方式二
如图8和图9结构所示,开关装置24为与电机25的输出轴固定连接的挡板243,挡板243与采样管21的顶部开口位置、形状对应。采样时,电机25转动,带动挡板243挡住采样管21的上端口,防止样品洒出;采样结束需要退料时,电机25反转,带动挡板243移开漏出采样管21的上端口,方便退料。
在上述实施方式一和实施方式二中,均可以通过电机25的正反向转动实现开关装置24的启闭,实现采样管21顶部开口的自动开关。
为了方便检测装置的安装固定,上述采样杆还可以包括固定安装于采样管21外周侧的固定架27;激光反射传感器26可以通过螺丝等紧固件固定安装于固定架27。
上述采样杆的采样流程为:将采样杆通过连接座22安装到采样机器人,采样杆上侧的开关装置24闭合,通过采样机器人给空心的采样管21一个轴向力,采样管21直接插入样品堆中进行采样,样品通过单向通过防漏装置23进入采样管21内,当样品快要装满采样管21,即样品到达采样管21的顶部时,激光反射传感器26等检测装置检测到样品,反馈信号,采样动作停止,然后进行LIBS检测动作,LIBS检测动作完成后,采样杆倒置,采样杆上侧朝下,采样杆上侧开关装置24开启,样品从采样管21中倒出,整个采样流程结束。
上述采样杆所采用的采样管21为空心管状结构,与现有技术相比,省去了现有取样管内部设置的螺旋采样杆以及与螺旋采样杆相连的锥形堵头和手柄等结构,使得上述采样杆整体结构得到简化,结构简单、维护成本低、降低了采样杆的成本和重量,并且只要样品粒度小于采样管21直径就可以进入采样管21,大粒度的样品可以直接采入,提高了采样杆的采样粒度范围,并且无需螺旋采样杆采样时螺旋面和物料之间的挤压摩擦,延长了使用寿命。
上述采样杆通过设置于采样管21底端的单向通过防漏装置23能够使样品单向进入采样管21中,避免进入采样管21的样品漏出,减少了样品的丢失,提高了采样效率;样品从单向通过防漏装置23底部“大口”进入,撑开弹簧片232进入采样杆内后,弹簧片232恢复成上面“小”下面“大”的漏斗形状防止已经进入的样品漏出。
由于采样管21设置有沿其轴向延伸的检测缝隙211,可以使检测仪器的光线通过检测缝隙211直接对采样管21内的样品进行检测,使得检测过程变得简单,有利于提高检测效率。
另外,通过固定安装于采样管21顶部的检测装置能够在采样管21中的样品到达顶部时向采样机器人反馈信号,能够在采样管21采满的同时及时停止采样,便于实现检测工作的自动化和智能化。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于LIBS检测的采样杆,其特征在于,包括采样管、连接座、单向通过防漏装置、开关装置、电机以及检测装置;
所述采样管设置有沿其轴向延伸的检测缝隙,并在底端具有斜切面;
所述连接座固定安装于所述采样管的顶端,用于连接采样机器人,并设置有与所述采样管的顶端开口对应的通孔;
所述单向通过防漏装置固定安装于所述采样管的底端内侧,能够在样品的挤压作用下从所述采样管的底端朝向顶端单向开启使样品进入所述采样管内;
所述检测装置固定安装于所述采样管的顶部且位于所述连接座的下侧,用于检测所述采样管中的样品,并在所述采样管中的样品到达顶部时向所述采样机器人反馈信号;
所述开关装置和所述电机均安装于所述连接座;所述电机与所述开关装置传动连接,用于驱动所述开关装置以控制所述连接座的通孔的开启和关闭。
2.如权利要求1所述的采样杆,其特征在于,所述电机的输出轴固定安装有齿轮;
所述开关装置采用“光圈”结构,并设置有与所述齿轮啮合的扇形齿轮;
所述电机通过旋转设定角度实现“光圈”结构的开、合动作。
3.如权利要求2所述的采样杆,其特征在于,所述开关装置和所述电机均通过螺丝安装于所述连接座;
所述连接座通过螺丝安装于所述采样管。
4.如权利要求1所述的采样杆,其特征在于,所述开关装置为与所述电机的输出轴固定连接的挡板。
5.如权利要求1所述的采样杆,其特征在于,所述单向通过防漏装置包括圆筒形底座和多个弹簧片;
所述圆筒形底座固定安装于所述采样管的底端内壁;
多个所述弹簧片沿所述底座的周向均匀分布且倾斜设置,底端固定安装于所述圆筒形底座的顶端,顶端位于所述圆筒形底座的中心,从而形成锥形结构;
采样时,样品挤压所述弹簧片使其变形形成开口,并通过所述弹簧片进入所述采样管内。
6.如权利要求5所述的采样杆,其特征在于,所述圆筒形底座通过螺丝固定安装于所述采样管。
7.如权利要求1-6任意一项所述的采样杆,其特征在于,所述检测装置为激光反射传感器。
8.如权利要求7所述的采样杆,其特征在于,还包括固定安装于所述采样管外周侧的固定架;
所述激光反射传感器通过螺丝固定安装于所述固定架。
9.如权利要求1-6任意一项所述的采样杆,其特征在于,所述检测缝隙设置有多个且沿沿所述采样管的轴向间隔设置。
10.如权利要求1-6任意一项所述的采样杆,其特征在于,所述检测缝隙设置有多个且沿所述采样管螺旋分布。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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