CN117405436A - 一种全自动冰晶取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动冰晶取样装置包括：上料装置和检测装置，分别用于安装于云室上检测开窗的内外两侧，且云室内的二者之间设有传送检测带；上料装置包括：承载盘；防护罩，罩设于承载盘上，且设有载玻片输出口；旋转环，旋转连接的安装于承载盘上；多个载玻片装载盒，呈圆周整列的分布于旋转环上；载玻片推送架，设于承载盘上；检测装置包括：检测室；开窗挡板，安装于检测开窗处；电子显微镜，设于检测室内；载玻片接收架，设于电子显微镜下方。与现有技术相比本发明的有益效果是：可实现快速取样快速检测的流水式作业分析，极大的提高了数据的覆盖范围程度和准确性。

Description

一种全自动冰晶取样装置

技术领域

本发明属于云雾研究技术领域，具体涉及一种全自动冰晶取样装置。

背景技术

目前，针对冰晶取样的相关设计较少，很多还停留在人工取样的阶段，这样的取样方式很容易破坏冰晶的形态同时存在较大的误差。

中国发明专利CN 112082804 A公开了一种云雾实验室冰晶取样的装置，也是采用一种机械式的传动结构用于将载玻片输送至云室外，但是并不能做到随取随测的高效检测，同时上述机械结构由于受自身结构特征有限，特别是对于大型云室并不能做到对多个不同位置的检测点进行快速检测分析，因此其适用范围有限，检测过程中的取样覆盖程度不高。

发明内容

本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

本发明提供了一种全自动冰晶取样装置，可实现快速取样快速检测的流水式作业分析，极大的提高了数据的覆盖范围程度和准确性。

本发明公开了一种全自动冰晶取样装置包括：

上料装置和检测装置，分别用于安装于云室上检测开窗的内外两侧，且云室内的二者之间设有传送检测带；

所述上料装置进一步包括：

承载盘，通过支架安装于云室内；

防护罩，罩设于所述承载盘上，且所述防护罩与所述传送检测带相接处开设有载玻片输出口；

旋转环，通过旋转驱动机构旋转连接的安装于所述承载盘上；

多个载玻片装载盒，呈圆周整列的分布于所述旋转环上并位于所述防护罩内；

载玻片推送架，设于所述承载盘上，并通过推送驱动机构的驱动位移使位于所述载玻片输出口处所述载玻片装载盒内的载玻片被推送至所述传送检测带上；

所述检测装置进一步包括：

检测室，为密闭空间结构；

开窗挡板，安装于所述检测开窗处，并呈由外向内的打开方向设置；

电子显微镜，设于所述检测室内；

载玻片接收架，设于所述电子显微镜下方，并通过接收驱动机构位移以进入云室内的传送检测带处用于接收所述传送检测带上的载玻片，并将载玻片输送至所述电子显微镜的下方。

在一些实施方式中，所述传送检测带包括：

传导架，设于所述载玻片输出口和所述传送检测带之间；

同步带，其上端面与所述传导架和所述载玻片接收架的上端面相适配；

若干的同步带凸起条，均呈凸起状结构并设于所述同步带的外端面；

同步带轮，设于所述同步带的两端，并连接有同步带驱动电机。

在一些实施方式中，还包括：

位移传感器，设于每一所述同步带凸起条处并位于所述同步带的内端面。

在一些实施方式中，所述推送驱动机构包括：

限位卡槽，设于所述承载盘上并卡接的位于所述载玻片推送架两侧；

转盘，通过旋转驱动机构旋转连接的安装于所述承载盘上，且所述转盘上偏心位置处设有一联动滑轴；所述联动滑轴滑动卡嵌于所述载玻片推送架上开设的限位滑槽内。

在一些实施方式中，还包括：

载玻片卸料架，设于所述电子显微镜的一侧，并通过卸料驱动机构的驱动位移使位于所述电子显微镜下方的载玻片被推送至所述检测室内设有的接收槽中。

制冷台，位于所述载玻片卸料架的下方并正对于所述电子显微镜设置。

在一些实施方式中，所述开窗挡板通过弹簧合页铰接于所述检测开窗的下方处。

在一些实施方式中，所述旋转驱动机构包括：

内齿轮槽，设于所述旋转环的内端；

旋转电机，其旋转端设有驱动齿轮并与所述内齿轮槽相啮合。

在一些实施方式中，所述传送检测带位于云室的中心轴线处。

在一些实施方式中，所述检测室内设有冷风口和温度传感器。

在一些实施方式中，还包括：

控制系统，与所述旋转驱动机构、所述推送驱动机构、所述接收驱动机构、所述同步带驱动电机、所述位移传感器、所述卸料驱动机构、所述温度传感器电性连接；

通过控制所述旋转驱动机构使所述旋转环上的所述载玻片装载盒与所述载玻片输出口相对正；

通过控制所述推送驱动机构使所述载玻片输出口处所述载玻片装载盒内的载玻片被推送至所述传送检测带上；

通过检测所述位移传感器的位置以控制所述同步带驱动电机的启停，以对云室内不同位置处的冰晶进行取样收集；

通过控制所述接收驱动机构使所述载玻片接收架接收所述传送检测带上的载玻片，并将载玻片输送至所述电子显微镜的下方；

通过控制所述卸料驱动机构使所述电子显微镜下方的载玻片被推送至所述检测室内设有的接收槽中；

通过检测所述温度传感器调节所述检测室内的温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、实现真正意义上的随取随测，取样工作和检测工作采用流水线性结构设计，极大的提高了取样的覆盖范围和检测精度，这个环节快速高效。

2、上料装置采用循环圆周上结构布局设置方式，能极大的增加载玻片的装载数量，从而无需人员进行频繁的补充更换，同时，设置了相应的保护罩以防止受到干扰，提高检测的精准度。

3、传送检测带的设置方式可覆盖整个云室内的半径(一般情况下云室的横截面为圆形结构)，通过设置相应的传感单元以实现定位取样和多点取样的作用，增加了取样的位置数据，从而使得后续分析更加准确。

4、检测装置采用密闭空间结构，配合开窗挡板的结构设计，在取样时自动推开不取样时自动闭合，降低对云室内温度、压力的影响。经过检验分析后的载玻片通过载玻片卸料架直接推送至接收槽内以进行循环利用，同时配置有相应的冷风口，以调节检测室内的温度高低，使得尽量与云室内的环境保持一致，确保检测时的精准度，放置因温差变化导致晶体出现变化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明上料装置的立体结构示意图。

图3为本发明上料装置和传送检测带的连接结构示意图。

图4为本发明防护罩和载玻片输出口的结构示意图。

图5为本发明载玻片推送架的结构示意图。

图6为本发明载玻片装载盒的内部结构示意图。

图7为本发明载玻片装载盒的立体结构示意图。

图8为本发明检测装置的立体结构示意图。

附图说明：云室1、上料装置2、检测装置3、传送检测带4、支架201、承载盘202、旋转环203、载玻片装载盒204、防护罩205、载玻片输出口206、载玻片推送架207、转盘208、旋转电机209、联动滑轴210、限位滑槽211、限位卡槽212、装载盒架2041、盒架开口2042、开口挡板2043、侧开口2044、载玻片2045、弹簧2046、观察口2047、检测开窗301、开窗挡板302、载玻片接收架303、接收驱动机构304、载玻片卸料架305、卸料驱动机构306、电子显微镜307、接收槽308、同步带轮401、同步带402、同步带驱动电机403、同步带凸起条404、传导架405。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本发明应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

一种全自动冰晶取样装置，包括：上料装置2和检测装置3，分别用于安装于云室1上检测开窗301的内外两侧，且云室1内的二者之间设有传送检测带4。

上料装置2进一步包括：

承载盘202，通过支架201安装于云室内；

防护罩205，罩设于承载盘202上，且防护罩205与传送检测带4相接处开设有载玻片输出口206；

旋转环203，通过旋转驱动机构旋转连接的安装于承载盘202上；

多个载玻片装载盒204，呈圆周整列的分布于旋转环203上并位于防护罩205内；

载玻片推送架207，设于承载盘202上，并通过推送驱动机构的驱动位移使位于载玻片输出口206处载玻片装载盒204内的载玻片2045被推送至传送检测带4上。

具体的，如图1-4所示，上料装置2通过三角支撑结构的支架201安装在云室1的内部，由于防护罩205的设置，其内部的承载盘202、旋转环203、多个载玻片装载盒204以及载玻片推送架207均受到保护，降低云室环境对其造成的影响，特别是不会有相应的冰晶飘落至载玻片装载盒204最上方的载玻片2045上，其中，载玻片装载盒204的具体结构如图6、图7所示，装载盒架2041内为空腔结构，上端设有盒架开口2042，上端两侧设有开口挡板2043，开口挡板2043和装载盒架2041的侧端形成侧开口2044，侧开口2044的横截面宽度与其内部装载的载玻片2045厚度相一致，确保推送过程中一次只能推出一个载玻片2045，最下端的载玻片2045和装载盒架2041之间设有有弹簧2046，通过弹簧2046的作用实现载玻片2045的自动上移，并结合装载盒架2041侧部开设的观察口2047用于观察其内部载玻片2045的数量。载玻片推送架207可伸入至侧开口2044的内部，从而将载玻片2045进行推出并推送至传送检测带4上，再通过传送检测带4的驱动将其输送至检测装置3处。当其中一个载玻片装载盒204内的载玻片2045使用完毕后，通过旋转驱动机构旋转，将下一个载玻片装载盒204与载玻片输出口206对齐即可。

传送检测带4进一步包括：

传导架405，设于载玻片输出口206和传送检测带4之间；

同步带402，其上端面与传导架405和载玻片接收架303的上端面相适配，这里的相适配指的是可以采用平齐结构设置，也可以让同步带402的上端面略微低于传导架405和载玻片接收架303的上端面，以确保能很好的完成载玻片2045的相互交接；

若干的同步带凸起条404，均呈凸起状结构并设于同步带402的外端面；

同步带轮401，设于同步带402的两端，并连接有同步带驱动电机403。

具体的，如图1-4所示，载玻片推送架207将载玻片2045通过传导架405推送至同步带402上后，载玻片推送架207缩回，此时同步带驱动电机403启动在同步带凸起条404的作用下，载玻片2045可以更好被同步带402进行输送，同时启动定位的作用，配合位移传感器以实现载玻片2045的精准定位，从而根据实验需要，可以对载玻片2045的位置进行相应的定位调整，再通过多个载玻片2045实现不同位置的样本收集，增加样本采样的全面性和覆盖性。其中，位移传感器设于每一同步带凸起条404处并位于同步带402的内端面。

检测装置3进一步包括：

检测室，为密闭空间结构；

开窗挡板302，安装于检测开窗301处，并呈由外向内的打开方向设置；

电子显微镜307，设于检测室内；

载玻片接收架303，设于电子显微镜307下方，并通过接收驱动机构304位移以进入云室内的传送检测带4处用于接收传送检测带4上的载玻片2045，并将载玻片2045输送至电子显微镜307的下方。

载玻片卸料架305，设于电子显微镜307的一侧，并通过卸料驱动机构306的驱动位移使位于电子显微镜307下方的载玻片2045被推送至检测室内设有的接收槽308中。

具体的，如图1-4所示，通过开窗挡板302的设置，使得检测室和云室1之间成为两个相互独立的密闭空间，以仅可能得降低二者的相互影响。同时，开窗挡板302的设置方向也有利于配合载玻片接收架303的运动方向实现开窗挡板302的自动受压开启和自动闭合。开窗挡板302可以铰接在检测开窗301的上方处，即通过重力作用实现自动闭合，如将开窗挡板302铰接在检测开窗301的下方处，可以通过增加弹簧合页以实现自动闭合。考虑到，铰接在上方时后，极易出现相互结构件的机械干涉，因此，优选的采用下方铰接配合弹簧合页更加合适。取样时，载玻片接收架303伸出接收到载玻片2045后，载玻片接收架303缩回使载玻片2045移入至电子显微镜307下方，此时电子显微镜307快速进行数据采集，完成采集后，载玻片卸料架305运动将其推入至接收槽308内，完后继续进行下一步作业。

在一些实施例中，推送驱动机构包括：限位卡槽212和转盘208；限位卡槽212设于承载盘202上并卡接的位于载玻片推送架207两侧；转盘208通过旋转驱动机构旋转连接的安装于承载盘202上，且转盘208上偏心位置处设有一联动滑轴210；联动滑轴210滑动卡嵌于载玻片推送架207上开设的限位滑槽211内。

通过旋转偏心结构设置，从而带动载玻片推送架207沿限位卡槽212的限制方向进行往复运动，当然也可以采用其他结构类型的方式对载玻片推送架207进行驱动，包括但不具有于驱缸、丝杆电机、齿轮齿条电机等。

在一些实施例中，旋转驱动机构包括：内齿轮槽和旋转电机209；内齿轮槽设于旋转环203的内端；旋转电机209其旋转端设有驱动齿轮并与内齿轮槽相啮合。旋转驱动机构与推送驱动机构一样，可更具需要更换相应的结构只要保证旋转环203的旋转动作即可。

在一些实施例中，传送检测带4位于云室的中心轴线处，具体的传送检测带4的起始端要经过云室1的几何中心并到达云室1的内壁处。常规的云室1结构基本为圆形结构，因此通过上述设置，使得传送检测带4可覆盖云室1的整个半径路径，如相实现检验更加的准确性和多样性，也可以相应的以云室1的几何中心为轴线布置多组。

在一些实施例中，还包括：制冷台，制冷台位于载玻片卸料架305的下方并正对于电子显微镜307设置。设置制冷台的目的在于如检测时间过长可直接施加冷气，防止冰晶出现融化，制冷台也可以根据情况进行相应的位置调整，如设置在检测室内载玻片的整个输送范围的下方。

在一些实施例中，检测室内设有冷风口和温度传感器。为保证检验过程的精度，检测室内的环境要保证收集到的样品不会因温度变化而出现变化。因此，设置相应的温度传感器和冷风口进行相应的调节。

在一些实施例中，还包括：控制系统，控制系统与旋转驱动机构、推送驱动机构、接收驱动机构304、同步带驱动电机403、位移传感器、卸料驱动机构306、温度传感器电性连接；通过控制旋转驱动机构使旋转环203上的载玻片装载盒204与载玻片输出口206相对正；通过控制推送驱动机构使载玻片输出口206处载玻片装载盒204内的载玻片2045被推送至传送检测带4上；通过检测位移传感器的位置以控制同步带驱动电机403的启停，以对云室内不同位置处的冰晶进行取样收集；通过控制接收驱动机构304使载玻片接收架303接收传送检测带4上的载玻片2045，并将载玻片2045输送至电子显微镜307的下方；通过控制卸料驱动机构306使电子显微镜307下方的载玻片2045被推送至检测室内设有的接收槽308中；通过检测温度传感器调节检测室内的温度。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种全自动冰晶取样装置，其特征在于，包括：

上料装置和检测装置，分别用于安装于云室上检测开窗的内外两侧，且云室内的二者之间设有传送检测带；

所述上料装置进一步包括：

承载盘，通过支架安装于云室内；

防护罩，罩设于所述承载盘上，且所述防护罩与所述传送检测带相接处开设有载玻片输出口；

旋转环，通过旋转驱动机构旋转连接的安装于所述承载盘上；

多个载玻片装载盒，呈圆周整列的分布于所述旋转环上并位于所述防护罩内；

载玻片推送架，设于所述承载盘上，并通过推送驱动机构的驱动位移使位于所述载玻片输出口处所述载玻片装载盒内的载玻片被推送至所述传送检测带上；

所述检测装置进一步包括：

检测室，为密闭空间结构；

开窗挡板，安装于所述检测开窗处，并呈由外向内的打开方向设置；

电子显微镜，设于所述检测室内；

载玻片接收架，设于所述电子显微镜下方，并通过接收驱动机构位移以进入云室内的传送检测带处用于接收所述传送检测带上的载玻片，并将载玻片输送至所述电子显微镜的下方。

2.根据权利要求1所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，所述传送检测带包括：

传导架，设于所述载玻片输出口和所述传送检测带之间；

同步带，其上端面与所述传导架和所述载玻片接收架的上端面相适配；

若干的同步带凸起条，均呈凸起状结构并设于所述同步带的外端面；

同步带轮，设于所述同步带的两端，并连接有同步带驱动电机。

3.根据权利要求2所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，还包括：

位移传感器，设于每一所述同步带凸起条处并位于所述同步带的内端面。

4.根据权利要求1所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，所述推送驱动机构包括：

限位卡槽，设于所述承载盘上并卡接的位于所述载玻片推送架两侧；

转盘，通过旋转驱动机构旋转连接的安装于所述承载盘上，且所述转盘上偏心位置处设有一联动滑轴；所述联动滑轴滑动卡嵌于所述载玻片推送架上开设的限位滑槽内。

5.根据权利要求3所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，还包括：

载玻片卸料架，设于所述电子显微镜的一侧，并通过卸料驱动机构的驱动位移使位于所述电子显微镜下方的载玻片被推送至所述检测室内设有的接收槽中；

制冷台，位于所述载玻片卸料架的下方并正对于所述电子显微镜设置。

6.根据权利要求1所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，所述开窗挡板通过弹簧合页铰接于所述检测开窗的下方处。

7.根据权利要求1所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括：

内齿轮槽，设于所述旋转环的内端；

旋转电机，其旋转端设有驱动齿轮并与所述内齿轮槽相啮合。

8.根据权利要求1所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，所述传送检测带位于云室的中心轴线处。

9.根据权利要求5所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，所述检测室内设有冷风口和温度传感器。

10.根据权利要求9所述的全自动冰晶取样装置，其特征在于，还包括：

控制系统，与所述旋转驱动机构、所述推送驱动机构、所述接收驱动机构、所述同步带驱动电机、所述位移传感器、所述卸料驱动机构、所述温度传感器电性连接；

通过控制所述旋转驱动机构使所述旋转环上的所述载玻片装载盒与所述载玻片输出口相对正；

通过控制所述推送驱动机构使所述载玻片输出口处所述载玻片装载盒内的载玻片被推送至所述传送检测带上；

通过检测所述位移传感器的位置以控制所述同步带驱动电机的启停，以对云室内不同位置处的冰晶进行取样收集；

通过控制所述接收驱动机构使所述载玻片接收架接收所述传送检测带上的载玻片，并将载玻片输送至所述电子显微镜的下方；

通过控制所述卸料驱动机构使所述电子显微镜下方的载玻片被推送至所述检测室内设有的接收槽中；

通过检测所述温度传感器调节所述检测室内的温度。