CN205352771U - 一种便携式水质采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式水质采样器，包括样品箱以及微型制冷压缩机，所述微型制冷压缩机用于控制所述样品箱的温度；多个样品瓶，设置在所述样品箱中；抽水装置连接一输水管，所述输水管连接多个采样软管，每个所述采样软管对应连接一个所述样品瓶，所述采样软管设置有电磁阀；控制装置，用于控制所述抽水装置经由所述采样软管将水样抽到所述样品瓶中，以及用于控制所述电磁阀的开启或关闭；蓄电池，其用于提供电能。本实用新型通过微型制冷压缩机将采集到的水样温度控制在一恒定温度范围内，保证水样分析的准确性，便携式设计以及显示装置增加了使用便捷性，优化了用户体验。

Description

一种便携式水质采样器

技术领域

本实用新型涉及水质采样领域，特别涉及一种便携式水质采样器。

背景技术

水质采样器是日常生活中用来采集水质样品的一种常用装置，分为便携式水质采样器和固定式水质采样器。为了确保采集到的水质样本能够充分体现该区域的水质情况，水质采样器必须保证对采集到的水样的物理化学组成不产生影响，同时还需满足采集环境以及不同用户的多样化需求。

目前市场上的水质采样器在采集水样时，虽然能够做到对水样的有效采集和存储，但不能对存储的水样温度进行制冷，如果在常年平均温度较高或者短时间内温度上升明显的区域使用，现有的水质采样器存储的样本就可能因蒸发或者温度短时间内上升较快而变质导致该采样器无法在该区域使用，极大地影响了产品的市场推广。另一方面，往往采集样本的环境多样，比如需在海洋、沙漠等环境下取样，这样的环境下即使水质采样器能够顺利采样，但由于采集到的水样又需长时间的运输，也可能会使水样发生变质，从而导致后续对水样的分析结果出现误差。

在现阶段，没有一种非常好的便携式水质采样器能够解决上述提到的问题。大多数情况下，只能忽略高温环境对水样的影响，没有提供一种有效的便携式水质采样器，能够对采样器样品箱1内存储的样本进行制冷，使得所采集的水样不出现因使用环境温度较高而变质等问题。本实用新型提供了一种可制冷的便携式水样采集器，即可以在高温环境下使用，又满足多样工作环境下需长时间运输的要求，以确保水样的准确性。

实用新型内容

针对现有技术存在无法基于外界环境对样品箱1温度进行制冷的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种可以进行制冷的便携式水质采样器。

根据本实用新型的一个方面，提供一种便携式水质采样器，包括：样品箱1以及微型制冷压缩机2，所述微型制冷压缩机2用于降低所述样品箱1的温度；

多个样品瓶3，设置在所述样品箱1中；

抽水装置4连接一输水管5，所述输水管5连接多个采样软管6，每个所述采样软管6对应连接一个所述样品瓶3，所述采样软管6设置有电磁阀7；

控制装置8，用于控制所述抽水装置4经由所述采样软管6将水样抽到所述样品瓶3中，以及用于控制所述电磁阀7的开启或关闭；

蓄电池9，其用于提供电能。

优选地，还包括底座感应装置14，一个所述样品瓶搁置在一个所述底座感应装置14上。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，还包括液位检测装置10，其用于检测所述样品瓶3中水样的液位，所述液位检测装置10连接所述控制装置8。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，所述液位检测装置10为红外传感器或者超声波传感器。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，还包括数据采集装置11，所述数据采集装置11连接所述底座感应装置14以及所述液位检测装置10，其用于采集所述样品瓶3的数量信息以及所述样品瓶3中水样的液位信息。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，还包括外壳13以及显示装置，所述样品箱1固定在所述外壳13内部，所述显示装置固定在所述外壳13的外部，所述数据采集装置11采集的信息显示在所述显示装置上。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，所述抽水装置4为真空水泵或者蠕动泵。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，所述采样软管6的直径为9mm。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，所述采样软管6的长度为5m。

优选地，所述的水质采样器，其特征在于，所述蓄电池9为铅酸蓄电池9或者锂电池。

本实用新型通过在便携式水质采样器的样品箱1中内置微型制冷压缩机2对样品箱1内水样进行制冷操作，从而将水样温度降低到4摄氏度左右，使得该便携式水质采样器能够适应短时间内温度上升较大地区使用，保证水样分析结果的准确性，避免了现有技术中忽略水样温度变化而产生的分析结果误差。本实用新型产品效果显著，充分考虑到外界环境温度升高可能对水样分析结果产生的影响并加以排除，亦充分考虑到多样工作环境对水样进行长时间运输的需求并予以满足，极大地优化了用户体验，扩大了便携式水质采样器的市场应用面，提高了水样分析准确度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本实用新型的第一实施例的，一种便携式水质采样器的内部结构示意图；

图2示出根据本实用新型的第二实施例的，一种便携式水质采样器的外部结构示意图；

图3示出根据本实用新型的一个具体实施方式的，一种便携式水质采样器的功能框图；以及

图4示出根据本实用新型的一个具体实施方式的，一种便携式水质采样器的数据采集及显示功能框图。

具体实施方式

为了更好的使本实用新型的技术方案清晰的表示出来，下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

本领域技术人员理解，为了扩大便携式水质采样器的市场适用范围以及避免采集到的水样在保存或运输过程中因温度上升而变质，本实用新型的技术方案在于提供一种可制冷的水质采样器的解决方案。通过本实用新型的技术方案，在样品箱1内设置样品瓶3、采样软管6、微型制冷压缩机2、液位检测装置10以及数据采集装置11等。具体地，在本实用新型的优选实施例中，便携式水质采样器选用蠕动泵或真空水泵以延长产品使用寿命，其中采样软管6的优选直径为9mm且采样软管6的长度为5m，这样的技术方案可以满足多种使用需求。进一步地，在便携式水质采样器的外壳13上表面还设置有显示装置，样品箱1中采集到的水样的相关信息会实时显示在所述显示装置上，增加了装置使用的便捷性，优化了用户体验。

图1示出根据本实用新型的第一实施例的，一种便携式水质采样器的内部结构示意图。具体地，在本实施例中，所述便携式水质采样器包括设置于外壳13内的样品箱1、微型制冷压缩机2、样品瓶3、抽水装置4、输水管5、采样软管6、电磁阀7、控制装置8、蓄电池9、液位检测装置10、数据采集装置11以及底座感应装置14。

更为具体地，所述样品瓶3放置在所述底座感应装置14上。

进一步地，所述抽水装置4设置在所述样品箱1左侧，其用于从水样采集区中抽取水样。优选地，所述抽水装置4为真空水泵。

进一步地，所述输水管5用于将水样采集区内的待测液体抽入所述固定式水质采样器内。在一个优选例中，所述输水管5包括两段管路，其中第一段管路设置在所述水质采样器外部，其一端设置于水样采集区水位以下，另一端则插入所述水质采样器内并与所述抽水装置4相连接；而第二段管路则设置于所述水质采样器内部，其一端与所述抽水装置4相连接，另一端与多个采样软管6相连接，所述水质采样器通过所述第一段管路与所述第二段管路的协同作用完成将水样采集区内的待测液体经由所述抽水装置4的抽取以及所述采样软管6的输送最终到达指定位置的过程。

进一步地，每个所述采样软管6对应连接一个样品瓶3，其用于将输水管5抽取到的水样经由各个所述采样软管6分别输送到对应样品瓶3内进行保存。优选地，所述采样软管6上设置有电磁阀7，其用于启动或关闭抽水装置4。优选地，所述采样软管6的直径为9mm且长度为5m。

进一步地，所述控制装置8设置在所述水质采样器内侧壁上，并与所述抽水装置4相邻，其用于控制所述抽水装置4将水样抽到所述样品瓶3中。优选地，所述控制装置8还与所述电磁阀7相连接从而控制所述电磁阀7的开启或关闭。

进一步地，所述液位检测装置10设置在所述样品箱1内的底座感应装置14上并与所述控制装置8相连接，其用于检测所述样品瓶3中已采集水样的液位信息。优选地，所述液位检测装置10为红外传感器。在一个优选例中，所述红外传感器由发射端和接收端两部分组成，所述发射端以及所述接收端(图1中分别位于样品瓶的两侧)分别设置在所述样品瓶3两侧，当所述抽水装置4接收到所述控制装置8的指令信息进行抽水后，所述红外传感器的发射端开始发射红外线，所述接收端实时接收所述发射端发射的红外线并在无法接收到所述红外线时向所述控制装置8发送反馈信息，所述控制装置8基于所述反馈信息判断所述样品瓶3已采集到需要体积的水样，本领域技术人员理解，当所述样品瓶3内为空或已采集水样的液位未达到所述红外线照射高度时，所述红外传感器发射端发射的红外线能够被位于样品瓶3另一侧的接收端接收到，而当所述样品瓶3中的液位高度上升到阻断所述发射端发射的红外线时，所述接收端无法再接收到所述发射端发送的红外线，所述控制装置8正是基于所述红外传感器接收端对发射端红外线的接收结果来判断是否需要继续抽水。

进一步地，所述底座感应装置14设置在所述样品箱1内的底部，一个所述样品瓶搁置在一个所述底座感应装置14上，所述底座感应装置14能够感应到所述样品瓶是否搁置到位。具体地，所述底座感应装置14包括一重力感力装置，当所述样品瓶3置于所述底座感应装置14上时，所述底座感应装置14通过重量的细微变化判断其上是否放置了样品瓶3。

进一步地，所述数据采集装置11设置在样品箱1内的上部，所述数据采集装置11连接所述底座感应装置14以及所述液位检测装置10，其用于采集所述样品瓶3的数量信息以及所述样品瓶3中当前采集水样的液位信息。在一个优选例中，所述数据采集装置11通过与之相连接的底座感应装置14获取已置样品瓶3的数量，还从所述液位检测装置10处获取检测到的液位信息，本领域技术人员理解，所述数据采集装置11用于将样品箱1内各部件的运行信息实时汇总并在需要的时候向外界展示，进一步地，所述数据采集装置11通过与之相连接的控制装置8还获得电磁阀7、抽水装置4、微型制冷压缩机2等部件的状态信息。

进一步地，所述蓄电池9设置于所述样品箱1右侧底部，所述便携式水质采样器经由蓄电池9接入电源启动并进入运行状态。优选地，所述蓄电池9为可拆卸式。本领域技术人员理解，所述交流电源接口9可以根据实际需要设置在所述样品箱1内任一空置位置，这并不影响本实用新型的技术内容。

进一步地，所述微型制冷压缩机2设置在样品箱1内右侧壁上，与所述控制装置8以及所述抽水装置4相对，其用于通过对所述样品箱1进行制冷操作来控制所述样品箱1的内部温度。优选地，所述微型制冷压缩机2包含一个温度检测装置，其用于判断所述样品箱1内的当前温度并在适当时机调用所述微型制冷压缩机2执行制冷操作。在一个优选例中，所述温度检测装置实时检测所述样品箱1内的温度变化，若当前温度高于第一阈值时即调用所述微型制冷压缩机2开始制冷直至所述样品箱1内的温度达到所述第一阈值的温度范围内。优选地，所述第一阈值预先设定为恒定值4℃，本领域技术人员可以根据实际需要变化出更多实施例，这并不影响本实用新型的技术内容。在一个非优选例中，所述微型制冷压缩机2处于常开启状态，从而确保所述样品箱1内的温度能够持续恒定在所述第一阈值范围内。

本领域技术人员理解，所述第一阈值可以为一范围区间，所述水质采样器通过所述微型制冷压缩机2优选地将所述样品箱1以及所述样品瓶3内的水样温度控制在所述第一阈值划定的温度区间范围内，实现了对所述样品箱1内水样的恒温控制，这是现有技术所不采用的技术方案，能够有效避免外部环境温度变化对所述便携式水质采样器采样结果的不利影响，例如，当便携式水质采样器在完成采样后的运输过程中，由于水样采集区与实验室所在地的温差过大而导致的水样失效或变质等，保证了样品瓶3内采集到的水样的有效性，通过将采集到的水样冷藏保存提高了水样分析准确度，优化了用户体验。

在本实施例的一个优选例中，所述便携式水质采样器接收到一采样指令时，所述底座感应装置14基于重力感应判断其上是否放置有样品瓶3从而获取当前已放置样品瓶3的数量及对应位置信息，并将所述信息发送到数据采集装置11以及所述控制装置8，所述控制装置8命令所述抽水装置4开始抽水，并基于所述样品瓶3的放置位置信息开启对应的电磁阀7使得所述抽水装置4抽入的水样能够经由所述输水管5注入对应样品瓶3内，之前/同时/之后，所述控制装置8向对应位置的液位检测装置10发出开始检测液位的指令信息，对于那些当前未放置样品瓶3的位置的液位检测装置10发送待命指令，所述液位检测装置10基于所述指令信息启动发射端发射红外线，并基于接收端对红外线的接收情况判断所述样品瓶3的液位信息，当所述样品瓶3内的液位高度达到要求时所述控制装置8向所述电磁阀7发出关闭指令不再向所述样品瓶3内抽水，进一步地，所述微型制冷压缩机2内置温度检测装置在整个抽水过程中实时检测所述样品箱1内的温度，若当前温度高于第一阈值则调用所述微型制冷压缩机2开始制冷。

在本实施例的一个变化例中，所述液位检测装置10为一超声波传感器，其优选地设置于所述样品瓶3上方，通过向所述样品瓶3内发射超声波并计算反射波到达发射端的时间来判断所述样品瓶3内的液位信息。本领域技术人员理解，与上述实施例中所述红外传感器相比，本变化例所述技术方案通过采用超声波传感器作为所述液位检测装置10同样能达到实时获取所述样品瓶3内液位信息的技术目的，进一步地，与所述红外传感器相比，所述超声波传感器在运行过程中散发的热量更小，不会对其监测的样品瓶3乃至整个样品箱1内的温度造成影响，有利于所述样品瓶3内已采集水样的恒温保存。

在本实施例的另一个变化例中，所述抽水装置4为蠕动泵，本领域技术人员理解，与上述实施例中所述真空水泵相比，本变化例所述技术方案通过采用蠕动泵作为所述抽水装置4，相比采用真空水泵作为所述抽水装置4，蠕动泵使用寿命更长，有利于产品市场推广。

在本实施例的又一个变化例中，所述加热冷却装置1中的第一阈值在每次样品箱1启动时基于用户手动输入确定，或者，所述加热冷却装置1内预先设定所述第一阈值的具体数值为4℃，若用户在启动所述样品箱1后认为所述第一阈值数值不合适则手动对所述第一阈值进行修正。

图2示出根据本实用新型的第二实施例的，一种便携式水质采样器的外部结构示意图。具体的，在本实施例中，所述便携式水质采样器包括外壳13，设置于外壳13上表面的显示装置12和设置于外壳13外部的输水管5。

进一步地，所述显示装置12设置在所述样品箱1外壳13的上表面并与数据采集装置11相连接，其用于显示所述数据采集装置11获取的一个或多个信息。

进一步地，所述输水管5一端设置于所述水样采集区水位以下，另一端则插入所述外壳13内并与所述抽水装置4相连接，其用于将所述水样采集区内的水样传输到所述水质采样器内部。

进一步地，所述显示装置12设置在外壳13上表面中间位置，其用于显示所述数据采集装置11采集获取的信息。

在一个优选例中，所述显示装置12为一液晶显示屏，其上分割开多个区域分别用于显示所述数据采集装置11采集到的不同信息，例如，在所述显示装置12的左上角显示所述样品箱1内当前温度、右上角显示所述温度控制装置2当前处于制冷或制热或待命模式、在所述显示装置12下方显示当前放置样品瓶3的数量以及放置位置等信息，本领域技术人员还可以根据实际需要变化出更多实施例，这并不影响本实用新型的技术内容。

在本实施例的一个变化例中，所述显示装置12还设置在所述外壳13表面的其他位置，例如，上表面左上角、左侧面正中等，本领域技术人员理解，所述显示装置12的设计用于向用户展示当前所述样品箱1内的温度、样品瓶3的数量、放置位置等信息，则所述显示装置12的位置可以根据用户的使用习惯或者放置环境的需求而进行相应变化，本领域技术人员可以根据实际需要变化出更多实施例，在此不予赘述。

图3示出根据本实用新型的一个具体实施方式的，一种便携式水质采样器的功能框图。具体的，在本实施例中，所述控制装置8包括第一控制模块41，其用于向所述微型制冷压缩机2发出制冷指令；第二控制模块42，其用于向所述液位检测装置50发出液位检测指令；第三控制模块43，其用于向所述电磁阀7发出控制指令；第四控制模块44，其用于控制所述抽水装置4的运行。

进一步地，所述第一控制模块41基于温度检测装置46检测到的所述样品箱1内的实时温度情况向所述微型制冷压缩机2发送对应的指令信息。在一个优选例中，所述温度检测装置46检测到当前样品瓶3中水样温度高于第一阈值时，所述第一控制模块41即向所述微型制冷压缩机2发出制冷指令，直至所述样品瓶3中水样温度达到所述第一阈值时向所述微型制冷压缩机2发送停止运行指令。

进一步地，所述第二控制模块42基于所述底座感应装置14控制所述液位检测装置10进行相应操作。具体地，所述底座感应装置14获取当前已放置完成的样品瓶信息并发送给所述第二控制模块42后，所述第二控制模块42基于所述信息向对应液位检测装置10发出检测指令，命令已放置样品瓶3位置上的液位检测装置10启动进行液位检测。

进一步地，所述数据采集装置11还与所述液位检测装置10相连接，以接收所述液位检测装置10获得所述样品瓶3内的液位信息。优选地，所述第三控制模块43基于所述液位检测装置10获取的液位信息控制电磁阀7的开合状态。在一个优选例中，所述第三控制模块43基于所述液位信息判断打开或关闭所述电磁阀7，当所述数据采集装置11获取的液位信息未达到标准液位时命令所述电磁阀7处于开启状态，当所述样品瓶3内的液位达到标准值时即向所述电磁阀7发送关闭的控制指令。

进一步地，所述第四控制模块44基于所述电磁阀7的工作状态向抽水装置4发送相应的控制指令，以打开和关闭所述抽水装置4。在一个优选例中，所述第四控制模块44判断所述电磁阀7是否处于开启状态，若所述电磁阀7中的任一个当前处于开启状态则向所述抽水装置4发送开始工作的指令信息，从而将所述水样采集区内的水样经由所述抽水装置4以及所述电磁阀7采集到对应样品瓶3内；若所述电磁阀7均处于关闭状态，则向所述抽水装置4发送关闭的控制指令，此时所述样品箱1处于待命状态，不再主动从所述水样采集区内获取水样。

具体地，在本实施例中，所述水质采样器包括液位检测装置10，其用于基于红外传感器获取所述样品瓶3内的水样液位信息；底座感应装置14，其用于基于重力感应装置数据获取所述样品瓶3的放置数量以及放置位置；显示装置12，其用于将所述数据采集装置11获取的数据信息展示给用户浏览。进一步地，所述水样采集器还包括底座感应装置14，其用于判断其上是否放置有所述样品瓶3。优选地，所述水样采集器还包括温度检测装置46，其用于获取所述样品箱1的温度信息。

更为具体地，所述数据采集装置11分别与所述液位检测装置10、所述底座感应装置14、所述温度检测装置46以及所述显示装置12相通讯，从而将所述液位检测装置10、所述温度检测装置46以及所述底座感应装置14采集到的数据信息汇总后发送给所述显示装置12进行显示。

在本实施例的一个典型应用场景中，所述样品箱1接通电源启动后，所述温度检测装置46首先开始检测所述样品箱1内的温度情况，并通过所述数据采集装置11将所述样品箱1内的温度显示到所述显示装置12上供用户浏览，在所述温度检测装置46运行的之前/同时/之后，所述底座感应装置14检测一个或多个样品瓶3的放置情况，例如，所述样品箱1内一共预留有6个可放置样品瓶3的样品槽，每个所述样品槽底部安装有一底座感应装置14，则当用户本次放置了3个样品瓶3后，所述6个底座感应装置14通过重力感应装置判断其上是否有放置所述样品瓶3，并将判断结果反馈给所述数据采集装置11，所述数据采集装置11基于所述底座感应装置14获取的重力感应结果分析获得当前一共放置的样品瓶3数量以及对应位置并同样将信息发送给所述显示装置12进行显示，当所述样品箱1基于用户指令开始抽水后，所述液位检测装置10实时监控所述样品瓶3内水样的液位变化，并实时将检测结果反馈给所述数据采集装置11，所述数据采集装置11实时将所述液位检测装置10的检测结果显示在所述显示装置12上，由用户决定何时终止抽水。

进一步地，所述温度检测装置46在所述样品箱4处于开启状态时全程实时监测所述样品箱4内的温度变化情况，并将所述检测结果经由所述数据采集装置11反馈给所述显示装置12进行显示，用户观察所述显示装置12显示的数据认为当前所述样品箱4内的温度过高或过低不利于已采集水样的保存时即可执行相应操作以改变所述样品箱4的内部温度。

在另一个应用场景中，用户预先设定一液位阈值，当所述液位检测装置10检测到所述样品瓶3内的水样液位高度达到所述液位阈值后才向所述数据采集装置11发送反馈信息，并由所述数据采集装置11发送给所述显示装置12进行显示，本领域技术人员还可以根据实际需要变化出更多实施例，在此不予赘述。

在又一个应用场景中，所述温度检测装置46实时获取当前样品箱4内的温度后与所述第一阈值相比较，若当前感应到的温度与所述第一阈值不符则调用相应处理模块进行处理，以保持所述样品箱4内的温度恒定在所述第一阈值设定的温度上下，这是现有技术所不采用的技术方案，能够有效避免采集到的水样在运输过程中由于外界温差变化而变质的情况发生，提高了便携式水质采样器的采样结果准确度，优化了用户体验。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种便携式水质采样器，其特征在于，包括：

样品箱(1)以及微型制冷压缩机(2)，所述微型制冷压缩机(2)用于控制所述样品箱(1)的温度；

多个样品瓶(3)，设置在所述样品箱(1)中；

抽水装置(4)连接一输水管(5)，所述输水管(5)连接多个采样软管(6)，每个所述采样软管(6)对应连接一个所述样品瓶(3)，所述采样软管(6)设置有电磁阀(7)；

控制装置(8)，用于控制所述抽水装置(4)经由所述采样软管(6)将水样抽到所述样品瓶(3)中，以及用于控制所述电磁阀(7)的开启或关闭；

蓄电池(9)，其用于提供电能。

2.根据权利要求1所述的水质采样器，其特征在于，还包括底座感应装置(14)，一个所述样品瓶搁置在一个所述底座感应装置(14)上。

3.根据权利要求2所述的水质采样器，其特征在于，还包括液位检测装置(10)，其用于检测所述样品瓶(3)中水样的液位，所述液位检测装置(10)连接所述控制装置(8)。

4.根据权利要求3所述的水质采样器，其特征在于，所述液位检测装置(10)为红外传感器或者超声波传感器。

5.根据权利要求3或4所述的水质采样器，其特征在于，还包括数据采集装置(11)，所述数据采集装置(11)连接所述底座感应装置(14)以及所述液位检测装置(10)，其用于采集所述样品瓶(3)的数量信息以及所述样品瓶(3)中水样的液位信息。

6.根据权利要求5所述的水质采样器，其特征在于，还包括外壳(13)以及显示装置，所述样品箱(1)固定在所述外壳(13)内部，所述显示装置固定在所述外壳(13)的外部，所述数据采集装置(11)采集的信息显示在所述显示装置上。

7.根据权利要求1至4或6中任一项所述的水质采样器，其特征在于，所述抽水装置(4)为真空水泵或者蠕动泵。

8.根据权利要求7所述的水质采样器，其特征在于，所述采样软管(6)的直径为9mm。

9.根据权利要求8所述的水质采样器，其特征在于，所述采样软管(6)的长度为5m。

10.根据权利要求9所述的水质采样器，其特征在于，所述蓄电池(9)为铅酸蓄电池或者锂电池。