CN208520651U - 一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于在线自动化学定量分析采样留样领域，具体涉及一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置。一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，包括，分水圆盘、分水漏斗、导光圆孔、发光管孔、LED发光管、步进电机、步进电机延长轴、旋转臂，锥形注水嘴，光电接收管，MCU控制板，直流电源，其特征是在每段扇形的径向中心，设置一个向下凸起的分水漏斗；本实用新型的有益效果是：闭环控制，步进电机旋转臂按固定角度旋转，光电管与发光管光学连接后，光学定位，旋转臂停止转动；光学定位后，旋转臂锥形注水嘴，定时注水留样，注水嘴到漏斗软管到水样采集瓶，一滴不差；无丝杆丝母驱动，无生锈卡死的环节。

Description

一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置

技术领域

本实用新型属于在线自动化学定量分析采样留样领域，具体涉及一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置。

背景技术

雾霾让大众认识到环境的重要性，保护环境，刻不容缓。保护环境的第一步环境监测。现如今，在线电脑监测测量仪器代替人工监测，成为环境监测技术进步的重要标志。然而，电脑测量工作是否靠谱，必须安排人工测量与电脑测量的结果，进行比对。多数水质在线电脑监测测量仪器，如氨氮在线定量化学分析仪，每小时测量一次，一天测量24次。为方便对比，多数水质在线监测测量仪器前的水质采样环节，大都设置了废水留样装置，电脑测量同时，留水样一瓶。一天24瓶，以备随后人工抽检测量使用。现有的水质采样器的废水留样装置，采用下部直线平行槽按槽分瓶，上部步进电机丝杆丝母直线驱动注水嘴逐槽供水留样。这种“下部平行槽分瓶、上部步进电机丝杆直线驱动注水嘴逐槽供水留样”装置，存在上部注水嘴与下部开环控制、不能准确定位、易装错瓶的问题，其动态推动部件丝杆丝母，也易发生生锈卡死故障。如何解决上述问题，本实用新型发明人采用步进电机旋转臂注水，去除了易发生生锈卡死的丝杆丝母，给出“上部步进电机旋转臂带动注水嘴逐一供水、下部的分水圆盘扇形上等间距漏斗分水留样、旋转臂注水嘴与漏斗之间光学定位闭环控制的采样留样装置”的技术方案。

实用新型内容

按照本实用新型“上部步进电机旋转臂注水嘴转动逐一供水、下部分水圆盘扇形上等间距漏斗分水留样、旋转臂注水嘴与漏斗光学定位闭环控制的采样留样装置”的技术方案：一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，包括，分水圆盘、分水漏斗24个、导光圆孔24个、发光管孔24个、LED发光管24个、连接软管24段、水样采集瓶24个、步进电机、步进电机延长轴、旋转臂，锥形注水嘴，光电接收管，MCU控制板，直流电源，其特征是，分水圆盘采用不透明塑料注塑，分水圆盘直径35厘米、厚度0.6厘米；分水圆盘扇形圆周均匀分成24段扇形，每段扇形圆心角15度、弧长45.79毫米；在每段扇形尾端的径向中心，设置一个向下凸起的分水漏斗；所述的分水漏斗的上直径是30毫米，下直径是6毫米，分水漏斗的高度是40毫米；在分水漏斗内侧径向中心线上，设置1个向下凸起穿透分水圆盘、高度12毫米、直径上小、下大的圆形过孔，该圆形过孔的上部孔径是2毫米，高度6毫米，为导光圆孔；该圆孔的下部孔径是5毫米，高度6毫米，为发光管管孔；在分水圆盘下凸出的发光管管孔，嵌入安装LED发光管；在分水圆盘的中心，设置直径6毫米的步进电机延长轴过孔；分水圆盘中心相互垂线60毫米设置步进电机固定孔，步进电机固定在分水圆盘上，步进电机的延长轴穿过分水圆盘；以步进电机轴为旋转臂轴，在分水圆盘上安装旋转臂，在旋转臂尾端设置锥形注水嘴，锥形注水嘴与分水圆盘上的分水漏斗上下对齐；在注水嘴内侧钻孔安装光电接收管；旋转臂旋转时，当LED发光管的发光穿过分水圆盘上导光圆孔直射到旋转臂上注水嘴内侧的光电接收管上，此时，旋转臂上锥形注水嘴正好对准下部的一个分水漏斗，旋转臂停止转动，这是闭环控制和光学定位的过程；锥形注水嘴直径4毫米，注水嘴与下部圆盘的分水漏斗的中心上下对齐；光学定位后，注水嘴注水留样，水样在自然力作用下经过分水漏斗、软管到水样采集瓶内；下一次留样，MCU控制板控制步进电机顺时针转动15度，旋转臂跟着转动15度，旋转臂上光电接收管与下部圆盘的另一个发光管光路再次对齐，光学定位，旋转臂停止转动，旋转臂上注水嘴与下部分水圆盘的下一个分水漏斗再次上下对齐，注水嘴再次注水留样；旋转臂旋转，继续下一次留样。

所述的一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，其特征是，直流电源电连接发光管、步进电机和MCU控制板，分水圆盘下发光管的发光穿过分水圆盘的导光圆孔，与上部旋转臂上光电接收管光学连接，光电接收管和步进电机电连接MCU控制板，MCU控制板电连接水质采样器MCU系统。

所述的一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，其特征是，旋转臂上的注水嘴上与水样采集留样蠕动泵管道连接，旋转臂上的注水嘴与分水圆盘的分水漏斗上下自然落差连接，即注水嘴落水正好落入分水漏斗正中，分水漏斗下与分水软管连接，分水软管另一端插入下部对应的水样采集瓶中。

所述的一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，其特征是，旋转臂上光电接收管穿过导光孔光学连接分水圆盘下部的发光管后，旋转臂停止转动，旋转臂上的注水嘴与分水圆盘的分水漏斗上下自然连接，水质采样器MCU系统控制蠕动泵工作时间，把定量的水样保留在水样采集瓶中。

本实用新型的工作原理简述：按照在线监测水质测量仪内部程序，污水水样每小时定量抽取测量一次，同时同样的污水水样每小时保留一瓶。开始工作，在水质采样器MCU系统、MCU控制板控制下，步进电机驱动旋转臂转动，当发光管发光穿过分水圆盘的导光圆孔，与旋转臂上光电接收管光学连接，旋转臂停止转动；光学定位后，旋转臂臂上的注水嘴与分水圆盘的分水漏斗正好上下自然连接，留样蠕动泵定时工作，开始注水留样。此时污水水样经过搅拌桶搅拌沉淀处理后，经过留样蠕动泵、软管、旋转臂上的注水嘴、分水圆盘的分水漏斗、软管，定量的水样保留在水样采集瓶中。下次留样，步进电机转动，旋转臂再次转动15度，旋转臂上的锥形注水嘴与分水圆盘的下一个分水漏斗上下对齐，分水圆盘下发光管发光穿过导光圆孔，与旋转臂上光电接收管光学连接后，步进电机停止转动，等待注水留样。

本实用新型一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置的有益效果是：步进电机旋转臂按固定角度旋转，光电管与发光管光学连接后，光学定位，旋转臂停止转动，闭环控制；光学定位后，旋转臂锥形注水嘴，定时注水留样，注水嘴到漏斗软管到水样采集瓶，一滴不差；无丝杆丝母驱动，无生锈卡死的环节；分水圆盘圆周上有24个分水漏斗，步进电机在24小时旋转24次，一日可采集水样24次，每次1000毫升，且量程可调。

附图说明

图1一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置结构图。

图2一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置的分水漏斗结构图。

图3一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置发光管导光孔结构图

图中： 1、分水圆盘，1.1、分水漏斗24个，1.2、导光圆孔24个，1.3 、发光管管孔，2、LED发光管24个，4、分水漏斗下连接软管，5、水样采集瓶24个，6、步进电机，7、旋转臂，8、锥形注水嘴，9、注液软管，10、光电接收管，11、MCU控制板，12、直流电源。其中，导光圆孔和发光管管孔是一个孔，上部导光圆孔孔径细，下部发光管管孔孔径粗。

具体实施方式

实施例以山西鑫华翔有限公司生产的XHX-2018-1水样采集器的光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，安装在山西运城盐化局二公司COD在线测量仪前的水质采样器内，说明如下：主要部件：分水圆盘共有分水漏斗24个、导光圆孔24个、发光管孔24个、步进电机轴孔和步进电机固定螺丝孔。分水圆盘，以及分水圆盘上的轴孔、分水漏斗、导光圆孔和发光管管孔，采用注塑方法一次制作。步进电机的延长轴插入分水圆盘的中心轴孔，用四个内六方螺丝固定。步进电机的延长轴上安装旋转臂，旋转臂的半径与分水圆盘的半径相同；在旋转臂上安装锥形注水嘴和光电接收管，锥形注水嘴对准分水漏斗，光电接收管对准下部的导光孔。步进电机转动，旋转臂转动，锥形注水嘴和光电接收管与分水圆盘上的24个分水漏斗和24个光电接收管能一一上下对齐。每次对齐，光电接收管接收定位光信号，步进电机旋转臂停止转动，实现闭环控制和光学定位。开始注液留样工作，在水质采样器MCU系统、MCU控制板控制下，步进电机驱动旋转臂转动，当发光管发光穿过分水圆盘的导光圆孔，与旋转臂上光电接收管光学连接，即光学定位后，旋转臂臂上的锥形注水嘴与分水圆盘的分水漏斗正好上下自然连接，留样蠕动泵工作，开始注液留样。此时污水水样经过搅拌桶搅拌沉淀处理后，经过留样蠕动泵、软管、旋转臂上的注水嘴、分水圆盘的分水漏斗、软管，定量的水样保留在水样采集瓶中。下次注液留样，步进电机再次顺时针转动，旋转臂转动15度，旋转臂上的注水嘴与分水圆盘的分水漏斗上下对齐，分水圆盘下发光管发光穿过导光圆孔，与旋转臂上光电接收管光学连接后，步进电机停止，等待再次注水留样。24小时，可以留水样24瓶。

本实用新型一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置的有益效果是：闭环控制，步进电机旋转臂按固定角度旋转，光电管与发光管光学连接后，光学定位，旋转臂停止转动；光学定位后，旋转臂锥形注水嘴，定时注水留样，注水嘴到漏斗软管到水样采集瓶，一滴不差；无丝杆丝母驱动，无生锈卡死的环节；分水圆盘圆周上有24个分水漏斗，步进电机在24小时旋转24次，一日可采集水样24次，每次1000毫升，且量程可调。

Claims (4)

1.一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，包括，分水圆盘、分水漏斗24个、导光圆孔24个、发光管孔24个、LED发光管24个、连接软管24段、水样采集瓶24个、步进电机、步进电机延长轴、旋转臂，锥形注水嘴，光电接收管，MCU控制板，直流电源，其特征是，分水圆盘采用不透明塑料注塑，分水圆盘直径35厘米、厚度0.6厘米；分水圆盘扇形圆周均匀分成24段扇形，每段扇形圆心角15度、弧长45.79毫米；在每段扇形尾端的径向中心，设置一个向下凸起的分水漏斗；所述的分水漏斗的上直径是30毫米，下直径是6毫米，分水漏斗的高度是40毫米；在分水漏斗内侧径向中心线上，设置1个向下凸起穿透分水圆盘、高度12毫米、直径上小、下大的圆形过孔，该圆形过孔的上部孔径是2毫米，高度6毫米，为导光圆孔；该圆孔的下部孔径是5毫米，高度6毫米，为发光管管孔；在分水圆盘下凸出的发光管管孔，嵌入安装LED发光管；在分水圆盘的中心，设置直径6毫米的步进电机延长轴过孔；分水圆盘中心相互垂线60毫米设置步进电机固定孔，步进电机固定在分水圆盘上，步进电机的延长轴穿过分水圆盘；以步进电机轴为旋转臂轴，在分水圆盘上安装旋转臂，在旋转臂尾端设置锥形注水嘴，锥形注水嘴与分水圆盘上的分水漏斗上下对齐；在注水嘴内侧钻孔安装光电接收管；旋转臂旋转时，当LED发光管的发光穿过分水圆盘上导光圆孔直射到旋转臂上注水嘴内侧的光电接收管上，此时，旋转臂上锥形注水嘴正好对准下部的一个分水漏斗，旋转臂停止转动，这是闭环控制和光学定位的过程；锥形注水嘴直径4毫米，注水嘴与下部圆盘的分水漏斗的中心上下对齐；光学定位后，注水嘴注水留样，水样在自然力作用下经过分水漏斗、软管到水样采集瓶内；下一次留样，MCU控制板控制步进电机顺时针转动15度，旋转臂跟着转动15度，旋转臂上光电接收管与下部圆盘的另一个发光管光路再次对齐，光学定位，旋转臂停止转动，旋转臂上注水嘴与下部分水圆盘的下一个分水漏斗再次上下对齐，注水嘴再次注水留样；旋转臂旋转，继续下一次留样。

2.如权利要求1所述的一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，其特征是，直流电源电连接发光管、步进电机和MCU控制板，分水圆盘下发光管的发光穿过分水圆盘的导光圆孔，与上部旋转臂上光电接收管光学连接，光电接收管和步进电机电连接MCU控制板，MCU控制板电连接水质采样器MCU系统。

3.如权利要求1所述的一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，其特征是，旋转臂上的注水嘴上与水样采集留样蠕动泵管道连接，旋转臂上的注水嘴与分水圆盘的分水漏斗上下自然落差连接，即注水嘴落水正好落入分水漏斗正中，分水漏斗下与分水软管连接，分水软管另一端插入下部对应的水样采集瓶中。

4.如权利要求1所述的一种光学定位闭环控制旋转臂水嘴多通道废水留样装置，其特征是，旋转臂上光电接收管穿过导光孔光学连接分水圆盘下部的发光管后，旋转臂停止转动，旋转臂上的注水嘴与分水圆盘的分水漏斗上下自然连接，水质采样器MCU系统控制蠕动泵工作时间，把定量的水样保留在水样采集瓶中。