CN208999373U - 全自动水质滴定视觉检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全自动水质滴定视觉检测装置，涉及水质检测领域。全自动水质滴定视觉检测装置包括第一进料机构、预处理机构、清洗机构、第二进料机构、滴定检测机构；第一进料机构、预处理机构、清洗机构、第二进料机构、滴定检测机构均包括MCU最小系统，第一进料机构、预处理机构、清洗机构、第二进料机构、滴定检测机构均通过无线模块与上位机通信连接。本实用新型的优点在于：实现了水质的快速、自动、智能检测，降低人工劳动力度，提高了水质检测的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及水质检测领域，尤其涉及一种全自动水质滴定视觉检测装置。
背景技术
水质滴定检测方法是一种化学检测方法，其原理是依据化学变换，通过添加指示剂，将水中特定的水离子变换沉淀，同时依据化学变换过程中水质变色时间判定水中离子含量的方法，可涉及水中的Cl-、SO4 2+、Ca2+、Mg2+、CO3 2-、游离CO2以及侵蚀性CO2等。
目前，水质滴定检测主要是以实验室分析为主，手动添加待测水体样品、试剂的量，一般步骤包括水样预处理、滴定检测、清洗等。水质滴定检测过程较为繁琐、复杂，滴定前后都要进行多次人工清洗，测试时间较长，并且单凭人为主观判断待测水样样品在试剂添加过程中的颜色变化，结果容易出现较大误差。
伴随国家对水质环境保护的日益重视以及公众环境安全意识的不断增强，对环境检测行业的智能化分析测试显得十分重要，成为行业主流发展趋势，同时由于检测项目范围和样品种类数目的不断增长，传统的实验室水质滴定检测方法已不能满足当前快速分析水质环境监测的要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现水质的快速、自动、智能检测的全自动水质滴定视觉检测装置。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：包括第一进料机构 (1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构(4)、滴定检测机构(5)；
所述第一进料机构(1)包括第一X轴导轨(11)、第一Y轴导轨(12)、第一Z轴导轨(13)、第一取样针(14)、第一软管(15)、第一蠕动泵(16)；所述第一X轴导轨(11)、第一Y轴导轨(12)均水平设置且相互垂直，所述第一 Y轴导轨(12)连接在所述第一X轴导轨(11)上沿X轴方向移动；所述第一Z 轴导轨(13)竖直设置，所述第一Z轴导轨(13)连接在所述第一Y轴导轨(12) 上沿Y轴方向移动；所述第一取样针(14)连接在所述第一Z轴导轨(13)上沿Z轴方向移动；所述第一软管(15)的一端连接所述第一取样针(14)，另一端伸入待测水样中；所述第一蠕动泵(16)连接在所述第一Y轴导轨(12)上沿Y轴方向移动，所述第一蠕动泵(16)连接所述第一软管(15)；
所述清洗机构(3)包括清洗液容器(31)、第二取样针(32)、第二软管(33)、第二蠕动泵(34)；所述清洗液容器(31)中装有清洗液；所述第二取样针(32) 连接在所述第一Y轴导轨(12)上沿Y轴方向移动；所述第二软管(33)的一端连接所述第二取样针(32)，另一端伸入所述清洗液容器(31)中；所述第二蠕动泵(34)连接在所述第一Y轴导轨(12)上沿Y轴方向移动，所述第二蠕动泵(34)连接所述第二软管(33)；
所述预处理机构(2)包括预处理容器(21)、预处理加药装置；所述预处理容器(21)位于所述第一取样针(14)的移动路线上并且同时位于所述第二取样针(32)的移动路线上，所述预处理容器(21)上端的开口对应所述第一取样针(14)、第二取样针(32)下端的出口；所述预处理加药装置连接所述预处理容器(21)；
所述第二进料机构(4)包括第二Y轴导轨(41)、第二Z轴导轨(42)、第三取样针(43)、第三软管(44)、第三蠕动泵(45)；所述第二Y轴导轨(41) 水平设置且与所述第一Y轴导轨(12)平行；所述第二Z轴导轨(42)竖直设置，所述第二Z轴导轨(42)连接在所述第二Y轴导轨(41)上沿Y轴方向移动；所述第三取样针(43)连接在所述第二Z轴导轨(42)上沿Z轴方向移动；所述第三软管(44)的一端连接所述第三取样针(43)，另一端伸入所述预处理容器(21)中；所述第三蠕动泵(45)连接在所述第二Y轴导轨(41)上沿Y 轴方向移动，所述第三蠕动泵(45)连接所述第三软管(44)；
所述滴定检测机构(5)包括检测试管(51)、滴定加药装置、摄像头(56)；所述检测试管(51)固定设置，所述检测试管(51)位于所述第二取样针(32) 的移动路线上并且同时位于所述第三取样针(43)的移动路线上，所述检测试管(51)上端的开口对应所述第二取样针(32)、第三取样针(43)下端的出口；所述滴定加药装置连接所述检测试管(51)；所述摄像头(56)对应所述检测试管(51)；
所述第一进料机构(1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构 (4)、滴定检测机构(5)均包括MCU最小系统，所述第一进料机构(1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构(4)、滴定检测机构(5)均通过无线模块与上位机通信连接。
作为优化的技术方案，所述预处理加药装置包括预处理药剂(22)、第一加药管(23)、第一定量加药装置(24)；所述预处理药剂(22)通过所述第一加药管(23)连接所述预处理容器(21)，所述第一加药管(23)的一端伸入所述预处理药剂(22)中，另一端对应所述预处理容器(21)上端的开口；所述第一加药管(23)上连接有第一定量加药装置(24)。
作为优化的技术方案，所述预处理加药装置包括若干种不同种类的预处理药剂(22)，各预处理药剂(22)分别通过各第一加药管(23)连接所述预处理容器(21)，各第一加药管(23)上均连接有第一定量加药装置(24)。
作为优化的技术方案，所述预处理容器(21)的底部设有超声波装置。
作为优化的技术方案，所述滴定加药装置包括滴定药剂(52)、第二加药管 (53)、第二定量加药装置(54)；所述滴定药剂(52)通过所述第二加药管(53) 连接所述检测试管(51)，所述第二加药管(53)的一端伸入所述滴定药剂(52) 中，另一端对应所述检测试管(51)上端的开口；所述第二加药管(53)上连接有第二定量加药装置(54)。
作为优化的技术方案，所述滴定检测机构(5)包括若干检测试管(51)，各检测试管(51)均位于所述第二取样针(32)的移动路线上并且同时位于所述第三取样针(43)的移动路线上；所述滴定加药装置包括若干种不同种类的滴定药剂(52)，各滴定药剂(52)分别通过各第二加药管(53)连接各检测试管(51)，各第二加药管(53)上均连接有第二定量加药装置(54)；设有若干个摄像头(56)，各摄像头(56)分别与各检测试管(51)一一对应。
作为优化的技术方案，所述检测试管(51)的底部设有超声波装置。
作为优化的技术方案，所述第一进料机构(1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构(4)、滴定检测机构(5)均包括声光提示模块，所述声光提示模块包括LED灯和蜂鸣器。
本实用新型的优点在于：实现了水质的快速、自动、智能检测，降低人工劳动力度；摄像头可实时记录水样的颜色变化，并转化成对应的RGB数值，减小人眼颜色判断带来的误差，提高了水质检测的准确性、灵敏度；实现了数据处理的自动化、保存的规范性和可追溯性。
附图说明
图1是本实用新型实施例全自动水质滴定视觉检测装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例第一进料机构、清洗机构的结构示意图。
图3是本实用新型实施例预处理机构、第二进料机构的结构示意图。
图4是本实用新型实施例滴定检测机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，全自动水质滴定视觉检测装置，包括第一进料机构1、预处理机构2、清洗机构3、第二进料机构4、滴定检测机构5。
第一进料机构1包括第一X轴导轨11、第一Y轴导轨12、第一Z轴导轨 13、第一取样针14、第一软管15、第一蠕动泵16。
第一X轴导轨11、第一Y轴导轨12均水平设置且相互垂直，第一Y轴导轨12连接在第一X轴导轨11上沿X轴方向移动。
第一Z轴导轨13竖直设置，第一Z轴导轨13连接在第一Y轴导轨12上沿 Y轴方向移动。
第一取样针14连接在第一Z轴导轨13上沿Z轴方向移动。
第一软管15的一端连接第一取样针14，另一端伸入待测水样中。
第一蠕动泵16与第一Z轴导轨13共同连接在第一Y轴导轨12上沿Y轴方向移动，第一蠕动泵16连接第一软管15。
清洗机构3包括清洗液容器31、第二取样针32、第二软管33、第二蠕动泵34。
清洗液容器31中装有清洗液，清洗液采用去离子水。
第二取样针32连接在第一Y轴导轨12上沿Y轴方向移动。
第二软管33的一端连接第二取样针32，另一端伸入清洗液容器31中。
第二蠕动泵34与第二取样针32共同连接在第一Y轴导轨12上沿Y轴方向移动，第二蠕动泵34连接第二软管33。
预处理机构2包括预处理容器21、预处理药剂22、第一加药管23、第一定量加药装置24、第一底座25。
预处理容器21位于第一取样针14的移动路线上并且同时位于第二取样针 32的移动路线上，预处理容器21上端的开口对应第一取样针14、第二取样针 32下端的出口。
针对水质检测种类的不同，设有若干种不同种类的预处理药剂22。
各预处理药剂22分别通过各第一加药管23连接预处理容器21，第一加药管23的一端伸入预处理药剂22中，另一端对应预处理容器21上端的开口。
各第一加药管23上均连接有第一定量加药装置24。
第一底座25设在预处理容器21的下方，第一底座25中对应预处理容器 21的底部位置处设有超声波装置。
第二进料机构4包括第二Y轴导轨41、第二Z轴导轨42、第三取样针43、第三软管44、第三蠕动泵45。
第二Y轴导轨41水平设置且与第一Y轴导轨12平行。
第二Z轴导轨42竖直设置，第二Z轴导轨42连接在第二Y轴导轨41上沿 Y轴方向移动。
第三取样针43连接在第二Z轴导轨42上沿Z轴方向移动。
第三软管44的一端连接第三取样针43，另一端伸入预处理容器21中。
第三蠕动泵45与第二Z轴导轨42共同连接在第二Y轴导轨41上沿Y轴方向移动，第三蠕动泵45连接第三软管44。
滴定检测机构5包括检测试管51、滴定药剂52、第二加药管53、第二定量加药装置54、第二底座55、摄像头56。
若干检测试管51并排固定在试管支架上，各检测试管51均位于第二取样针32的移动路线上并且同时位于第三取样针43的移动路线上，检测试管51 上端的开口对应第二取样针32、第三取样针43下端的出口。
针对水质检测种类的不同，设有若干种不同种类的滴定药剂52。
各滴定药剂52分别通过各第二加药管53连接各检测试管51，第二加药管 53的一端伸入滴定药剂52中，另一端对应检测试管51上端的开口，各检测试管51可以同时用于滴定视觉检测，也可以单独使用。
各第二加药管53上均连接有第二定量加药装置54。
测量样品中可能含有多种污染物，为了能够高效完成多种污染物的测量，配置多个检测试管51，每个检测试管51用于进行不同污染物的测量。
第二底座55设在检测试管51的下方，第二底座55中对应各检测试管51 的底部位置处设有超声波装置。
设有若干个摄像头56，各摄像头56分别与各检测试管51一一对应。
第一进料机构1、预处理机构2、清洗机构3、第二进料机构4、滴定检测机构5均包括MCU最小系统和声光提示模块，第一进料机构1、预处理机构2、清洗机构3、第二进料机构4、滴定检测机构5通过无线模块与上位机通信连接，声光提示模块包括LED灯和蜂鸣器，用户通过上位机可以快速实现水质滴定视觉检测操作，并进行声光提醒。
上位机采用VB6.0和Access数据库进行编程设计，具有非运行模式和运行模式切换选择，可实现进样、预处理、进料、滴定检测、物料筛选、清洗、显示、数据存储查询等功能，上位机通过无线模块对第一进料机构1、预处理机构2、清洗机构3、第二进料机构4、滴定检测机构5实行整体控制。
全自动水质滴定视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，上位机发送进样任务到第一进料机构1；第一取样针14通过第一 Y轴导轨12沿第一X轴导轨11的移动以及第一Z轴导轨13沿第一Y轴导轨12 的移动最终移动到预处理容器21的上方，第一蠕动泵16驱动待测水样依次经过第一软管15、第一取样针14后进入预处理容器21；
步骤B，步骤A结束后，上位机发送预处理任务到预处理机构2，第一定量加药装置24通过第一加药管23将预处理药剂22添加到预处理容器21中，添加过程中利用超声波进行待测水样与预处理药剂的混合，完成待测水样的预处理；
步骤C，步骤B结束后，上位机发送进料任务到到第二进料机构4；第三取样针43通过第二Z轴导轨42沿第二Y轴导轨41的移动最终移动到检测试管 51的上方；第三蠕动泵45驱动预处理容器21中完成预处理的水样依次经过第三软管44、第三取样针43后进入检测试管51；
步骤D，步骤C结束后，上位机发送滴定检测任务到滴定检测机构5；第二定量加药装置54通过第二加药管53将滴定药剂52添加到检测试管51中，添加过程中利用超声波进行水样与滴定药剂的混合；MCU最小系统的控制器从滴定药剂添加初始时开始计时，摄像头56记录滴定药剂添加过程中检测试管51中的水样的颜色，当颜色变化时，控制器终止计时，并将时间数据上传回上位机；同时，摄像头56实时记录检测试管51中的水样的浑浊度变化；
步骤E，步骤D结束后，上位机发送清洗任务到第一进料机构1、第二进料机构4和清洗机构3；
首先，第三取样针43沿第二Z轴导轨42移动到检测试管51的底部，第三蠕动泵45驱动检测试管51中完成滴定检测的水样依次经过第三取样针43、第三软管44后进入预处理容器21；
然后，第三取样针43移开，第二取样针32通过第一Y轴导轨12沿第一X 轴导轨11的移动以及第二取样针32沿第一Y轴导轨12的移动最终移动到检测试管51的上方，第二蠕动泵34驱动清洗液容器31中的清洗液依次经过第二软管33、第二取样针32后进入检测试管51进行冲洗，冲洗过程中利用超声波加强清洗液对检测试管51的冲洗效果；
检测试管51的每次冲洗完成后，第三取样针43移动到检测试管51的底部，第三蠕动泵45驱动检测试管51中的冲洗废水依次经过第三取样针43、第三软管44后进入预处理容器21，重复冲洗3～5次；
检测试管51冲洗结束后，第一取样针14通过第一Y轴导轨12沿第一X 轴导轨11的移动以及第一Z轴导轨13沿第一Y轴导轨12的移动最终移动到预处理容器21的上方，第一取样针14沿第一Z轴导轨13移动到预处理容器21 的底部，第一蠕动泵16驱动预处理容器21中的冲洗废水依次经过第一取样针 14、第一软管15流到外部；
然后，第一取样针14移开，第二取样针32沿第一Y轴导轨12移动到预处理容器21的上方，第二蠕动泵34驱动清洗液容器31中的清洗液依次经过第二软管33、第二取样针32后进入预处理容器21进行冲洗，冲洗过程中利用超声波加强清洗液对预处理容器21的冲洗效果；
预处理容器21的每次冲洗完成后，第一取样针14移动到预处理容器21 的底部，第一蠕动泵16驱动预处理容器21中的冲洗废水依次经过第一取样针14、第一软管15流到外部，重复冲洗3～5次。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：包括第一进料机构(1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构(4)、滴定检测机构(5)；
所述第一进料机构(1)包括第一X轴导轨(11)、第一Y轴导轨(12)、第一Z轴导轨(13)、第一取样针(14)、第一软管(15)、第一蠕动泵(16)；所述第一X轴导轨(11)、第一Y轴导轨(12)均水平设置且相互垂直，所述第一Y轴导轨(12)连接在所述第一X轴导轨(11)上沿X轴方向移动；所述第一Z轴导轨(13)竖直设置，所述第一Z轴导轨(13)连接在所述第一Y轴导轨(12)上沿Y轴方向移动；所述第一取样针(14)连接在所述第一Z轴导轨(13)上沿Z轴方向移动；所述第一软管(15)的一端连接所述第一取样针(14)，另一端伸入待测水样中；所述第一蠕动泵(16)连接在所述第一Y轴导轨(12)上沿Y轴方向移动，所述第一蠕动泵(16)连接所述第一软管(15)；
所述清洗机构(3)包括清洗液容器(31)、第二取样针(32)、第二软管(33)、第二蠕动泵(34)；所述清洗液容器(31)中装有清洗液；所述第二取样针(32)连接在所述第一Y轴导轨(12)上沿Y轴方向移动；所述第二软管(33)的一端连接所述第二取样针(32)，另一端伸入所述清洗液容器(31)中；所述第二蠕动泵(34)连接在所述第一Y轴导轨(12)上沿Y轴方向移动，所述第二蠕动泵(34)连接所述第二软管(33)；
所述预处理机构(2)包括预处理容器(21)、预处理加药装置；所述预处理容器(21)位于所述第一取样针(14)的移动路线上并且同时位于所述第二取样针(32)的移动路线上，所述预处理容器(21)上端的开口对应所述第一取样针(14)、第二取样针(32)下端的出口；所述预处理加药装置连接所述预处理容器(21)；
所述第二进料机构(4)包括第二Y轴导轨(41)、第二Z轴导轨(42)、第三取样针(43)、第三软管(44)、第三蠕动泵(45)；所述第二Y轴导轨(41) 水平设置且与所述第一Y轴导轨(12)平行；所述第二Z轴导轨(42)竖直设置，所述第二Z轴导轨(42)连接在所述第二Y轴导轨(41)上沿Y轴方向移动；所述第三取样针(43)连接在所述第二Z轴导轨(42)上沿Z轴方向移动；所述第三软管(44)的一端连接所述第三取样针(43)，另一端伸入所述预处理容器(21)中；所述第三蠕动泵(45)连接在所述第二Y轴导轨(41)上沿Y轴方向移动，所述第三蠕动泵(45)连接所述第三软管(44)；
所述滴定检测机构(5)包括检测试管(51)、滴定加药装置、摄像头(56)；所述检测试管(51)固定设置，所述检测试管(51)位于所述第二取样针(32)的移动路线上并且同时位于所述第三取样针(43)的移动路线上，所述检测试管(51)上端的开口对应所述第二取样针(32)、第三取样针(43)下端的出口；所述滴定加药装置连接所述检测试管(51)；所述摄像头(56)对应所述检测试管(51)；
所述第一进料机构(1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构(4)、滴定检测机构(5)均包括MCU最小系统，所述第一进料机构(1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构(4)、滴定检测机构(5)均通过无线模块与上位机通信连接。
2.如权利要求1所述的全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：所述预处理加药装置包括预处理药剂(22)、第一加药管(23)、第一定量加药装置(24)；所述预处理药剂(22)通过所述第一加药管(23)连接所述预处理容器(21)，所述第一加药管(23)的一端伸入所述预处理药剂(22)中，另一端对应所述预处理容器(21)上端的开口；所述第一加药管(23)上连接有第一定量加药装置(24)。
3.如权利要求2所述的全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：所述预处理加药装置包括若干种不同种类的预处理药剂(22)，各预处理药剂(22)分别通过各第一加药管(23)连接所述预处理容器(21)，各第一加药管(23)上均连接有第一定量加药装置(24)。
4.如权利要求1所述的全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：所述预处理容器(21)的底部设有超声波装置。
5.如权利要求1所述的全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：所述滴定加药装置包括滴定药剂(52)、第二加药管(53)、第二定量加药装置(54)；所述滴定药剂(52)通过所述第二加药管(53)连接所述检测试管(51)，所述第二加药管(53)的一端伸入所述滴定药剂(52)中，另一端对应所述检测试管(51)上端的开口；所述第二加药管(53)上连接有第二定量加药装置(54)。
6.如权利要求5所述的全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：所述滴定检测机构(5)包括若干检测试管(51)，各检测试管(51)均位于所述第二取样针(32)的移动路线上并且同时位于所述第三取样针(43)的移动路线上；所述滴定加药装置包括若干种不同种类的滴定药剂(52)，各滴定药剂(52)分别通过各第二加药管(53)连接各检测试管(51)，各第二加药管(53)上均连接有第二定量加药装置(54)；设有若干个摄像头(56)，各摄像头(56)分别与各检测试管(51)一一对应。
7.如权利要求1所述的全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：所述检测试管(51)的底部设有超声波装置。
8.如权利要求1所述的全自动水质滴定视觉检测装置，其特征在于：所述第一进料机构(1)、预处理机构(2)、清洗机构(3)、第二进料机构(4)、滴定检测机构(5)均包括声光提示模块，所述声光提示模块包括LED灯和蜂鸣器。
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| CN109030712A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-18 | 合肥学院 | 全自动水质滴定视觉检测装置及检测方法 |
| CN111929294A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-11-13 | 吴建美 | 一种通过图像视觉来检测水质的系统及方法 |
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