CN209927808U - 采样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种采样系统，包括储液器、输液泵、进样臂、试剂瓶、驱动器和控制器，储液器设有进液管道并连接至输液泵，输液泵设有输液管道并连接至进样臂，进样臂上设有进样口，多个试剂瓶沿第一方向排列设置，进样臂与驱动器连接，驱动器驱动进样臂在第一方向上移动，以使进样口对准试剂瓶，控制器控制输液泵和驱动器，以使储液器内储存的样品液通过输液泵输送至进样口，并依次滴入每个试剂瓶内。本实用新型的采样系统实现了采样的自动化，相对于现有技术的手动操作而言，降低了劳动强度，提高了效率。

Description

采样系统

技术领域

本实用新型属于化学实验设备技术领域，尤其涉及一种采样系统。

背景技术

在化学实验领域中，研究时间和浓度对化学反应的影响，需要大量的实验操作。在光催化氧化实验中，需对待反应的液体进行采样，以进行催化氧化实验，传统的采样采用手动操作，非常耗时，工作量大，效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采样系统，解决传统的手动操作工作量大，效率低的问题。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供一种采样系统，所述采样系统用于光催化氧化实验，包括储液器、输液泵、进样臂、试剂瓶、驱动器和控制器，所述储液器设有进液管道并连接至所述输液泵，所述输液泵设有输液管道并连接至所述进样臂，所述进样臂上设有进样口，多个所述试剂瓶沿第一方向排列设置，所述进样臂与所述驱动器连接，所述驱动器驱动所述进样臂在所述第一方向上移动，以使所述进样口对准所述试剂瓶，所述控制器控制所述输液泵和所述驱动器，以使所述储液器内储存的样品液通过所述输液泵输送至所述进样口，并依次滴入每个所述试剂瓶内。

其中，所述进样臂在所述第一方向上移动，以使所述进样口在每个所述试剂瓶上方停留相同时间，所述进样口停留在所述试剂瓶正上方时，所述进样口向所述试剂瓶滴液，所述进样口位于相邻的两个所述试剂瓶之间时，所述进样口停止滴液。

其中，所述进样口停留在每个所述试剂瓶上方时，所述输液泵向所述进样口输送相同容量的样品液，以使所述进样口向所述试剂瓶内滴入相同容量的样品液。

其中，多个所述试剂瓶在所述第一方向上至少设置有两个队列，所述进样臂上至少设有两个所述进样口，每个所述进样口用于与每个队列中的所述试剂瓶对应设置。

其中，至少两个队列的所述多个试剂瓶平齐设置，每个队列中的相邻的两个试剂瓶之间的距离相等，且每个队列中的所述试剂瓶的数量相同，至少两个所述进样口的连线垂直于所述第一方向。

其中，所述采样系统还包括瓶架，所述瓶架上设有通孔，所述试剂瓶的瓶口伸入所述通孔内。

其中，所述瓶架上设有支撑腿，所述支撑腿可伸缩设置。

其中，所述驱动器包括丝杠和马达，所述丝杠沿所述第一方向布置，所述进样臂与所述丝杠上的螺套连接，所述马达驱动所述丝杠转动，带动所述螺套在所述丝杠上移动，以使所述进样臂在所述第一方向上移动。

其中，所述输液管道上设有阀门，所述控制器与所述输液泵、所述驱动器和所述阀门电连接，并控制所述输液泵输送液体、所述驱动器驱动所述进样臂移动和所述阀门打开使得所述输液泵的样品液输送至所述进样口。

其中，所述储液器和所述进液管道为医用一次性输液器。

本实用新型提供的一种采样系统，通过设置储液器、输液泵、驱动器和控制器，将储液器储存的样品液输送至与驱动器连接的进样臂，控制器控制驱动器驱动进样臂移动，并控制输液泵输送样品液，使得样品液依次滴入每个试剂瓶中，实现了采样的自动化，相对于现有技术的手动操作而言，降低了劳动强度，提高了效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施例的采样系统的结构示意图。

图2是图1的采样系统的另一视角的结构示意图。

图3是图2的采样系统的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1至图3，本实用新型实施例提供一种采样系统，所述采样系统用于光催化氧化实验，例如，氯氧化铋催化降解罗丹明B实验。所述采样系统包括储液器10、输液泵20、进样臂30、试剂瓶80、驱动器和控制器70，所述储液器10设有进液管道11并连接至所述输液泵20，所述输液泵20设有输液管道 21并连接至所述进样臂30，所述进样臂30上设有进样口32，多个所述试剂瓶 80沿第一方向排列设置，所述进样臂30与所述驱动器连接，所述驱动器驱动所述进样臂30在所述第一方向上移动，以使所述进样口32对准所述试剂瓶80，所述控制器70控制所述输液泵20和所述驱动器，以使所述储液器10内储存的样品液100通过所述输液泵20输送至所述进样口32，并依次滴入每个所述试剂瓶80内。

通过设置储液器10、输液泵20、驱动器和控制器70，将储液器10储存的样品液100输送至与驱动器连接的进样臂30，控制器70控制驱动器驱动进样臂 30移动，并控制输液泵20输送样品液100，使得样品液100依次滴入每个试剂瓶80中，实现了采样的自动化，相对于现有技术的手动操作而言，降低了劳动强度，提高了效率。

本实施例的储液器10中储存的样品液100可以为浓度均匀的液体，也可以为在储液器10底部浓度高，液面浓度低的液体；此外，样品液100可以为常规的化学试剂，如实验用的标准的酸、碱或中性溶液，也可以为其他类型的液体，如水厂的自来水、工厂排放的污水、生活废水等。

为了保证系统的正常使用，避免设备被样品液100腐蚀，储液器10、进液管道11、输液泵20、输液管道11、进样臂30和试剂瓶80均为抗腐蚀材料制成，或贴设有抗腐蚀保护膜。避免在做不同的试验时不同的样品液100的交叉污染，需严格控制系统的清洁，其中，储液器10和试剂瓶80优选为一次性物品，做完一次试验即结束使用，不重复使用。优选的，储液器10和进液管道11为医用一次性输液器，医用一次性输液器具有清洁度高、抗腐蚀能力强、价格便宜等优点，储液器10搭载的进液管道11还具有调节流量的开关111及接头，开关 111可以调节储液器10向输液泵20供应的样品液的流量，接头一般为鲁尔接头，可直接连接至输液泵20，操作简便，是一种理想的储液容器。优选的，试剂瓶 80为一次性玻璃瓶，一次性玻璃瓶也具有清洁度高、抗腐蚀能力强、价格便宜等优点，用于储存样品液100，可靠性高。

输液泵20具有输入接口和输出接口，输入接口与进液管道11连接，输出接口与输液管道21连接，输液泵20用于将样品液100以预设的时间和流量输出，满足实验所需样品液100的容量需求。预设的时间和流量根据不同的实验具有不同的预设值，例如，定时定量的输出、定时不定量的输出、不定时定量的输出等形式。输液泵20连接的输液管道21优选为硅胶管，且输液管道21远离输液泵20的一端设有针头222，针头222用于与进样臂30的进样口32连接。输液泵20的功能为将从输入接口输入的样品液100泵送至输出接口，输液泵20 具体可以为现有的泵，如注射器泵、输液泵或蠕动泵等。当然，输液泵20也可以为根据需求自主设计的泵，其具体结构在此不做限定。

进样臂30优选采用透明亚克力材料制成的板状件，进样口32优选为在板状件上开设的通孔，输液泵20延伸出来的输液管道21与进样口32连接，具体的，输液管道21连接的针头222插入到进样口32内，并与进样口32的内壁贴合，通过摩擦力而固定住，针头222的出液口朝向试剂瓶30的瓶口，且位置高于瓶口。另一种实施例中，进样臂30上设置有夹持结构，夹持结构夹住针头222 使其固定。

一种实施例中，所述进样臂30在所述第一方向上移动，以使所述进样口32 在每个所述试剂瓶80上方停留相同时间，所述进样口32停留在所述试剂瓶80 正上方时，所述进样口32向所述试剂瓶80滴液，所述进样口32位于相邻的两个所述试剂瓶80之间时，所述进样口32停止滴液。

本实施例中，进样臂30被驱动器驱动移动，在试剂瓶80的上方依次经过每个试剂瓶80，在每个试剂瓶80上方停留而滴液，在相邻的试剂瓶80之间一般连续移动而不停留，即进样臂30的每个停留的位置分别对应一个试剂瓶80，进样臂30在停下时执行滴液，在移动过程中停止滴液。而设置在每个试剂瓶80 上方停留相同时间，便于驱动器的驱动操作，逻辑简单。

一种实施例中，多个沿第一方向排列的试剂瓶80中的任意相邻的两个试剂瓶80之间的距离相同，其他实施例中，该距离可以不同。

一种实施例中，所述进样口32停留在每个所述试剂瓶80上方时，所述输液泵20向所述进样口32输送相同容量的样品液100，以使所述进样口32向所述试剂瓶80内滴入相同容量的样品液100。

本实施例中，向每个试剂瓶80滴入相同容量的样品液100，实现样品液100 的定容采样。其他实施例中，也可以向每个试剂瓶80滴入不同容量的样品液100，实现不同容量的样品液100的采样。输送的样品液100是基于输液泵20的泵送参数属性决定，在此不限制每次输送的样品液100的具体容量。

一种实施例中，多个所述试剂瓶80在所述第一方向上至少设置有两个队列，所述进样臂30上至少设有两个所述进样口32，每个所述进样口32用于与每个队列中的所述试剂瓶80对应设置。

本实施例中，设置至少两个队列的试剂瓶80，在进样臂30移动一次的过程中，可以同时对两个队列的试剂瓶80滴入样品液100，提高了采样效率。与输送泵20的输出接口连接的输液管道21同时连接到该至少两个进样口32，其具体结构可以为输液管道21为一通多的管道结构，与输液泵20连接的一端为一条管，在远离输液泵20的某个位置分为多条管。以图1实施例为例，设置有4 个队列的试剂瓶80，则进样臂30上设置有4个进样口32。输液管道21从输液泵20连接到某个位置后分为4条管，即第一管22、第二管23、第三管24和第四管25，4条管均连接至一个进样口32，输液管道21内的样品液100均匀的分配到上述4条管内，实现输液泵20的一个输出接口同时向4个进样口32供液。

一种实施例中，至少两个队列的所述多个试剂瓶80平齐设置，且每个队列中的相邻的两个试剂瓶80之间的距离相等，且至少两个队列中的试剂瓶80的数量相同，至少两个所述进样口80的连线垂直于所述第一方向。本实施例中的每个队列的多个试剂瓶80沿第一方向等间距设置，使得每个队列的布置形式完全相同，便于进样臂30及驱动器的设置。

一种实施例中，所述采样系统还包括瓶架50，所述瓶架50上设有通孔51，所述试剂瓶80的瓶口伸入所述通孔51内。本实施例中，通过设置瓶架50，在瓶架50上加工通孔51，设置多个通孔51，每个通孔51分别对应一个试剂瓶80，便于定位多个试剂瓶80的位置，便于设置进样臂30的移动位置。在试剂瓶80 为至少两个队列的实施例中，瓶架50上设置的通孔51也可以设置为多个队列。在图1的实施例中，瓶架50上设置的通孔51为两个队列，可分别定位两个队列的试剂瓶80，为了便于进样臂30的受力平衡，进样臂30与驱动器连接的位置位于进样臂30的几何中心，进样口32分别设置在进样臂30几何中心的两侧，为了便于布置驱动器，瓶架设置为两个，即瓶架50和与瓶架60，瓶架60和瓶架50的结构可相同，在瓶架60上也设置有通孔60，用于使得试剂瓶80的瓶口伸入而定位，瓶架50和与瓶架60分别设置在进样臂30的几何中心的两侧，瓶架50和与瓶架60之间的位置用于设置驱动器。本实施例中，瓶架50的高度可以调整，以适应不同高度的试剂瓶80。

一种实施例中，所述驱动器包括丝杠42和马达43，所述丝杠42沿所述第一方向布置，所述进样臂30与所述丝杠42上的螺套41连接，所述马达43驱动所述丝杠42转动，带动所述螺套41在所述丝杠42上移动，以使所述进样臂 30在所述第一方向上移动。本实施例中，螺套41与进样臂30之间通过连接件 31连接，连接件31可以为螺钉、铆钉等，连接件31可以为多个，从而把进样臂30牢固的固定在螺套41上。为了使得螺套41只沿第一方向移动，而不会跟随丝杠42转动，驱动器还包括限位件44，限位件44可以为光杆、平台板等结构，限位件44的延伸方向也为第一方向，使得螺套41始终保持与限位件44的连接，螺套41相对于限位件44在第一方向上滑动，而不会跟随丝杠转动。在图1的实施例中，当设置有两个瓶架时，丝杠42和限位件43设置在两个瓶架之间。本实施例的马达为步进马达，使得马达驱动的丝杠42的转动为间歇的，从而带动进样臂30移动一段距离后停止，再移动一段距离，以分别对应相邻的两个试剂瓶80之间的位置和停留在试剂瓶80正上方的位置。

其他实施例中，驱动器也可以为其他结构，例如传送带传动结构、链条传动、齿条传动结构等，通过驱动器的驱动，带动进样臂30上的进样口32定位于试剂瓶80的正上方。

一种实施例中，所述输液管道21上设有阀门，所述控制器70与所述输液泵20、所述驱动器和所述阀门电连接，并控制所述输液泵20输送液体、所述驱动器驱动所述进样臂30移动和所述阀门打开使得所述输液泵20的样品液100 输送至所述进样口32。

本实施例中，控制器70可以为PLC(可编程序逻辑控制器(Programmable LogicController))、电子计算机等。控制器70与输液泵20之间通过第一信号线 71电连接，控制器70与驱动件之间通过第二信号线72电连接，其中当驱动件为马达时，第二信号线72连接至马达。控制器70与阀门之间的电连接也可以通过信号线连接的形式，也可以采用无线信号传输的形式。阀门为电控阀门，通过接受到控制器70的控制信号，电控阀门内部的机械结构运动，从而使得输液管道21的管径变化，使得通过输液管道21的样品液100的流量变化，从而实现不同容量的样品液100的采样。在如图1所示的，进样口32为4个的实施例中，第一管22上设第一阀门221、第二管23上设第二阀门231、第三管24 上设第三阀门241、第四管25上设第四阀门251，第一阀门221至第四阀门251 均与控制器70电连接，从而使得控制器70能够操控4个阀门，控制不同的样品液100的容量，满足不同的采样需求。

本实用新型的采样系统在具体实施时，还有以下一些特征：

1、采样系统整体布置于桌面400上，桌面400为平面，优选为水平面。采样系统还包括板架，板架包括底板301、立板302、第一横板303、连接板304 和第二横板305。底板301放置于桌面400上，底板301平面与桌面400配合后使得底板301的平面为水平面，试剂瓶80、瓶架50、驱动器放置于底板301上后呈水平，水平的工作面能使系统布置简便，进样臂30上的进样口32更容易的与试剂瓶80对位，此外，试剂瓶80水平，样品液100从进样口32处能在重力的作用下竖直的滴入试剂瓶80中，试剂瓶80中的样品液100也更为稳定，避免不是水平时试剂瓶80内的样品液100从瓶口的一侧溢出。

立板302与底板301固定连接，立板302与第一横板303、连接板304和第二横板305共同形成一支架结构，用于支撑控制器70，具体的，立板302一端与底板301连接，另一端向远离桌面400的方向延伸，优选的，立板302与底板301呈90°夹角。第二横板305连接在立板302远离底板301一端，第二横板305与立板302的夹角优选为90°，第一横板303连接在立板302靠近第二横板305的位置，第一横板303与第二横板305可以为平行设置，连接板304 连接在第一横板303和第二横板305远离立板302的一端，从而使得立板302、第一横板303、连接板304和第二横板305共同形成一个容纳空间，该容纳空间用于容纳控制器70。为了节省桌面400空间，形成的容纳空间的位置应在立板 301靠近底板301的一侧，即在底板301上放置试剂瓶80的一侧。

2、储液器10向输液泵20中供液为利用重力作用，因此，储液器10设置的位置比输液泵20的位置更高，可在桌面400上设置悬架200，悬架200上设有挂钩201，储液器10上设有挂绳，通过挂绳挂到挂钩201上，实现将储液器 10设置在比输液泵20更高的位置。

3、瓶架50上的通孔51用于使得试剂瓶80的瓶口通过，即瓶架50的整体高度与瓶口的高度大约相同，试剂瓶80的主体部分设置在瓶架50的下方，瓶架50设置有支撑腿52，支撑腿设置在瓶架50上的通孔51周围的区域，避开放置试剂瓶80的位置。为了使得瓶架80适应不同高度的试剂瓶80，支撑腿52可以设置为可伸缩结构。

4、本实用新型一种实施例的采样系统的使用步骤为：

驱动器驱动进样臂30移动，以使得进样口32对准第一个试剂瓶80；

打开储液器10的进液管道11上的开关111，向输液泵20提供样品液100，输液泵20泵送样品液100至进样口32，并从进样口32处滴入第一个试剂瓶80 中；

第一个试剂瓶80采样完成，控制器70控制输液泵20停止输液，并控制驱动器带动进样臂30在第一方向上移动，并对准第二个试剂瓶80，开始向第二个试剂瓶80滴液；

依次进行多个试剂瓶80的滴液后，当进样臂30到达第一方向上的最后一个试剂瓶80并完成滴液后，进样臂30返回至第一个试剂瓶80的位置；

将已经收集有样品液100的试剂瓶80移走，完成采样，关闭开关111、输液泵20和驱动器；若还需继续采样，则替换新的试剂瓶80。

其中，停止采样的时机还可以根据滴液的次数、采样的时间、进样臂30到达指定的位置设定。

当试剂瓶80为多个队列的多个时，进样臂30一次就可以同时对多个队列中的试剂瓶80滴液，控制器70还可以控制多个阀门，使得每个队列中采集的样品液100的容量可以相同、也可以不同。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种采样系统，其特征在于，所述采样系统用于光催化氧化实验，包括储液器、输液泵、进样臂、试剂瓶、驱动器和控制器，所述储液器设有进液管道并连接至所述输液泵，所述输液泵设有输液管道并连接至所述进样臂，所述进样臂上设有进样口，多个所述试剂瓶沿第一方向排列设置，所述进样臂与所述驱动器连接，所述驱动器驱动所述进样臂在所述第一方向上移动，以使所述进样口对准所述试剂瓶，所述控制器控制所述输液泵和所述驱动器，以使所述储液器内储存的样品液通过所述输液泵输送至所述进样口，并依次滴入每个所述试剂瓶内。

2.如权利要求1所述的采样系统，其特征在于，所述进样臂在所述第一方向上移动，以使所述进样口在每个所述试剂瓶上方停留相同时间，所述进样口停留在所述试剂瓶正上方时，所述进样口向所述试剂瓶滴液，所述进样口位于相邻的两个所述试剂瓶之间时，所述进样口停止滴液。

3.如权利要求2所述的采样系统，其特征在于，所述进样口停留在每个所述试剂瓶上方时，所述输液泵向所述进样口输送相同容量的样品液，以使所述进样口向所述试剂瓶内滴入相同容量的样品液。

4.如权利要求1所述的采样系统，其特征在于，多个所述试剂瓶在所述第一方向上至少设置有两个队列，所述进样臂上至少设有两个所述进样口，每个所述进样口用于与每个队列中的所述试剂瓶对应设置。

5.如权利要求4所述的采样系统，其特征在于，至少两个队列的所述多个试剂瓶平齐设置，每个队列中的相邻的两个试剂瓶之间的距离相等，且每个队列中的所述试剂瓶的数量相同，至少两个所述进样口的连线垂直于所述第一方向。

6.如权利要求1所述的采样系统，其特征在于，所述采样系统还包括瓶架，所述瓶架上设有通孔，所述试剂瓶的瓶口伸入所述通孔内。

7.如权利要求6所述的采样系统，其特征在于，所述瓶架上设有支撑腿，所述支撑腿可伸缩设置。

8.如权利要求1所述的采样系统，其特征在于，所述驱动器包括丝杠和马达，所述丝杠沿所述第一方向布置，所述进样臂与所述丝杠上的螺套连接，所述马达驱动所述丝杠转动，带动所述螺套在所述丝杠上移动，以使所述进样臂在所述第一方向上移动。

9.如权利要求1所述的采样系统，其特征在于，所述输液管道上设有阀门，所述控制器与所述输液泵、所述驱动器和所述阀门电连接，并控制所述输液泵输送液体、所述驱动器驱动所述进样臂移动和所述阀门打开使得所述输液泵的样品液输送至所述进样口。

10.如权利要求1至9任一项所述的采样系统，其特征在于，所述储液器和所述进液管道为医用一次性输液器。

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