CN210269756U - 一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪 - Google Patents
一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，包括：一支撑架板，用于各功能模块的定位安装；一样品杯放置模块，用于放置待测的样品杯；一水浴分析模块，对样品杯进行水浴加热并完成试剂的滴定检测；一自动化样品移取模块，用于样品杯在样品杯放置模块与水浴分析模块之间的转移；一全自动进样模块，将试验所需要的试剂按次序定量加入样品杯内；一试剂储存模块，存储试验所需的试剂，并与所述全自动进样模块相连。本实用新型指数分析仪采用模块化设计，各个模块具有独立的功能，系统中各个功能组件耦合度低，出现故障容易修复，采用四通道进样系统设计，有效避免不同试剂间的交叉污染，测试精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及水质分析领域，具体涉及一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪。
背景技术
高锰酸盐指数，是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示。水中的亚硝酸盐、亚铁盐，硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物，均可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机污染物和还原性无机物污染程度的综合指标。
目前高锰酸盐指数测定主要多采用国标GB11892-1989的水浴加热草酸滴定的方法，该方法存在样品和试剂用量大、分析耗时繁琐、精密度欠佳、难以批量分析等缺点。
专利CN208188060U公开了一种高锰酸盐指数分析仪，包括机架以及设置于机架上的本体，本体内设置有加热装置以及滴定装置，机体上设置有多个沿机架宽度方向均匀分布的置杯口，置杯口与盛液杯底部卡接，机架上固定有若干沿机架长度方向设置的支撑杆，支撑杆顶面放置有沿机架宽度方向设置的送料板，送料板开设有多个与置杯口匹配并与盛液杯卡接的贯穿口，盛液杯的杯沿固定有当盛液杯与贯穿口卡接时与送料板顶面抵接的环块，机架上设置有带动送料板转移至盛液杯与放置口卡接的送料装置。
然而，该高锰酸盐指数分析仪虽实现了全自动分析的过程，但整机均采用一体化设计，系统中各个功能组件耦合度过高，对于设备的生产组装、检测调试、故障维护、产品升级都造成了极大的困扰。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，包括：
一支撑架板，用于各功能模块的定位安装；
一样品杯放置模块，用于放置待测的样品杯；
一水浴分析模块，对样品杯进行水浴加热并完成试剂的滴定检测；
一自动化样品移取模块，用于样品杯在样品杯放置模块与水浴分析模块之间的转移；
一全自动进样模块，将试验所需要的试剂按次序定量加入样品杯内；
一试剂储存模块，存储试验所需的试剂，并与所述全自动进样模块相连；
其中，所述支撑架板呈L型，包括底部和垂直设于底部边侧的侧部，所述样品杯放置模块、水浴分析模块以及试剂储存模块依次布置于所述支撑架板的底部，所述自动化样品移取模块活动设于所述支撑架板侧部的上端，所述全自动进样模块设于所述支撑架板侧部上并位于所述水浴分析模块的上方。
进一步地，所述的样品杯放置模块包括一组或多组可移动置物架，所述可移动置物架设有多个用于放置样品杯的通孔。
进一步地，所述通孔呈阵列布置于所述可移动置物架上，所述可移动置物架下部与所述通孔相对应设有垫片。
进一步地，所述水浴分析模块包括水浴加热单元和样品滴定分析单元，所述的水浴加热单元包括水浴箱、加热元件、样品杯架和温度传感器，所述的加热元件置于水浴箱内，所述的水浴箱内设有多个样品杯架和温度传感器，各样品杯架位于加热元件上方；所述的样品滴定分析单元位于水浴加热单元一侧，包括滴定分析位、试剂加液位和废液收集位。
进一步地，所述的滴定分析位包括放置样品杯的容器，其底部设置的磁力搅拌器和温度控制器，侧壁设有采集滴定过程视频的摄像头以及滴定过程颜色采集器；所述的试剂加液位包括放置样品杯的容器及其底部设置的磁力搅拌器；所述的废液收集位包括废液杯，该废液杯底部通过管道连接废液缸。
进一步地，所述自动化样品移取模块包括控制三个自由度的X轴单元、Y轴单元和Z轴单元，所述的X轴单元包括第一直线模组、第一重型滑轨和第一伺服电机，所述的Y轴单元包括第二直线模组、第二重型滑轨和第二伺服电机，所述的Z轴单元上设有电动夹爪。
进一步地，所述的第一直线模组为高精度滚珠丝杆直线模组，该高精度滚珠丝杆直线模组连接第一伺服电机，通过第一伺服电机驱动高精度滚珠丝杆直线模组转动，带动Y轴单元在第一重型滑轨上运动，所述的第二直线模组为高精度滚珠丝杆直线模组，连接第二伺服电机，第二伺服电机驱动第二直线模组转动，带动Z 轴单元在第二重型滑轨上运动，所述的Z轴单元为梯形丝杆模组或传动带模组，带动电动夹爪上下运动。
进一步地，所述试剂储存模块包括硫酸溶液存储容器、氢氧化钠溶液存储容器、高锰酸钾溶液存储容器及草酸钠溶液存储容器。
进一步地，所述全自动进样模块包括四组加样单元及一移动加样头，所述移动加样头活动设于所述支撑架板侧部，并进行水平移动，每组加样单元均包括一注射泵及一四通换向阀，所述四通换向阀分别设有纯水进样端口、试剂进样端口、出样端口以及注射泵连接端口，所述四通换向阀通过注射泵连接端口与所述注射泵连接，所述移动加样头与所述四通换向阀的出样端口连接。
进一步地，所述四组加样单元包括硫酸溶液加样单元、氢氧化钠溶液加样单元、高锰酸钾溶液加样单元及草酸钠溶液加样单元，分别通过所述试剂进样端口与全自动进样模块连接。
本实用新型高锰酸盐指数分析仪具体工作原理为，将待测的样品装入样品杯中，可以根据实验需要设置多个测试样品，将装有样品的样品杯放置在样品杯放置模块中等待检测，测试时，通过自动化样品移取模块将样品杯自动转移至水浴分析模块，水浴分析模块对样品杯进行水浴加热设定时间及温度，达到要求后，通过全自动进样模块，将试验所需要的试剂按次序定量依次加入样品杯内，完成试剂的滴定检测，整个实验过程全自动进行，并按照设定程序，可以同时开展多个样品的测试，大大提高工作效率。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、采用模块化设计，各个模块具有独立的功能，当某一模块出现故障，只要对相应模块进行检修或更换就可以，避免整个装置瘫痪；
2、样品杯放置模块设置为可移动，类似于抽屉抽拉式，方便一次性放置多个样品杯，并进行编号，可进行编程式测试。
3、采用4通道进样系统设计，有效避免不同试剂间的交叉污染，提高实验结果数据可信度，无管路复用，减少加样过程中繁琐的复用管路清洁抛液流程，提高加液效率，节省分析测定时间。
4、将行程较长的X轴单元和Y轴单元采用高精度滚珠丝杆直线模组：保障了长距离、高负载情况下，定位精度达到0.05mm，甚至可达到0.01mm，而普通丝杆或传动带模组的精度仅为0.1-0.5mm；
5、采用一个大的水浴槽加热多个样品，加热温度均匀，各样品的加热环境相同，检测精度提高。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型支撑架板的结构示意图；
图3、4为本实用新型样品杯放置模块的结构示意图；
图5～7为本实用新型水浴分析模块的结构示意图；
图8为本实用新型自动化样品移取模块的结构示意图；
图9为本实用新型全自动进样模块的结构示意图；
图10为本实用新型全自动进样模块的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，如图1，包括：
一支撑架板1，用于各功能模块的定位安装，如图2所示；支撑架板1呈L型，包括底部101和垂直设于底部101边侧的侧部102，样品杯放置模块2、水浴分析模块3以及试剂储存模块4依次布置于支撑架板1的底部101，自动化样品移取模块5活动设于支撑架板的侧部102的上端，全自动进样模块6设于支撑架板1侧部上并位于水浴分析模块3的上方，全自动进样模块6，水浴分析模块3以及自动化样品移取模块5均与控制设备连接，控制设备设于支撑架板1的背侧，采用现有技术中已知的控制器，如PLC进行控制。
一样品杯放置模块2，用于放置待测的样品杯7，如图3、4，样品杯放置模块 2包括一组或多组可移动置物架201，可移动置物架201设有多个用于放置样品杯7的通孔202。通孔202呈阵列布置于可移动置物架201上，可移动置物架201下部与通孔202相对应设有垫片203，样品杯放置模块设置为可移动，类似于抽屉抽拉式，方便一次性放置多个样品杯，并进行编号，并可进行设定。
一水浴分析模块3，对样品杯7进行水浴加热并完成试剂的滴定检测，如图5-7，水浴分析模块3包括水浴加热单元301和样品滴定分析单元302，水浴加热单元301 包括水浴箱3011、加热元件3012、样品杯架3013和温度传感器3014，加热元件 3012置于水浴箱3011内，水浴箱3011内设有多个样品杯架3013和温度传感器 3014，各样品杯架3013位于加热元件3012上方；样品滴定分析单元302位于水浴加热单元301一侧，包括滴定分析位3021、试剂加液位3022和废液收集位3023。滴定分析位3021包括放置样品杯7的容器，其底部设置的磁力搅拌器和温度控制器，侧壁设有采集滴定过程视频的摄像头以及滴定过程颜色采集器；试剂加液位 3022包括放置样品杯7的容器及其底部设置的磁力搅拌器；废液收集位3023包括废液杯，该废液杯底部通过管道连接废液缸。
一自动化样品移取模块5，用于样品杯7在样品杯放置模块2与水浴分析模块 3之间的转移，如图8，自动化样品移取模块5包括控制三个自由度的X轴单元501、 Y轴单元502和Z轴单元503，X轴单元501包括第一直线模组5011、第一重型滑轨5012和第一伺服电机5013，Y轴单元502包括第二直线模组5021、第二重型滑轨5022和第二伺服电机5023，Z轴单元503上设有电动夹爪504。第一直线模组 5011为高精度滚珠丝杆直线模组，该高精度滚珠丝杆直线模组连接第一伺服电机 5013，通过第一伺服电机5013驱动高精度滚珠丝杆直线模组转动，带动Y轴单元 502在第一重型滑轨5012上运动，第二直线模组5021为高精度滚珠丝杆直线模组，连接第二伺服电机5023，第二伺服电机5023驱动第二直线模组5021转动，带动Z 轴单元503在第二重型滑轨5022上运动，Z轴单元503为梯形丝杆模组或传动带模组，带动电动夹爪上下运动。
一全自动进样模块6，将试验所需要的试剂按次序定量加入样品杯7内，如图 9，全自动进样模块6包括四组加样单元及一移动加样头602，移动加样头602活动设于支撑架板1侧部，并进行水平移动，每组加样单元均包括一注射泵601及一四通换向阀603，四通换向阀603分别设有纯水进样端口、试剂进样端口、出样端口以及注射泵601连接端口，四通换向阀603通过注射泵601连接端口与注射泵 601连接，移动加样头602与四通换向阀603的出样端口连接。四组加样单元包括硫酸溶液加样单元、氢氧化钠溶液加样单元、高锰酸钾溶液加样单元及草酸钠溶液加样单元，分别通过试剂进样端口与全自动进样模块连接。
具体工作原理，如图10所示，移动加样头在壳体内可进行水平往复直线移动，将试剂准确加入试验样品杯中，清洗的废液收集至废液池中。采用注射泵与四通换向阀的配合，四通换向阀设有纯水进样端口、试剂进样端口、出样端口以及注射泵连接端口，通过控制四通阀的通向，形成关闭、清洗、进样等多种工况，且每一组试剂均采用独立的注射泵与四通换向阀，不仅可以充分保证加样的精准、快速控制，且可以完全避免试剂的交叉污染，且设置了清洗功能，每次使用均将移动加样头进行冲洗，充分保证试验的精度。
一试剂储存模块4，存储试验所需的试剂，并与全自动进样模块6相连，试剂储存模块4包括硫酸溶液存储容器、氢氧化钠溶液存储容器、高锰酸钾溶液存储容器及草酸钠溶液存储容器。
本实用新型高锰酸盐指数分析仪具体工作原理为，将待测的样品装入样品杯中，可以根据实验需要设置多个测试样品，将装有样品的样品杯放置在样品杯放置模块中等待检测，测试时，通过自动化样品移取模块将样品杯自动转移至水浴分析模块，水浴分析模块对样品杯进行水浴加热设定时间及温度，达到要求后，通过全自动进样模块，将试验所需要的试剂按次序定量依次加入样品杯内，完成试剂的滴定检测，整个实验过程全自动进行，并按照设定程序，可以同时开展多个样品的测试，大大提高工作效率。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，包括：
一支撑架板(1)，用于各功能模块的定位安装；
一样品杯放置模块(2)，用于放置待测的样品杯(7)；
一水浴分析模块(3)，对样品杯(7)进行水浴加热并完成试剂的滴定检测；
一自动化样品移取模块(5)，用于样品杯(7)在样品杯放置模块(2)与水浴分析模块(3)之间的转移；
一全自动进样模块(6)，将试验所需要的试剂按次序定量加入样品杯(7)内；
一试剂储存模块(4)，存储试验所需的试剂，并与所述全自动进样模块(6)相连；
其中，所述支撑架板(1)呈L型，包括底部(101)和垂直设于底部(101)边侧的侧部(102)，所述样品杯放置模块(2)、水浴分析模块(3)以及试剂储存模块(4)依次布置于所述支撑架板(1)的底部(101)，所述自动化样品移取模块(5)活动设于所述支撑架板的侧部(102)的上端，所述全自动进样模块(6)设于所述支撑架板(1)侧部上并位于所述水浴分析模块(3)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述的样品杯放置模块(2)包括一组或多组可移动置物架(201)，所述可移动置物架(201)设有多个用于放置样品杯(7)的通孔(202)。
3.根据权利要求2所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述通孔(202)呈阵列布置于所述可移动置物架(201)上，所述可移动置物架(201)下部与所述通孔(202)相对应设有垫片(203)。
4.根据权利要求1所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述水浴分析模块(3)包括水浴加热单元(301)和样品滴定分析单元(302)，
所述的水浴加热单元(301)包括水浴箱(3011)、加热元件(3012)、样品杯架(3013)和温度传感器(3014)，所述的加热元件(3012)置于水浴箱(3011)内，所述的水浴箱(3011)内设有多个样品杯架(3013)和温度传感器(3014)，各样品杯架(3013)位于加热元件(3012)上方；
所述的样品滴定分析单元(302)位于水浴加热单元(301)一侧，包括滴定分析位(3021)、试剂加液位(3022)和废液收集位(3023)。
5.根据权利要求4所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述的滴定分析位(3021)包括放置样品杯(7)的容器，其底部设置的磁力搅拌器和温度控制器，侧壁设有采集滴定过程视频的摄像头以及滴定过程颜色采集器；
所述的试剂加液位(3022)包括放置样品杯(7)的容器及其底部设置的磁力搅拌器；
所述的废液收集位(3023)包括废液杯，该废液杯底部通过管道连接废液缸。
6.根据权利要求1所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述自动化样品移取模块(5)包括控制三个自由度的X轴单元(501)、Y轴单元(502)和Z轴单元(503)，所述的X轴单元(501)包括第一直线模组(5011)、第一重型滑轨(5012)和第一伺服电机(5013)，所述的Y轴单元(502)包括第二直线模组(5021)、第二重型滑轨(5022)和第二伺服电机(5023)，所述的Z轴单元(503)上设有电动夹爪(504)。
7.根据权利要求6所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述的第一直线模组(5011)为高精度滚珠丝杆直线模组，该高精度滚珠丝杆直线模组连接第一伺服电机(5013)，通过第一伺服电机(5013)驱动高精度滚珠丝杆直线模组转动，带动Y轴单元(502)在第一重型滑轨(5012)上运动，
所述的第二直线模组(5021)为高精度滚珠丝杆直线模组，连接第二伺服电机(5023)，第二伺服电机(5023)驱动第二直线模组(5021)转动，带动Z轴单元(503)在第二重型滑轨(5022)上运动，
所述的Z轴单元(503)为梯形丝杆模组或传动带模组，带动电动夹爪上下运动。
8.根据权利要求1所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述试剂储存模块(4)包括硫酸溶液存储容器、氢氧化钠溶液存储容器、高锰酸钾溶液存储容器及草酸钠溶液存储容器。
9.根据权利要求1所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述全自动进样模块(6)包括四组加样单元及一移动加样头(602)，所述移动加样头(602)活动设于所述支撑架板(1)侧部，并进行水平移动，
每组加样单元均包括一注射泵(601)及一四通换向阀(603)，所述四通换向阀(603)分别设有纯水进样端口、试剂进样端口、出样端口以及注射泵(601)连接端口，所述四通换向阀(603)通过注射泵(601)连接端口与所述注射泵(601)连接，所述移动加样头(602)与所述四通换向阀(603)的出样端口连接。
10.根据权利要求9所述的一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪，其特征在于，所述四组加样单元包括硫酸溶液加样单元、氢氧化钠溶液加样单元、高锰酸钾溶液加样单元及草酸钠溶液加样单元，分别通过所述试剂进样端口与全自动进样模块连接。
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|---|---|---|---|
| CN201920784888.0U CN210269756U (zh) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | 一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪 |
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| CN201920784888.0U CN210269756U (zh) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | 一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110057968A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-07-26 | 上海安杰环保科技股份有限公司 | 一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪 |
| CN114675018A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-06-28 | 中山大学孙逸仙纪念医院 | 一种抗体试剂调配设备 |
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2019
- 2019-05-28 CN CN201920784888.0U patent/CN210269756U/zh active Active
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| CN110057968A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-07-26 | 上海安杰环保科技股份有限公司 | 一种模块化全自动高锰酸盐指数分析仪 |
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