CN213209670U - 一种实验室自动采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及实验仪器技术领域，提出了一种实验室自动采样装置，包括机架，内托盘转动设置在机架上，外托盘转动设置在机架上，其上设有第一通孔，内托盘设置在第一通孔内，内托盘与外托盘同心设置，外托盘沿着周向有序设有若干个凹槽，凹槽用于放水样瓶，升降机构设置在内托盘上，随着内托盘转动，封盖设置在升降机构上，由升降机构带动实现升降，一个封盖用于密封相邻两个水样瓶，试剂管设置在封盖上，用于插入到由封盖密封的其中一个水样瓶内，检测装置设置在封盖上，位于试剂管的一侧，用于插入到由封盖密封的另一个水样瓶内。通过上述技术方案，解决了现有技术在传统水样中矿物油含量检测的过程，人工劳动强度大，检测效率低下，且对操作人员身体存在伤害的问题。

Description

一种实验室自动采样装置

技术领域

本实用新型涉及实验仪器技术领域，具体的，涉及一种实验室自动采样装置。

背景技术

近些年来，随着我国对环境问题的越来越重视，例如在水污染、大气污染等方面，其中河流、湖泊、地下水中矿物油的含量检测是一项考察水污染的重要指标，现根据国标要求对于水质的检测试验需要进行同批次的多份水样和纯净水样的空白试验检测，一般同批次的检测中，需要同时检测9份待检测样品，和1份纯净水，总共需进行10次检测试验，传统的人工检测需要操作人员仔细每一个操作步骤，才能获得符合要求的检测结果，且同时检测过程中也用到一些有毒的化学试剂，需要往待检测水样中定量添加正己烷，正己烷易挥发，且具有毒性，对于检测操作人员身体存在一定潜在伤害性，传统的水样检测对操作人员重复工作高且强度高，造成效率低下，另外从操作的准确程度方面，重复性工作的过程中，水样和试剂的量取和投放也存在不同次不同量的误差存在。

实用新型内容

本实用新型提出一种实验室自动采样装置，解决了现有技术在传统水样中矿物油含量检测的过程，人工劳动强度大，检测效率低下，且对操作人员身体存在伤害的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种实验室自动采样装置，包括

机架，

内托盘，转动设置在所述机架上，

外托盘，转动设置在所述机架上，其上设有第一通孔，所述内托盘设置在所述第一通孔内，所述内托盘与所述外托盘同心设置，所述外托盘沿着周向有序设有若干个凹槽，所述凹槽用于放水样瓶，

升降机构，设置在所述内托盘上，随着所述内托盘转动，

封盖，设置在所述升降机构上，由所述升降机构带动实现升降，一个所述封盖用于密封相邻两个所述水样瓶，

试剂管，设置在所述封盖上，用于插入到由所述封盖密封的其中一个所述水样瓶内，

检测装置，设置在所述封盖上，位于所述试剂管的一侧，用于插入到由所述封盖密封的另一个所述水样瓶内。

作为进一步的技术方案，还包括

搅拌机构，设置在所述封盖上，随着所述封盖升降移动，所述搅拌机构包括

搅拌电机，设置在所述封盖上，

搅拌杆，设置在所述封盖上，与所述搅拌电机的输出轴相连，所述试剂管和所述搅拌杆用于插入到相同所述水样瓶中。

作为进一步的技术方案，还包括

吹气管，设置在所述封盖上，随着所述封盖升降移动，所述试剂管和所述吹气管用于插入到相同1所述水样瓶中。

作为进一步的技术方案，所述检测装置包括

抽液管，设置在所述封盖上，用于对所述水样瓶内的液体进行抽取，

液位电极杆，有两个，设置在所述封盖上，位于所述抽液管的一侧，所述抽液管和所述液位电极杆用于插入到相同所述水样瓶中，所述抽液管的最前端低于所述液位电极杆。

作为进一步的技术方案，所述封盖包括

上壳体，所述搅拌电机设置在所述上壳体上，

下壳体，所述下壳体设置在所述上壳体下方，具有安装腔，

活动盖板，与所述下壳体通过弹簧连接，位于所述安装腔内，

所述搅拌杆和所述试剂管穿设在所述下壳体和所述活动盖板的一侧，

所述抽液管和所述液位电极杆穿设在所述下壳体和所述活动盖板的另一侧。

作为进一步的技术方案，还包括

防腐蚀弹性垫片，设置在所述活动盖板上，用于密封所述活动盖板与所述水样瓶。

作为进一步的技术方案，所述升降机构包括

驱动电机，设置在所述机架上，驱动所述内托盘转动，

导向架，竖向设置在所述内托盘上，随所述内托盘转动，所述导向架具有导向腔，

滚珠丝杠机构，设置在所述导向腔内，包括

螺杆，位于所述导向腔内，底端设置在所述内托盘上，随其转动，

滑块，滑动设置在所述螺杆上，所述封盖设置在所述滑块上，随其移动。

作为进一步的技术方案，所述搅拌杆的底端具有搅拌叶片。

作为进一步的技术方案，还包括

定位螺钉，设置在所述外托盘上，所述机架上设有定位孔，所述定位螺钉设置在所述定位孔内。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中，机架上转动设置有内托盘和外托盘，内托盘与外托盘同心布置，外托盘和内托盘分别安装在外支撑转动轴承和内支撑转动件轴承上，空间分布紧凑，转动灵活，外托盘的沿着圆周方向均匀分布个10凹槽，水样瓶稳固放置于凹槽上，水样瓶内底部为锥形，保证了对水样瓶中待测水样的完整抽完，满足水样的批量检测要求，封盖随着升降机构升降移动，封盖为长圆形，一个封盖可以同时密封相邻3两个水样瓶，封盖的一侧设置有试剂管，试剂管的一侧可以设有搅拌装置，注液泵通过试剂管往待测水样中添加化学药品，避免对人身的伤害，之后对待检测水样充分搅拌和萃取，检测装置设置在封盖的另一侧，检测装置与试剂管均随着封盖升降，同时插入到不同的水样瓶内，能够对萃取后的水样进行检测。

鉴于水样瓶承装水样后的重量大，采用内托盘带动升降机构转动的方式，以此完成对相应待检测水样的选择，内托盘上安装有检测片，检测片圆形均布设置有10个开槽，机架的底板上安装有槽型传感器能够对每个开槽检测定位，机架的底板上还安装有能够实现升降机构零位检测的传感器，升降机构的零位与外托盘的零位相匹配。

此实验室自动采样装置安装在机箱内的采样室内，与分析室和控制室分别隔开，完全隔绝与操作人员的接触，保证安全性，以及化学检测时无交叉污染。此实验室自动采样装置由单片机控制，实现萃取过程的全自动控制，实现了水样萃取的全自动过程操作，能够大大降低试验人员的劳动强度，提高检测效率；搅拌、添加试剂以及抽液步骤安排合理，紧凑，大大提高了萃取效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型放置水样瓶后的结构示意图；

图3为本实用新型封盖结构示意图；

图4为本实用新型中使用吹气管的结构示意图；

图中：1、机架，2、内托盘，3、外托盘，4、第一通孔，5、凹槽，6、水样瓶，7、升降机构，8、封盖，9、试剂管，10、检测装置，11、搅拌机构，12、搅拌电机，13、搅拌杆， 14、吹气管，15、抽液管，16、液位电极杆，17、上壳体，18、下壳体，19、安装腔，20、活动盖板，21、防腐蚀弹性垫片，22、驱动电机，23、导向架，24、导向腔，25、滚珠丝杠机构，26、螺杆，27、滑块，28、搅拌叶片，29、定位螺钉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

如图1～图3所示，本实施例提出了

一种实验室自动采样装置，包括

机架1，

内托盘2，转动设置在机架1上，

外托盘3，转动设置在机架1上，其上设有第一通孔4，内托盘2设置在第一通孔4内，内托盘2与外托盘3同心设置，外托盘3沿着周向有序设有若干个凹槽5，凹槽5用于放水样瓶6，

升降机构7，设置在内托盘2上，随着内托盘2转动，

封盖8，设置在升降机构7上，由升降机构7带动实现升降，一个封盖8用于密封相邻两个水样瓶6，

试剂管9，设置在封盖8上，用于插入到由封盖8密封的其中一个水样瓶6内，

检测装置10，设置在封盖8上，位于试剂管9的一侧，用于插入到由封盖8密封的另一个水样瓶6内。

本实施例中，机架1上转动设置有内托盘2和外托盘3，内托盘2与外托盘3同心布置，外托盘3和内托盘2分别安装在外支撑转动轴承和内支撑转动件轴承上，空间分布紧凑，转动灵活，外托盘3的沿着圆周方向均匀分布个10凹槽5，水样瓶6稳固放置于凹槽5上，水样瓶6内底部为锥形，保证了对水样瓶6中待测水样的完整抽完，满足水样的批量检测要求，封盖8随着升降机构7升降移动，封盖8为长圆形，一个封盖8可以同时密封相邻两个水样瓶6，封盖8的一侧设置有试剂管9，试剂管9的一侧可以设有搅拌装置，注液泵通过试剂管 9往待测水样中添加化学药品，避免对人身的伤害，之后对待检测水样充分搅拌和萃取，检测装置10设置在封盖8的另一侧，检测装置10与试剂管9均随着封盖8升降，同时插入到不同的水样瓶6内，能够对萃取后的水样进行检测。

鉴于水样瓶6承装水样后的重量大，采用内托盘2带动升降机构7转动的方式，以此完成对相应待检测水样的选择，内托盘2上安装有检测片，检测片圆形均布设置有10个开槽，机架1的底板上安装有槽型传感器能够对每个开槽检测定位，机架1的底板上还安装有能够实现升降机构7零位检测的传感器，升降机构7的零位与外托盘3的零位相匹配。

此实验室自动采样装置安装在机箱内的采样室内，与分析室和控制室分别隔开，完全隔绝与操作人员的接触，保证安全性，以及化学检测时无交叉污染。此实验室自动采样装置由单片机控制，实现萃取过程的全自动控制，实现了水样萃取的全自动过程操作，能够大大降低试验人员的劳动强度，提高检测效率；搅拌、添加试剂以及抽液步骤安排合理，紧凑，大大提高了萃取效率。

进一步，还包括

搅拌机构11，设置在封盖8上，随着封盖8升降移动，搅拌机构11包括

搅拌电机12，设置在封盖8上，

搅拌杆13，设置在封盖8上，与搅拌电机12的输出轴相连，试剂管9和搅拌杆13 用于插入到相同水样瓶6中。

本实施例中，在试剂管9的一侧还设置有搅拌机构11，与试剂管9同时深入到相同水样瓶6内，搅拌电机12带动搅拌杆13旋转，以正转和反转各30秒，加速的萃取速度，萃取更充分。

如图4所示，本实施例提出了一种实验室自动采样装置，不使用搅拌机构11的时，可以增加吹气管14实现搅拌作用，进一步，还包括

吹气管14，设置在封盖8上，随着封盖8升降移动，试剂管9和吹气管14用于插入到相同1水样瓶6中。

本实施例中，不使用搅拌机构11的时，可以增加吹气管14实现搅拌作用，或者试剂管 9借助于注射泵对水样实施吹气，从而实现萃取剂和水样的充分混合。

进一步，检测装置10包括

抽液管15，设置在封盖8上，用于对水样瓶6内的液体进行抽取，

液位电极杆16，有两个，设置在封盖8上，位于抽液管15的一侧，抽液管15和液位电极杆16用于插入到相同水样瓶6中，抽液管15的最前端低于液位电极杆16。

本实施例中，封盖8上另一侧安装有抽液管15和两个液位电极杆16，试剂管9插入的水样瓶6在前，抽液管15插入的水样瓶6在后，抽液泵通过抽液管15对萃取完成后的水样进行抽取，工作时，封盖8由升降机构7带动下降运动，抽液管15和两个液位电极杆16同时伸入水样瓶6中，当到达指定液面时，由于液位电极杆16低于抽液管15，两个液位电极杆16之间电流导通，升降机构7停止工作，之后单片机控制抽液泵通过抽液管15对萃取液抽取，输送至下一阶段流程，

此实验室自动采样装置由单片机控制，实现萃取过程的全自动控制，在单片机的控制下升降机构7带动封盖8升降，搅拌电机12、注液泵和抽液泵的顺序工作，工序稳定且高效，大大降低了人工的工作量，升降机构7单次去程工作，即可完成对两个水样的添加试剂药品和搅拌以及抽液的工作流程，流程简洁高效，实现的同批次水样的同时检测，尽可能的降低了检测的误差，节省时间和操作过程。

进一步，封盖8包括

上壳体17，搅拌电机12设置在上壳体17上，

下壳体18，下壳体18设置在上壳体17下方，具有安装腔19，

活动盖板20，与下壳体18通过弹簧连接，位于安装腔19内，

搅拌杆13和试剂管9穿设在下壳体18和活动盖板20的一侧，

抽液管15和液位电极杆16穿设在下壳体18和活动盖板20的另一侧。

本实施例中，封盖8包括有上壳体17，下壳体18和活动盖板20，上壳体17安装在下壳体18上部，活动盖板20安装在下壳体18安装腔19内，并且二者之间通过弹簧活动连接，实现活动盖板20在下壳体18内弹性滑动，搅拌杆13和试剂管9穿过下壳体18和活动盖板 20固定安装在一侧，抽液管15和两个液位电极杆16穿过下壳体18和活动盖板20固定安装在另一侧。搅拌电机12安装在上壳体17顶部与搅拌杆13连接，并带动搅拌杆13转动。封盖8内通过活动盖板20的一定的弹性压缩，下降过程中保证了对不同水样瓶6的的适应性，以及采样过程中的安全性。

进一步，还包括

防腐蚀弹性垫片21，设置在活动盖板20上，用于密封活动盖板20与水样瓶6。

本实施例中，活动盖板20上设置防腐蚀弹性垫片21，例如聚四氟乙烯和橡胶垫的组合，一方面橡胶垫具有弹性放置保证封盖8对水样瓶6的密封，防止有机化学药品等易挥发性试剂的散发以及搅拌过程中的飞溅，另一方面，聚四氟乙烯垫包裹在最外面，避免化学试剂的腐蚀作用。

进一步，升降机构7包括

驱动电机22，设置在机架1上，驱动内托盘2转动，

导向架23，竖向设置在内托盘2上，随内托盘2转动，导向架23具有导向腔24，

滚珠丝杠机构25，设置在导向腔24内，包括

螺杆26，位于导向腔24内，底端设置在内托盘2上，随其转动，

滑块27，滑动设置在螺杆26上，封盖8设置在滑块27上，随其移动。

本实施例中，升降机构7可以采用滚珠丝杠，具有运动平稳，灵活的优势，驱动电机22 带动内转盘转动进而带动滚珠丝杠机构25在导向腔24内升降，封盖8设置在滑块27上，在螺杆26上移动，升降机构7的导向架23上分别安装有零位传感器和终点位传感器，能够实现封盖8在最低位和最高位的有效控制。

进一步，搅拌杆13的底端具有搅拌叶片28。

本实施例中，在搅拌杆13上设有搅拌叶片28能够搅拌更充分。

进一步，还包括

定位螺钉29，设置在外托盘3上，机架1上设有定位孔，定位螺钉29设置在定位孔内。

本实施例中，操作人员借助定位螺钉29转动外托盘3放置待检测水样，方便快捷，机架 1安装有能够实现升降机构7零位检测的传感器，升降机构7的零位与外托盘3在定位螺钉 29插入定位孔后的零位相匹配。

一种实验室自动采样装置在正己烷萃取水样中油类物质的应用，工作流程如下：

1准备检测样品

将待测水样定量倒入9个标准量程的容器水样瓶6或定制的玻璃瓶中；将同等体积的蒸馏水或去离子水倒入1个容器水样瓶6或定制的玻璃瓶中，标记第1号瓶为待纯净水样，第 2-10号为待测水样。

放入10瓶水样瓶6

将10瓶水样瓶6一次放入该实验室自动采样装置的外托盘3的凹槽5内，之后转动外托盘3，确认定位螺钉29插入定位孔内，以及内托盘2和控制升降机构7零位确定。

2萃取过程：

A，单片机控制升降机构7下降至最低位置，此时封盖8伸入1号水样瓶6内，借助封盖8下方防腐蚀弹性垫片21对水样瓶6口轻微压缩，从而到达出弹性密封的效果，搅拌杆 13和试剂管9端伸入同一水样瓶6内未伸入水样内，注液泵吸取正己烷并添加一定量的正己烷有机化学物质，易挥发，具有毒性；

B，单片机控制搅拌电机12工作，对加入正己烷的水样进行充分搅拌，搅拌电机12带动搅拌杆13以正转和反转各30秒，之后单片机控制升降机构7上升，封盖8和试剂管9脱离，该瓶水样静置30秒注静置后1号水样为纯水，2-10号水样的下层为水，上层为油质液体；

C，单片机控制驱动电机22转动实现升降机构7转动至2号水样，升降机构7下降，待封盖8伸入2号水样内靠近中间位置，试剂管9伸入同一水样瓶6内，注液泵吸取正己烷并添加一定量的正己烷，执行步骤B操作，

D，在步骤C中，同时进行的还有升降机构7下降带动抽液管15和液位电极杆16，待液位电极杆16最前端接触到水面时，借助水的导电性，此时本方案可自动控制升降机构7实时停止工作抽液管15最前端略低于两液位电极杆16，抽液泵开始工作直至将萃取后油质抽完。

最后，经步骤D中获得油质液体加入硅酸镁，经硅酸镁吸附动植物油脂并过滤后为待检测液体，之后待检测液体进入紫外分光检测仪进行矿物油含量的检测，最终获得1号水样中空白试验结果，之后依次进行第2-10号水样的检测。

本方案的另外一种工作方式，在步骤D中，抽液管15在升降机构75的带动下直至伸入 1号水样最底端开始抽液，由于水样品中水在上层而油质在上层，开始阶段单片机控制抽液泵工作，萃取后的水直接排出废液桶，在水样瓶6内液位下降到与液位电极杆16接触时，根据从水到油质层导电率的不同，两液位电极杆16之间导电性发生变化，以此来控制抽液泵的工作，抽液泵抽取萃取后的油质液体。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实验室自动采样装置，其特征在于，包括

机架(1)，

内托盘(2)，转动设置在所述机架(1)上，

外托盘(3)，设置在所述机架(1)上，所述内托盘(2)与所述外托盘(3)同心设置，所述外托盘(3)沿着周向有序设有若干个凹槽(5)，所述凹槽(5)用于放水样瓶(6)，

升降机构(7)，设置在所述内托盘(2)上，随着所述内托盘(2)转动，

封盖(8)，设置在所述升降机构(7)上，由所述升降机构(7)带动实现升降，一个所述封盖(8)用于密封相邻两个所述水样瓶(6)，

试剂管(9)，设置在所述封盖(8)上，用于插入到由所述封盖(8)密封的其中一个所述水样瓶(6)内，

检测装置(10)，设置在所述封盖(8)上，位于所述试剂管(9)的一侧，用于插入到由所述封盖(8)密封的另一个所述水样瓶(6)内。

2.根据权利要求1所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，还包括

搅拌机构(11)，设置在所述封盖(8)上，随着所述封盖(8)升降移动，所述搅拌机构(11)包括

搅拌电机(12)，设置在所述封盖(8)上，

搅拌杆(13)，设置在所述封盖(8)上，与所述搅拌电机(12)的输出轴相连，所述试剂管(9)和所述搅拌杆(13)用于插入到同一个所述水样瓶(6)中。

3.根据权利要求1所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，还包括

吹气管(14)，设置在所述封盖(8)上，随着所述封盖(8)升降移动，所述试剂管(9)和所述吹气管(14)用于插入到同一个所述水样瓶(6)中。

4.根据权利要求2所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，所述检测装置(10)包括

抽液管(15)，设置在所述封盖(8)上，用于对所述水样瓶(6)内的液体进行抽取，

液位电极杆(16)，有两个，设置在所述封盖(8)上，位于所述抽液管(15)的一侧，所述抽液管(15)和所述液位电极杆(16)用于插入到同一个所述水样瓶(6)中，所述抽液管(15)的最前端低于所述液位电极杆(16)。

5.根据权利要求4所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，所述封盖(8)包括

上壳体(17)，所述搅拌电机(12)设置在所述上壳体(17)上，

下壳体(18)，所述下壳体(18)设置在所述上壳体(17)下方，具有安装腔(19)，

活动盖板(20)，与所述下壳体(18)通过弹簧连接，位于所述安装腔(19)内，

所述搅拌杆(13)、所述试剂管(9)、所述抽液管(15)和所述液位电极杆(16)均依次穿设在所述下壳体(18)和所述活动盖板(20)上。

6.根据权利要求5所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，还包括

防腐蚀弹性垫片(21)，设置在所述活动盖板(20)上，用于密封所述活动盖板(20)与所述水样瓶(6)。

7.根据权利要求1所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，所述升降机构(7)包括

驱动电机(22)，设置在所述机架(1)上，驱动所述内托盘(2)转动，

导向架(23)，竖向设置在所述内托盘(2)上，随所述内托盘(2)转动，所述导向架(23)具有导向腔(24)，

滚珠丝杠机构(25)，设置在所述导向腔(24)内，包括

螺杆(26)，位于所述导向腔(24)内，底端设置在所述内托盘(2)上，随其转动，

滑块(27)，螺纹设置在所述螺杆(26)上，所述封盖(8)设置在所述滑块(27)上，随其移动。

8.根据权利要求2所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，所述搅拌杆(13)的底端具有搅拌叶片(28)。

9.根据权利要求1所述的一种实验室自动采样装置，其特征在于，还包括

定位螺钉(29)，设置在所述外托盘(3)上，所述机架(1)上设有定位孔，所述定位螺钉(29)设置在所述定位孔内。

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