CN215296818U

CN215296818U - 一种水质自动采样系统

Info

Publication number: CN215296818U
Application number: CN202121700841.5U
Authority: CN
Inventors: 高宇
Original assignee: Tianjin Anheng Environmental Measurement Technology Co ltd
Current assignee: Tianjin Anheng Environmental Measurement Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2021-12-24
Anticipated expiration: 2031-07-23

Abstract

本实用新型提供了一种水质自动采样系统，包括箱体、采水单元、过滤装置、配水单元、混匀单元、制水单元、清洗单元和门禁单元，箱体外部固定安装门禁单元，内部设有采水单元、预处理单元、混匀单元、配水单元、制水单元、清洗单元。本实用新型所述的一种水质自动采样系统设计合理，能与水质在线分析仪表及水质自动留样器配套使用，可向水质在线分析仪表提供无间断的混合水样，实现采集混合水样、混匀及暂存混合水样、超标留样及报警、冷藏样品、自动清洗及排空混匀桶、保护样品等功能。实现监测数据采集、存储、归集分析与上传，为在线监测仪器提供可靠的分析水样的同时，满足中国环境监测总站规定的相关要求，而且经济实用，易于推广。

Description

一种水质自动采样系统

技术领域

本实用新型属于水质自动采样设备领域，尤其是涉及一种水质自动采样系统。

背景技术

在环境污染的监测和水体污染的调查工作中，要真实地反映水质污染状况。必须采集具有代表性的水样。特别是当前用立法和经济手段搞好环境管理的情况下，在水资源保护工作中，如何采集具有代表性水样的方法及其正确性，就是得更为重要。随着中国政府对环境问题的日益重视，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理的工作迫在眉睫，高效全面的获取水质信息是水污染防治工作的先决条件，水质采样工作则是获取水质信息的关键环节。

此外,工厂排放的污水的水质、水量往往在短时间内有很大变化，生活污水也随着人们生活习惯及季节变化而改变，所以总的水体和河流的污染情况是很复杂。而我们以往的取样工具，一直是比较落后的手工操作。工作量大、准确性差，无法实现采集混合水样、混匀及暂存混合水样、超标留样及报警、冷藏样品、自动清洗及排空混匀桶、保护样品、监测数据采集、存储、归集分析与上传等功能，现在的自来水和化工企业的废水，在夜间时，不可能值班人员定时取样，为了提高这个关键环节的工作效率以及在复杂环境下快速完成水样采集任务，发明一种能快速、高效、自动化的水样采集工具是十分有必要的。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种水质自动采样系统，以实现采集混合水样、混匀及暂存混合水样、超标留样及报警、冷藏样品、自动清洗及排空混匀桶、保护样品、监测数据采集、存储、归集分析与上传等功能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种水质自动采样系统，包括箱体、采水单元、过滤装置、配水单元、混匀单元、制水单元、清洗单元和门禁单元，所述箱体外部固定安装门禁单元，所述箱体内部设有采水单元、预处理单元、混匀单元、配水单元、制水单元、清洗单元，所述采水单元一端管路连通至外部水样箱，另一端通过过滤装置管路连通至混匀单元的一端，混匀单元的另一端管路连通至配水单元，配水单元分别管路连通至外部水质分析仪和水质自动留样器，所述混匀单元还管路连通至清洗单元的一端，清洗单元的另一端管路连通至制水单元，所述采水单元、混匀单元、配水单元、制水单元、清洗单元、门禁单元、外部水质分析仪和水质自动留样器均信号连接至控制器。

进一步的，所述采水单元包括水样进水管，水样进水管顶端管路连通至过滤装置，水样进水管底部开设有水样进水口，水样进水口的电磁阀信号连接至控制器。

进一步的，所述混匀单元包括溢流管、取样器、取样泵、一号取样桶、一号排液阀、空气泵、捏阀、二号取样桶、二号排液阀和三号排液阀，过取样器一端通过过滤装置分别管路连通至水样进水管、一号排液阀，一号排液阀底部固定连通至溢流管顶部的一号进水口，溢流管为山形结构，溢流管底部开设有溢流口，取样器的另一端分别管路连通至取样泵进水口、溢流管顶部的二号进水口，取样泵出水口分别管路连通至一号取样桶的一号进水口、溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶的二号进水口管路连通至空气泵，一号取样桶设有三个出水口，一号取样桶的一号出水口通过二号排液阀管路连通至溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶的二号出水口管路连通至清洗单元，一号取样桶的三号出水口通过捏阀管路连通至二号取样桶顶部的一号进水口，二号取样桶的二号进水口管路连通至清洗单元，二号取样桶的一号出水口、二号出水口均管路连通至管路连通至配水单元，二号取样桶的三号出水口管路连通至手工取样阀，二号取样桶的四号出水口管路连通至三号排液阀，三号排液阀底部管路开设有排放口，所述取样器、取样泵、一号排液阀、空气泵、捏阀、二号排液阀和三号排液阀均信号连接至控制器。

进一步的，所述配水单元包括一号蠕动泵、二号蠕动泵，一号蠕动泵的一端管路连通至二号取样桶的一号出水口，一号蠕动泵的另一端管路连通至外部水质分析仪，二号蠕动泵的一端管路连通至二号取样桶的二号出水口，二号蠕动泵的另一端管路连通至水质自动留样器，所述一号蠕动泵、二号蠕动泵均信号连接至控制器。

进一步的，所述清洗单元包括一号清洗阀、二号清洗阀和自来水管，一号清洗阀的一端管路连通至一号取样桶的二号出水口，一号清洗阀的另一端管路连通至自来水管，二号清洗阀的一端管路连通至二号取样桶的二号进水口，二号清洗阀的另一端管路连通至自来水管，自来水管底部通过自来水进水口管路连通至制水单元，一号清洗阀、二号清洗阀均信号连接至控制器。

进一步的，所述外部水质分析仪包括化学需氧量分析仪、氨氮分析仪、磷氮分析仪，所述一号蠕动泵外部管路连通至化学需氧量分析仪、氨氮分析仪、磷氮分析仪，所述二号蠕动泵外部管路连通至水质自动留样器，化学需氧量分析仪、氨氮分析仪、磷氮分析仪、水质自动留样器的电磁阀均信号连接至控制器。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种水质自动采样系统具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种水质自动采样系统，设计合理，能与总磷、总氮、COD、氨氮等水质在线分析仪表及水质自动留样器配套使用，可向水质在线分析仪表提供无间断的混合水样，实现采集混合水样、混匀及暂存混合水样、超标留样及报警、冷藏样品、自动清洗及排空混匀桶、保护样品等功能。实现监测数据采集、存储、归集分析与上传，为在线监测仪器提供可靠的分析水样的同时，满足中国环境监测总站规定的相关要求，而且经济实用，易于推广。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种水质自动采样系统整体结构流程图；

图2为本实用新型实施例所述的一种水质自动采样系统控制原理图。

附图标记说明：

1、过滤装置；2、取样器；3、取样泵；4、一号取样桶；5、一号排液阀；6、溢流口；7、空气泵；8、捏阀；9、二号取样桶；10、二号排液阀；11、一号蠕动泵；12、二号蠕动泵；13、化学需氧量分析仪；14、氨氮分析仪；15、磷氮分析仪；16、水质自动留样器；17、三号排液阀；18、排放口；19、一号清洗阀；20、二号清洗阀；21、水样进水口；22、自来水进水口；23、手工取样阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图2所示，一种水质自动采样系统，包括箱体、采水单元、过滤装置1、配水单元、混匀单元、制水单元、清洗单元和门禁单元，所述箱体外部固定安装门禁单元，所述箱体内部设有采水单元、预处理单元、混匀单元、配水单元、制水单元、清洗单元，所述采水单元一端管路连通至外部水样箱，另一端通过过滤装置1管路连通至混匀单元的一端，混匀单元的另一端管路连通至配水单元，配水单元分别管路连通至外部水质分析仪和水质自动留样器16，所述混匀单元还管路连通至清洗单元的一端，清洗单元的另一端管路连通至制水单元，所述采水单元、混匀单元、配水单元、制水单元、清洗单元、门禁单元、外部水质分析仪和水质自动留样器16均信号连接至控制器。所述控制器为PLC，控制器的型号为IPC-610L，门禁单元为现有技术，用于保护本系统，在实际使用时，控制器外部设有触摸屏，触摸屏的型号为ZB00000003，工作人员通过有触摸屏控制控制器进行操作。本水质自动采样系统设计合理，是根据环保部61号文件(环办环监〔2017〕61号)中对废水监控点水质自动采样系统的技术要求定制的一款小型系统。该系统能与总磷、总氮、COD、氨氮等水质在线分析仪表及水质自动留样器(如冷藏式自动采样器)配套使用，可向水质在线分析仪表提供无间断的混合水样，实现采集混合水样、混匀及暂存混合水样、超标留样及报警、冷藏样品、自动清洗及排空混匀桶、保护样品等功能。实现监测数据采集、存储、归集分析与上传，为在线监测仪器提供可靠的分析水样的同时，满足中国环境监测总站《HJ353-2019水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N等)安装技术规范》、《HJ 354-2019水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N等)验收技术规范》规定的相关要求，而且经济实用，易于推广。

所述采水单元包括水样进水管，水样进水管顶端管路连通至过滤装置1，水样进水管底部开设有水样进水口21，水样进水口21的电磁阀信号连接至控制器。采水单元用于采水样，预处理单元用于过滤水样，为现有技术。

所述混匀单元包括溢流管、取样器2、取样泵3、一号取样桶4、一号排液阀5、空气泵7、捏阀8、二号取样桶9、二号排液阀10和三号排液阀17，过取样器2一端通过过滤装置1分别管路连通至水样进水管、一号排液阀5，一号排液阀5底部固定连通至溢流管顶部的一号进水口，溢流管为山形结构，溢流管底部开设有溢流口6，取样器2的另一端分别管路连通至取样泵3进水口、溢流管顶部的二号进水口，取样泵3出水口分别管路连通至一号取样桶4的一号进水口、溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶4的二号进水口管路连通至空气泵7，一号取样桶4设有三个出水口，一号取样桶4的一号出水口通过二号排液阀10管路连通至溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶4的二号出水口管路连通至清洗单元，一号取样桶4的三号出水口通过捏阀8管路连通至二号取样桶9顶部的一号进水口，二号取样桶9的二号进水口管路连通至清洗单元，二号取样桶9的一号出水口、二号出水口均管路连通至管路连通至配水单元，二号取样桶9的三号出水口管路连通至手工取样阀23，二号取样桶9的四号出水口管路连通至三号排液阀17，三号排液阀17底部管路开设有排放口18，所述取样器2、取样泵3、一号排液阀5、空气泵7、捏阀8、二号排液阀10和三号排液阀17均信号连接至控制器。所述取样器2、取样泵3、一号排液阀5、空气泵7、捏阀8、二号排液阀10和三号排液阀17均为现有技术，混匀单元用于空气泵5进行反吹，使一号取样桶4中的水样完全混合。

所述配水单元包括一号蠕动泵11、二号蠕动泵12，一号蠕动泵11的一端管路连通至二号取样桶9的一号出水口，一号蠕动泵11的另一端管路连通至外部水质分析仪，二号蠕动泵12的一端管路连通至二号取样桶9的二号出水口，二号蠕动泵12的另一端管路连通至水质自动留样器16，所述一号蠕动泵11、二号蠕动泵12均信号连接至控制器。所述一号蠕动泵11、二号蠕动泵12均为现有技术，配水单元用于配送水样。

所述清洗单元包括一号清洗阀19、二号清洗阀20和自来水管，一号清洗阀19的一端管路连通至一号取样桶4的二号出水口，一号清洗阀19的另一端管路连通至自来水管，二号清洗阀20的一端管路连通至二号取样桶9的二号进水口，二号清洗阀20的另一端管路连通至自来水管，自来水管底部通过自来水进水口22管路连通至制水单元，一号清洗阀19、二号清洗阀20均信号连接至控制器。所述一号清洗阀19、二号清洗阀20均为现有技术，制水单元用于制清水，为现有技术，清洗单元用于清洗一号取样桶4和二号取样桶9。

所述外部水质分析仪包括化学需氧量分析仪13、氨氮分析仪14、磷氮分析仪15，所述一号蠕动泵11外部管路连通至化学需氧量分析仪13、氨氮分析仪14、磷氮分析仪15，所述二号蠕动泵12外部管路连通至水质自动留样器16，化学需氧量分析仪13、氨氮分析仪14、磷氮分析仪15、水质自动留样器16的电磁阀均信号连接至控制器。所述化学需氧量分析仪13、氨氮分析仪14、磷氮分析仪15均为现有技术，水质自动采样系统可以为化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)等水质自动分析仪提供混合水样。连续排放时，每日从预先设置的时间点计时，按设置的时长为一个时间段，水质自动采样系统在该时间段进行时间等比例采样，水质自动分析仪测试该时段的混合水样，其测定结果计为该时段的水污染源连续排放平均浓度。

一种水质自动采样系统的安装过程：

所述过滤装置1一端分别管路连通至水样进水管、一号排液阀5，水样进水管的另一端管路连通至水样进水管,水样进水管通过水样进水口21管路连通至外部水样箱，一号排液阀5底部固定连通至溢流管顶部的一号进水口，溢流管为山形结构，溢流管底部开设有溢流口6，过滤装置1另一端分别管路连通至取样器2的一端，取样器2的另一端分别管路连通至取样泵3进水口、溢流管顶部的二号进水口，取样泵3出水口分别管路连通至一号取样桶4的一号进水口、溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶4的二号进水口管路连通至空气泵7，一号取样桶4设有三个出水口，一号取样桶4的一号出水口通过二号排液阀10管路连通至溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶4的二号出水口通过一号清洗阀19管路连通至自来水管，自来水管底部开设有自来水进水口22，自来水管底部通过自来水进水口22管路连通至制水单元，一号取样桶4的三号出水口通过捏阀8管路连通至二号取样桶9顶部的一号进水口，二号取样桶9的二号进水口通过二号清洗阀20连通至自来水管，二号取样桶9的一号出水口管路连通至一号蠕动泵11，二号取样桶9的二号出水口管路连通至二号蠕动泵12，二号取样桶9的三号出水口管路连通至手工取样阀23，二号取样桶9的四号出水口管路连通至三号排液阀17，三号排液阀17底部管路开设有排放口18，所述取样器2、取样泵3、一号排液阀5、空气泵7、捏阀8、二号排液阀10、一号蠕动泵11、二号蠕动泵12、三号排液阀17、一号清洗阀19、二号清洗阀20、水样进水口21的电磁阀均信号连接至控制器。

一种水质自动采样系统的工作原理：

在实际使用时，工作人员手动启动触摸屏，工作人员在触摸屏上控制控制器控制在线监测点位取水流程时间；

1、在线监测点位取水流程时间一般设定为10分钟一次，一小时抽取6次，并将6次水样混合后供仪表测量；

2、当控制器到达设定时间后，控制器控制水样进水口21的电磁阀开启，水样通过水样进样管进入采样系统后，通过过滤装置1到达取样器2中，取样泵3开始工作并通过设定取样量将固定的水样样品量打入一号取样桶4中，多余的水样通过溢流口排出。上述步骤在重复6次后，空气泵7进行反吹，使一号取样桶4中的水样完全混合后，一号取样桶4下方的捏阀8打开，按照设定好的容量将暂存的6次水样混合样排入二号取样桶9中，并通过排二号液阀10将多余水样排出，同时一号取样桶4回复到正常流程继续进行10分钟/次的取样工作。混合水样将在二号取样桶9中留存50分钟，保证分析仪器正常测量所需，如果仪器测量水样超标，水质采样系统会触发留样单元，即水质自动留样器16开始工作，对当前水样进行留样。当混合水样到达二号取样桶9后，水质自动采样系统通过PLC触发监测设备，并通过一号蠕动泵11、二号蠕动泵12抽取水样并分别供给不同的分析设备，在供样结束后分析仪器进入正常测量后，三号排液阀17打开并将多余的水样排空，之后一号清洗阀19、二号清洗阀20打开并引入自来水对一号取样桶4、二号取样桶9进行冲洗，保证下次的水样不受干扰及影响；

3、在分析仪器测量结束后，水质自动采样系统读取仪器当次测量数据，自动置入报表，并形成曲线图(该步骤为现有程序)，并将所获得的数据发送至数据采集仪远传至指定的平台。

以上所述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

1.一种水质自动采样系统，其特征在于：包括箱体、采水单元、过滤装置(1)、配水单元、混匀单元、制水单元、清洗单元和门禁单元，所述箱体外部固定安装门禁单元，所述箱体内部设有采水单元、预处理单元、混匀单元、配水单元、制水单元、清洗单元，所述采水单元一端管路连通至外部水样箱，另一端通过过滤装置(1)管路连通至混匀单元的一端，混匀单元的另一端管路连通至配水单元，配水单元分别管路连通至外部水质分析仪和水质自动留样器(16)，所述混匀单元还管路连通至清洗单元的一端，清洗单元的另一端管路连通至制水单元，所述采水单元、混匀单元、配水单元、制水单元、清洗单元、门禁单元、外部水质分析仪和水质自动留样器(16)均信号连接至控制器。

2.根据权利要求1所述的一种水质自动采样系统，其特征在于：所述采水单元包括水样进水管，水样进水管顶端管路连通至过滤装置(1)，水样进水管底部开设有水样进水口(21)，水样进水口(21)的电磁阀信号连接至控制器。

3.根据权利要求2所述的一种水质自动采样系统，其特征在于：所述混匀单元包括溢流管、取样器(2)、取样泵(3)、一号取样桶(4)、一号排液阀(5)、空气泵(7)、捏阀(8)、二号取样桶(9)、二号排液阀(10)和三号排液阀(17)，过取样器(2)一端通过过滤装置(1)分别管路连通至水样进水管、一号排液阀(5)，一号排液阀(5)底部固定连通至溢流管顶部的一号进水口，溢流管为山形结构，溢流管底部开设有溢流口(6)，取样器(2)的另一端分别管路连通至取样泵(3)进水口、溢流管顶部的二号进水口，取样泵(3)出水口分别管路连通至一号取样桶(4)的一号进水口、溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶(4)的二号进水口管路连通至空气泵(7)，一号取样桶(4)设有三个出水口，一号取样桶(4)的一号出水口通过二号排液阀(10)管路连通至溢流管顶部的二号进水口，一号取样桶(4)的二号出水口管路连通至清洗单元，一号取样桶(4)的三号出水口通过捏阀(8)管路连通至二号取样桶(9)顶部的一号进水口，二号取样桶(9)的二号进水口管路连通至清洗单元，二号取样桶(9)的一号出水口、二号出水口均管路连通至管路连通至配水单元，二号取样桶(9)的三号出水口管路连通至手工取样阀(23)，二号取样桶(9)的四号出水口管路连通至三号排液阀(17)，三号排液阀(17)底部管路开设有排放口(18)，所述取样器(2)、取样泵(3)、一号排液阀(5)、空气泵(7)、捏阀(8)、二号排液阀(10)和三号排液阀(17)均信号连接至控制器。

4.根据权利要求3所述的一种水质自动采样系统，其特征在于：所述配水单元包括一号蠕动泵(11)、二号蠕动泵(12)，一号蠕动泵(11)的一端管路连通至二号取样桶(9)的一号出水口，一号蠕动泵(11)的另一端管路连通至外部水质分析仪，二号蠕动泵(12)的一端管路连通至二号取样桶(9)的二号出水口，二号蠕动泵(12)的另一端管路连通至水质自动留样器(16)，所述一号蠕动泵(11)、二号蠕动泵(12)均信号连接至控制器。

5.根据权利要求3所述的一种水质自动采样系统，其特征在于：所述清洗单元包括一号清洗阀(19)、二号清洗阀(20)和自来水管，一号清洗阀(19)的一端管路连通至一号取样桶(4)的二号出水口，一号清洗阀(19)的另一端管路连通至自来水管，二号清洗阀(20)的一端管路连通至二号取样桶(9)的二号进水口，二号清洗阀(20)的另一端管路连通至自来水管，自来水管底部通过自来水进水口(22)管路连通至制水单元，一号清洗阀(19)、二号清洗阀(20)均信号连接至控制器。

6.根据权利要求4所述的一种水质自动采样系统，其特征在于：所述外部水质分析仪包括化学需氧量分析仪(13)、氨氮分析仪(14)、磷氮分析仪(15)，所述一号蠕动泵(11)外部管路连通至化学需氧量分析仪(13)、氨氮分析仪(14)、磷氮分析仪(15)，所述二号蠕动泵(12)外部管路连通至水质自动留样器(16)，化学需氧量分析仪(13)、氨氮分析仪(14)、磷氮分析仪(15)、水质自动留样器(16)的电磁阀均信号连接至控制器。