CN221038978U - 探头定标设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了探头定标设备，其包括第一机械臂、第二机械臂和快换结构。第一机械臂承载检测液加液管路在第一方向上移动，第二机械臂承载容器固定架在第二方向上移动，检测液加液管路能够向容器固定架中的多个容器添加检测液。快换结构包括成列排列的与多个容器一一对应的探头安装孔和设置在探头安装孔中的导向套和密封圈，密封圈设置于导向套的位于探头安装孔内的一端，多个探头能够分别插入多个探头安装孔中，探头的外壁能够抵触于密封圈，探头通过摩擦力安装于探头安装孔。在容器固定架向上移动后，探头的端部的探测区能够伸入对应的容器的液体中。

Description

探头定标设备

技术领域

本申请涉及定标技术领域，尤其涉及探头定标设备。

背景技术

液体检测传感器例如氨氮传感器、光谱检测传感器等需要对其探头进行定标。传统的定标工作通过手动进行。需要手动配置相应溶液，然后将探头浸入溶液中以检测相应数据。配置不同的溶液，再次将探头浸入溶液，获得相应的数据。通过分析数据，实现相应的定标过程。这其中存在人为影响大、复杂且耗时长的问题，探头的定标一致性及定标效率难以保证。

申请公布号为CN109613283A的中国发明专利公开了一种定标装置及定标方法。其自动化程度有限，加液位置不灵活，定标设备单次定标探头的数量有提高的空间。

发明内容

为了改善或解决背景技术提到的至少一个问题，本申请提供了探头定标设备。

本申请实施方式提供的探头定标设备包括：

第一机械臂，所述第一机械臂承载检测液加液管路在第一方向上移动；

第二机械臂，所述第二机械臂承载容器固定架在第二方向上移动，所述检测液加液管路能够向所述容器固定架中的多个容器添加检测液；以及

快换结构，所述快换结构包括成列排列的与所述多个容器一一对应的探头安装孔和设置在所述探头安装孔中的导向套和密封圈，所述密封圈设置于所述导向套的位于所述探头安装孔内的一端，多个探头能够分别插入多个所述探头安装孔中，所述探头的外壁能够抵触于所述密封圈，所述探头通过摩擦力安装于所述探头安装孔，在所述容器固定架向上移动后，所述探头的端部的探测区能够伸入对应的所述容器的液体中，所述第二方向为上下方向，所述第一方向垂直于所述第二方向。

在至少一个实施方式中，所述探头定标设备包括基础液加液装置，所述基础液加液装置包括泵和连接管，所述连接管连通于所述容器。

在至少一个实施方式中，所述检测液加液管路连接有检测液液源和清洗液液源，并能够受控地排出所述检测液或清洗液，所述探头定标设备还包括废液瓶，所述废液瓶的瓶口设置有检测液滴体积的液滴检测传感器。

在至少一个实施方式中，所述第二机械臂设置有上限位传感器和下限位传感器以监控所述容器固定架的位置；并且/或者，所述第二机械臂设置有上限位板，所述上限位板抵靠于所述容器或所述容器固定架时，所述容器固定架处于其移动路径上最高的位置。

在至少一个实施方式中，所述第二机械臂设置有原点传感器，所述探头的探测区伸入所述容器的液体后时，所述容器固定架所处的位置为原点位置，所述原点传感器能够探测所述容器固定架是否处于所述原点位置。

在至少一个实施方式中，所述快换结构还包括固定座和顶盖，所述固定座提供所述探头安装孔，所述顶盖设置于所述导向套的另一端，所述顶盖能够限制所述探头的移动距离。

在至少一个实施方式中，所述快换结构包括设置在所述导向套和所述密封圈外侧的松紧套，所述固定座上设置有连通所述探头安装孔的侧壁的螺纹调节孔，通过在所述螺纹调节孔中装入螺栓，并调节所述螺栓的旋入程度能够调节所述松紧套的松紧程度进而调节所述探头与所述密封圈、所述导向套之间的摩擦力。

在至少一个实施方式中，所述顶盖的内侧设置有电路板，所述探头的顶端具有起电连接作用的弹簧顶针，在所述探头伸入所述探头安装孔且所述弹簧顶针抵触于所述电路板时所述探头与所述探头定标设备实现电连接。

在至少一个实施方式中，所述第一机械臂还能够在第三方向上运动，所述快换结构包括多列所述探头安装孔，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，或者，所述第三方向为垂直于所述第二方向的圆周方向。

在至少一个实施方式中，所述第一机械臂承载多个检测液加液管路，每个所述检测液加液管路上设置一个泵，用于向所述容器中添加多种液体。

本申请提供的探头定标设备中，检测液加液管路能够移动，扩展了探头定标设备的加液位置，便于探头定标设备对多个探头进行定标；探头安装于快换结构，便于探头的更换，提高了定标效率。

附图说明

图1示出了根据本申请实施方式的探头定标设备的结构示意图。

图2示出了根据本申请实施方式的探头定标设备的第一机械臂的结构示意图。

图3示出了根据本申请实施方式的探头定标设备的第二机械臂的结构示意图。

图4示出了根据本申请实施方式的探头定标设备的第二机械臂的正视图。

图5示出了根据本申请实施方式的探头定标设备的快换结构的结构示意图。

图6示出了根据本申请实施方式的探头定标设备的快换结构的剖视图。

附图标记说明

1第一机械臂；11检测液加液管路；12移动块；13储液瓶；14废液瓶；15液滴检测传感器；

2第二机械臂；21容器固定架；22容器；23上限位传感器；24下限位传感器；25上限位板；26原点传感器；

3快换结构；31探头安装孔；32固定座；33导向套；34密封圈；35顶盖；36松紧套；37螺纹调节孔；

4探头；

5壳体结构；51电脑伸缩平台。

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

本申请实施方式提供了探头标定设备及探头标定方法。

参见图1，本申请实施方式提供的探头定标设备包括第一机械臂1、第二机械臂2、快换结构3。第一机械臂1承载检测液加液管路11在第一方向X上移动。第二机械臂2承载容器固定架21在第二方向Y上移动。其中，第二方向Y为上下方向，第一方向X垂直于第二方向Y。

容器固定架21中可以设置多个容器22，容器22中可以添加含有待测成分的检测液以及稀释检测液的例如为纯水的基础液体。

对于检测液，可以通过检测液加液管路11向容器22中添加检测液。检测液加液管路11通过在第一方向X上移动实现对准各位置处的容器22。检测液加液管路11能够移动的设计扩展了探头定标设备的加液位置，便于实现多个探头的定标工作。

对于基础液体，可以通过手动或自动的方式向容器22中添加基础液体。例如，可以手动为容器22添加基础液体，加液完成后再将容器22安装于容器固定架21中。在一个示例中，探头定标设备可以包括基础液加液装置，基础液加液装置可以包括泵、阀门、连接管等。可以使连接管对准容器22的开口，通过泵、阀门的配合实现向容器22内定量添加基础液体。加液后再将容器22安装于固定架21。也可以使连接管连通于容器22，将容器22安装于固定架21后再通过泵与阀门的配合为固定架21中的容器22添加基础液体。

参见图1、图5、图6，快换结构3包括成列排列的多个探头安装孔31，多个探头4能够分别插入多个探头安装孔31中。探头4的位置不变，容器固定架21向上移动后，探头4的端部的探测区能够伸入容器22的液体中。探头4与探头安装孔31的固定方式便于探头4的安装与拆卸，可以手动上推实现安装，下拉即可取出探头4，装卸过程耗时短，效率高。

参见图2，第一机械臂1可以包括能够在第一方向X上移动的移动臂12，检测液加液管路11可以与第一机械臂1的移动块12柔性连接，从而实现在第一方向X上移动。

检测液加液管路11可以连接检测液液源和清洗液液源，并能够受控排出检测液或清洗液。对于检测液，探头定标设备可以包括储液瓶13，储液瓶13中可以盛放检测液。检测液加液管路11可以通过滴定泵连接于储液瓶13，以便准确控制加液量，例如使检测液加液管路11的加液精度达到0.01ml。还可以通过定时器、定时开关、控制器等控制检测液加液管路11定时定量加液。对于清洗液，将检测液加液管路11连接于清洗液液源的设计便于对检测液加液管路11进行清洗，避免腐蚀、污染管路。

探头定标设备还可以包括储废液瓶14，加液前对检测液加液管路11的正常出液测试(后面介绍)排出的检测液和清洗检测液加液管路11时的清洗液均可以排往废液瓶14中。

废液瓶14的瓶口可以设置检测液滴体积的液滴检测传感器15。液滴检测传感器15的最小检测精度可以为0.5ml。液滴检测传感器15可以用于检测液加液管路11的正常出液测试。例如，检测液加液管路11从储液瓶13抽取液体，并向废液瓶14中滴加液体，通过比较向废液瓶14中滴加液体的实际值与设计值，可以判断液路是否充满液体，以及是否能实现定量添加液体。

向废液瓶14中滴加液体的实际值与设计值之差处于合理范围内，则说明液路充满液体，出液正常，检测液加液管路11可以正常进行后续的向容器22内加液的工序；若实际值远小于设计值，则说明液路可能尚未充满液体，导致加液量不精确，需要进行调整。例如，可以继续向废液瓶14中加液直至检测液加液管路11的液路充满液体，滴加的实际值与设计值处于误差范围内。

当然，也有可能出于液路未充满液体以外的原因造成滴加的实际值与设计值差距较大。总之，废液瓶14与液滴检测传感器15可以起到是否正常出液的指示作用，提醒操作人员进行检查，确保加液量的准确性，确保正常出液。

进一步地，滴定泵可以为陶瓷泵。陶瓷泵相比于金属泵的耐腐蚀性强，可以适应更多类型的液体。检测液加液管路11中所使用的管可以为直径为1/16英寸的四氟管。当然，本申请不限制泵、管的具体材料及相应尺寸。液滴检测传感器15可以是现有的光纤传感器。容器22可以为烧杯。储液瓶13、废液瓶14和液滴检测传感器15的位置可以固定，不随检测液加液管路11移动。相应地，本申请对机械臂的功率要求小，整体结构更稳定。

进一步地，参见图3、图4，第二机械臂2设置有上限位传感器23和下限位传感器24以监控容器固定架21的位置。通过限位传感器可以对容器固定架21软限位。第二机械臂2可以设置上限位板25，容器固定架21处于其移动路径上最高的位置时，上限位板25抵靠于容器22或容器固定架21。即通过限位板对容器固定架21硬限位。本申请通过软、硬限位综合实现位置控制，避免探头4与容器22干涉，避免损害探头。

进一步地，第二机械臂2设置有原点传感器26，探头4的探测区伸入容器22的液体后时，容器固定架21所处的位置为原点位置。原点传感器26能够探测容器固定架21是否处于原点位置，以实现探头4在容器22中位置的精准控制。

进一步地，参见图5、图6，多个探头4可以通过摩擦力安装于多个探头安装孔31中。快换结构3可以包括提供探头安装孔31的固定座32。快换结构3中可以设置成列的多个固定座32，从而可以同时标定多个探头4。当然，也可以设置一个固定座32，该固定座32上设置有多个探头安装孔31。探头安装孔31之间设置合适的间距，使探头4之间隔离。

探头安装孔31中设置有导向套33，导向套33的一端设置有密封圈34，在探头4伸入探头安装孔31时，探头4的侧壁与探头安装孔31的内壁能够抵触密封圈34，从而通过摩擦力限制探头4的位置。密封圈34可以固定连接(例如粘接)于导向套33，防止密封圈34移位。当然，也可以在探头4上设置凹槽，将密封圈34设置于探头4的凹槽中。

进一步地，快换结构3包括设置在导向套33和密封圈34外侧的松紧套36，固定座32上设置有连通探头安装孔31的侧壁的螺纹调节孔37，通过在螺纹调节孔37中装入螺栓，并调节螺栓的旋入程度能够调节松紧套36的松紧程度，进而调节探头4与密封圈34、导向套33之间的摩擦力。

导向套33的另一端设置有顶盖35，顶盖35能够限制探头4的移动距离。

进一步地，顶盖35的内侧设置有电路板，探头4的顶端具有起电连接作用的弹簧顶针，在探头4伸入探头安装孔31且弹簧顶针抵触于电路板时，探头4与探头定标设备实现电连接。该电路板可以为环形或圆形电路板。

快换结构3的固定座32的材料可以为或包括塑料，例如POM(聚甲醛)等，本申请不限制其具体的材料。

进一步地，探头定标设备可以包括温度传感器，通过温度传感器对容器22内的液体温度进行实时监测。示例性地，温度传感器可以连接于快换结构3的固定座32。在探头4伸入容器22的液体后，温度传感器也能伸入进容器22的液体。获得的温度数据，可以用于设备检测指标的温度补偿。

进一步地，可以改进第一机械臂1，使检测液加液管路11还能够在第三方向上运动，使得加液位置从列扩展为面。示例性地，第三方向可以垂直于第一方向X和第二方向Y。或者，第三方向为圆周方向，使检测液加液管路11既能在第一方向X上直线运动，又能以第一机械臂1的移动块12为圆心，在垂直于第二方向Y的平面内旋转。相应地，快换结构3可以包括多列探头安装孔，容器固定架21中容器的摆放位置也可以从列扩展为面，使得探头定标设备中可以容纳更多的探头4，并能够一次性对更多的探头4进行定标工作，提高定标效率。

进一步地，第一机械臂1可以承载多个检测液加液管路11，每个检测液加液管路11上设置一个泵，以实现向容器22内添加多种液体，适应多种类型探头的定标工序要求。

进一步地，第一机械臂1、第二机械臂2中的电机可以为步进电机或伺服电机。电机所使用的控制器可以为多轴控制器，对两个机械臂协同控制。机械臂可以包括电机、联轴器、滚珠丝杠、直线导轨等。检测液加液管路11、容器固定架21可以连接于滚珠丝杠，电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转，进而带动检测液加液管路11、容器固定架21移动位置。

进一步地，前述机械臂、快换结构3可以集成于探头定标设备的壳体结构5中。可将快换结构3的高度设定为1.3米，与人手臂的高度相当，便于更换探头4。

壳体结构5中还可以设置电脑伸缩平台51，其伸出的方向朝向设备外侧，操作人员可以通过电脑伸缩平台51调整探头定标设备中相应部件的参数，伸缩的形式便于节省空间。电脑伸缩平台51的高度可以为0.7米，符合人体工学，使人手能够舒适操作电脑伸缩平台51上的按键。

壳体结构5还可以设置可开闭的门，在检测过程中可以关闭该门，使得第一机械臂1、第二机械臂2和快换结构3处于封闭的壳体结构5中。

示例性地，本申请提供的探头标定方法可以包括如下步骤。

(1)将多个容器22放入容器固定架21，将多个探头4装入探头安装孔31。

(2)通过控制器控制基础液加液装置、检测液加液管路11、第一机械臂1、第二机械臂2实现：

(21)通过基础液加液装置向所述容器22内添加基础液(例如纯水100mL)，第二机械臂2带动容器22上升，直至探头4的端部的探测区伸入容器22的液体中，探头4采集相应数据。

(22)第二机械臂2带动容器22下降，第一机械臂1的检测液加液管路11进行加液前的正常出液测试，测试正常后，第一机械臂1带动检测液加液管路11逐个对各容器22添加检测液。

(23)加液完成后检测液加液管路11退回原位，第二机械臂2带动容器22上升，探头4采集相应数据。例如可以共添加检测液三次，探头4采集四次数据(检测纯水一次以及每滴加检测液时检测一次)，通过分析相应数据，实现相应的定标过程。

即通过控制器可以实现上述标定过程的自动运行。

本申请提供的探头定标设备可以用于氨氮传感器、光谱检测传感器等多种传感的探头定标。

本申请提供的探头定标设备可以提高产品的定标一致性，减少人为因素的干扰。自动化的定标过程提高了定标效率，可以实现更多产品的定标。例如，相比于传统的手动定标方式每人每天能够定标10套探头，本申请提供的探头定标设备能够实现每天50套探头的定标工作，实现效率和成本的改善。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种探头定标设备，其特征在于，包括：

第一机械臂，所述第一机械臂承载检测液加液管路在第一方向上移动；

第二机械臂，所述第二机械臂承载容器固定架在第二方向上移动，所述检测液加液管路能够向所述容器固定架中的多个容器添加检测液；以及

快换结构，所述快换结构包括成列排列的与所述多个容器一一对应的探头安装孔和设置在所述探头安装孔中的导向套和密封圈，所述密封圈设置于所述导向套的位于所述探头安装孔内的一端，多个探头能够分别插入多个所述探头安装孔中，所述探头的外壁能够抵触于所述密封圈，所述探头通过摩擦力安装于所述探头安装孔，

在所述容器固定架向上移动后，所述探头的端部的探测区能够伸入对应的所述容器的液体中，

所述第二方向为上下方向，所述第一方向垂直于所述第二方向。

2.根据权利要求1所述的探头定标设备，其特征在于，所述探头定标设备包括基础液加液装置，所述基础液加液装置包括泵和连接管，所述连接管连通于所述容器。

3.根据权利要求1所述的探头定标设备，其特征在于，所述检测液加液管路连接有检测液液源和清洗液液源，并能够受控地排出所述检测液或清洗液，所述探头定标设备还包括废液瓶，所述废液瓶的瓶口设置有检测液滴体积的液滴检测传感器。

4.根据权利要求1所述的探头定标设备，其特征在于，所述第二机械臂设置有上限位传感器和下限位传感器以监控所述容器固定架的位置；并且/或者，

所述第二机械臂设置有上限位板，所述上限位板抵靠于所述容器或所述容器固定架时，所述容器固定架处于其移动路径上最高的位置。

5.根据权利要求1所述的探头定标设备，其特征在于，所述第二机械臂设置有原点传感器，所述探头的探测区伸入所述容器的液体后时，所述容器固定架所处的位置为原点位置，所述原点传感器能够探测所述容器固定架是否处于所述原点位置。

6.根据权利要求1所述的探头定标设备，其特征在于，所述快换结构还包括固定座和顶盖，所述固定座提供所述探头安装孔，所述顶盖设置于所述导向套的另一端，所述顶盖能够限制所述探头的移动距离。

7.根据权利要求6所述的探头定标设备，其特征在于，所述快换结构包括设置在所述导向套和所述密封圈外侧的松紧套，所述固定座上设置有连通所述探头安装孔的侧壁的螺纹调节孔，通过在所述螺纹调节孔中装入螺栓，并调节所述螺栓的旋入程度能够调节所述松紧套的松紧程度进而调节所述探头与所述密封圈、所述导向套之间的摩擦力。

8.根据权利要求6所述的探头定标设备，其特征在于，所述顶盖的内侧设置有电路板，所述探头的顶端具有起电连接作用的弹簧顶针，在所述探头伸入所述探头安装孔且所述弹簧顶针抵触于所述电路板时所述探头与所述探头定标设备实现电连接。

9.根据权利要求1所述的探头定标设备，其特征在于，所述第一机械臂还能够在第三方向上运动，所述快换结构包括多列所述探头安装孔，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，或者，所述第三方向为垂直于所述第二方向的圆周方向。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的探头定标设备，其特征在于，所述第一机械臂承载多个检测液加液管路，每个所述检测液加液管路上设置一个泵，用于向所述容器中添加多种液体。