CN221124322U - 检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了检测设备，其包括料仓区、加热区、检测区、第一机械臂和第二机械臂。料仓区用于放置样品，样品能够在料仓区呈M×N式阵列摆放，M、N都不小于3。加热区用于加热样品，检测区用于检测样品。第一机械臂包括能够在第一方向、第二方向上行进并在第三方向上进行升降运动的夹爪，夹爪能够夹取容纳样品的容器，通过夹爪的移动及夹取，容器能够被放置于不同区域，第一方向垂直于第二方向，且第一方向和第二方向都垂直于第三方向，第三方向为竖直方向。第二机械臂包括能够在第二方向上行进的多个滴定管路，多个滴定管路用于向容器中添加相应的测试所需液体。

Description

检测设备

技术领域

本申请涉及化学分析仪器，尤其涉及一种检测设备。

背景技术

高锰酸盐指数(CODMn)是反映水体中有机及无机可氧化物质污染的常用指标。重铬酸盐指数(CODCr)是另一项反映水体中有机及无机可氧化物质污染的指标。其共同点是求出水体样本中的化学需氧量。

公布号为CN107957398A的发明专利公开了一种连续进样的CODMn的测定方法及分析仪。其将样品排成环形队列，由旋转运动的机械臂逐个向样品中添加物料，进行检测。其样品排列不紧凑，使得分析仪整体体积较大，但机械臂所覆盖的区域较小，且机械臂长度调整不便，导致检测效率不高。

实用新型内容

为了提高检测效率，本申请提供了检测设备。

本申请实施方式提供的检测设备包括：

料仓区，所述料仓区用于放置样品，所述样品能够在所述料仓区呈M×N式阵列摆放，M、N都不小于3；

加热区，所述加热区用于加热所述样品；

检测区，所述检测区用于检测所述样品；

第一机械臂，所述第一机械臂包括能够在第一方向、第二方向上行进并在第三方向上进行升降运动的夹爪，所述夹爪能够夹取容纳所述样品的容器，通过所述夹爪的移动及夹取，所述容器能够被放置于不同区域，所述第一方向垂直于所述第二方向，且所述第一方向和所述第二方向都垂直于所述第三方向，所述第三方向为竖直方向；

第二机械臂，所述第二机械臂包括能够在所述第二方向上行进的多个滴定管路，所述多个滴定管路用于向所述容器中添加相应的测试所需液体。

在至少一个实施方式中，所述料仓区包括多个料仓安装模块，使得所述料仓区中的样品能够依模块分别替换，并且/或者，所述加热区包括电加热槽及温度传感器，所述样品能够在所述加热区实现温度受控的电加热。

在至少一个实施方式中，所述加热区包括用于放置所述容器的多个电加热槽，所述多个电加热槽与所述检测区中的用于放置所述容器的检测槽排成一列。

在至少一个实施方式中，所述加热区、所述检测区和所述第二机械臂集成于一个检测安装模块中。

在至少一个实施方式中，在一个所述检测安装模块中，所述加热区中的所述电加热槽的数量为所述检测区中的用于放置所述容器的检测槽的数量的三倍或更多。

在至少一个实施方式中，所述检测设备包括多个所述检测安装模块，使得多个样品的加热、检测能够同步进行。

在至少一个实施方式中，所述检测区包括用于放置所述容器的检测槽及颜色检测装置，所述颜色检测装置能够检测所述容器中液体的颜色变化，并能够输出颜色的相应信号。

在至少一个实施方式中，所述检测区包括能旋转的磁性搅拌叶，所述容器中设置有磁性搅拌块，所述磁性搅拌叶旋转后能够带动所述容器中的所述磁性搅拌块旋转，进而搅拌所述容器中的液体。

在至少一个实施方式中，所述滴定管路连接有滴定泵，使得滴定体积受控。

在至少一个实施方式中，所述第一机械臂为三轴机器人，其包括在所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向上分别延伸设置的导轨、移动臂和电机，所述电机能够驱动所述移动臂在所述导轨中行进，所述第二机械臂为单轴机器人、直线模组或电动滑台。

本申请的机械臂采用在三维上直线运动的夹爪改变样品的位置，直线轨道便于扩展，夹爪能够涉及更大的区域，样品可以呈阵列式密集摆放，使得设备相对更紧凑，减少同一数量样品所需的料仓更换次数、时间，检测效率更高。

附图说明

图1示出了根据本申请实施方式的检测设备的轴测图。

图2示出了根据本申请实施方式的检测设备的正视图。

图3示出了根据本申请实施方式的检测设备的第一机械臂的结构示意图。

图4示出了根据本申请实施方式的检测设备的第二机械臂的结构示意图。

图5示出了根据本申请实施方式的检测设备的检测区的结构示意图。

图6示出了根据本申请实施方式的检测设备的检测区的剖视图。

附图标记说明

1料仓区；11料仓安装模块；

2加热区；21电加热槽；

3检测区；31检测槽；32颜色检测装置；33电磁搅拌叶；34磁性搅拌块；

4第一机械臂；41夹爪；

5第二机械臂；51滴定管路；

6 容器；

7 检测安装模块。

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。

参见图1、图2、图3、图4，本申请实施方式提供了检测设备，其包括料仓区1、加热区2、检测区3、第一机械臂4和第二机械臂5。

料仓区1用于放置样品，样品能够在料仓区1呈M×N式阵列摆放，其中的M、N都不小于3。加热区2用于加热样品，检测区3用于检测样品。

第一机械臂4包括能够在第一方向X、第二方向Y上行进，并在第三方向Z上进行升降运动的夹爪41，夹爪41能够夹取容纳样品的容器6。通过夹爪41的移动及夹取，容器6能够被放置于不同区域。例如，将容器6从料仓区1转移至加热区2、检测区3，再放回料仓区。第二机械臂5包括能够在第二方向Y上行进的多个滴定管路51，多个滴定管路51用于向容器6中添加相应的测试所需液体。

第一方向X垂直于第二方向Y，且第一方向X和第二方向Y都垂直于第三方向Z，第三方向Z为竖直方向。

示例性地，第一机械臂4可以为现有的三轴机器人。参见图3，第一机械臂4可以包括在第一方向X、第二方向Y、第三方向Z上分别延伸设置的导轨、移动臂、电机等。电机可以通过齿轮、同步带带动移动臂在导轨行进。或者，移动臂上设置有丝杠螺母，导轨中设置有丝杠结构，电机通过控制丝杠螺母旋转，控制移动臂在导轨中行进。通过将第二方向Y的导轨连接于在第一方向X上移动的移动臂，将第三方向Z的导轨连接于在第二方向Y上移动的移动臂，夹爪41连接于在第三方向Z上移动的移动臂，可以实现夹爪41在三个方向上的运动。参见图4，第二机械臂5可以为现有的单轴机器人、直线模组、电动滑台等。

上述机械臂还可以包括位置传感器、控制器等，电机可以为伺服电机，配合控制移动臂的移动位置、精度。夹爪41连接于机械臂的移动臂，通过程序控制，使夹爪41可以被控制按照顺序夹取容器6，保证每次从料仓区1夹取的容器6中的样品是未检测的样品，使检测过程可以顺利进行。

另外，夹爪41可以通过气动控制开闭，其控制原理本申请不再赘述。可以通过运动控制卡对涉及多轴运动的机械臂进行控制。上述机械臂可以选用重载型，避免驱动机械臂的电机过载。容器6可以为烧杯、试管等。

可以理解，相比于现有技术中样品沿环形排列，机械臂的投料头旋转运动对准样品容器后加料，本申请的机械臂采用在三维上直线运动的夹爪改变样品的位置，直线轨道便于扩展，夹爪能够涉及更大的区域，样品可以密集摆放，使得设备相对更紧凑，减少同一数量样品所需的料仓更换次数、时间，检测效率更高。

进一步地，参见图1，料仓区1可以包括多个料仓安装模块11，使得料仓区1中的样品能够依模块分别替换。示例性地，检测设备可以集成两个料仓安装模块11，单个料仓安装模块11能够容纳例如21份样品。在其中一个料仓安装模块11中的样品被检测完后并放回料仓安装模块11后(废液区)，具体的哪个为废液区可以根据操作方便设定，对其更换的过程不影响对另一模块中样品的检测，使检测过程更高效。当然，还可以通过扩展机械臂中的夹爪41、滴定管路51的移动区域，增加料仓安装模块11的面积，使得检测设备中能够容纳更多的样品，例如单个料仓安装模块11的样品增至30份。

进一步地，参见图4，加热区2可以包括电加热槽21及温度传感器，样品能够在加热区2实现温度可控的电加热。示例性地，电加热槽21的底部可以安装陶瓷电加热板，陶瓷电加热板外可以设置铝板，均匀加热面的热量。温度传感器可以设置在电加热槽21内，以监控加热温度。

可以理解，样品需要加热一段时间。现有技术通常采用水浴加热，但是水浴加热会产生水蒸气，进而对检测过程，检测设备产生影响。本申请采用的电加热法即可避免此种影响，实现检测过程的顺利进行。另外，因为避免了水蒸气的影响，加热区2得以集成于料仓区1、检测区3附近，使检测设备更紧凑。

可以将电加热与水浴加热进行对比试验，得出水浴100℃加热时样品的温度，进而反向得出电加热使样品得到相应温度时电加热所需设定的电加热标准温度。当然，得出所需设定的电加热标准温度后可以在后续的检测过程沿用，通过温度传感器可以实时监测相应温度，以便对加热温度进行监控与调整。

进一步地，参见图4，加热区2、检测区3和第二机械臂5集成于一个检测安装模块7中，使得三者可以被整体安装、更换。三者位置对应安装更方便、精确，仅需控制滴定管路51在第二方向Y上的移动位置即可保证试验的顺利进行，使控制过程更简单。

进一步地，在一个检测安装模块7中，加热区2中的电加热槽21的数量为检测区3中的用于放置容器6的检测槽31的数量的三倍或更多，以保证检测的连续性。示例性地，在图4中，电加热槽21的数量为检测槽31数量的5倍。可以理解，样品在加热区2受到加热的时间要比在检测区3受检测的时间长，当电加热槽21的数量多时，可以减少加热的等待时间，在一个样品检测完成后，保证有加热完成的样品，以能够进行连续检测。

进一步地，检测设备可以包括多个检测安装模块7(图中未示出)，实现多点滴定、多点搅拌，使得多个样品检测可以同步进行。

进一步地，参见图5、图6，检测区3可以包括用于放置容器6的检测槽31及颜色检测装置32。颜色检测装置32能够检测容器6中液体的颜色变化，并能够输出颜色的相应信号。颜色检测装置32可以包括检测器321，例如包括光电二极管，将光信号转换为电信号实现相应的检测。颜色检测装置32还可以包括照射容器6中的液体的光源322，作为示例，该光源322可以是准直光源，与检测器321相对地设置在容器6的两侧。可以理解，颜色检测装置为较成熟的现有技术，本申请不再对其进行赘述。当然，可以对颜色传感器进行定期检测、标定，确保检测准确性。

进一步地，参见图6，检测区3可以包括能旋转的磁性搅拌叶33，容器6中设置有磁性搅拌块34。电磁搅拌叶33可以为磁性物质，磁性搅拌块34可以为磁性物质，其互相能够形成吸附作用。通过例如电机带动磁性搅拌叶33旋转，磁力即可带动磁性搅拌块34旋转，进而搅拌容器6中的液体，使投入的物料混合均匀。可以反复利用一个磁性搅拌块34，例如将其放置入容器6中，在该容器6中的溶液搅拌完毕后，将磁性搅拌块34取出并放置入另一个容器6中。也可以提前(例如在容器6中添加水体样本前)在每个容器6中都放置该磁性搅拌块34，直至该批次样本检测完毕再统一取出磁性搅拌块34。相对而言，在每个容器6中都放置该磁性搅拌块34的方式可以减少检测过程中磁性搅拌块34来回置入各容器6的放置、取出工序，减少磁性搅拌块34应用于多个容器6而产生的污染，避免影响测试结果。

进一步地，滴定管路51连接有滴定泵，使得滴定体积可控。其滴定泵可以为现有的高精度滴定泵(也称蠕动泵)，能够实现在5ml滴定体积下，误差控制在百分之一以内。在本申请的一个实施方式中，滴定管路51可以为三条，以满足硫酸、草酸钠、高锰酸钾的滴定。

本申请实施方式提供的检测设备可以用于化学需氧量检测，例如用于高锰酸盐指数检测、重铬酸盐指数检测等。当然，该检测设备还可以用于其他类型的需要加热、滴定的检测。本申请不限制检测设备的具体用途。

示例性地，本申请提供了利用检测设备检测水体样本中高锰酸盐指数的使用过程。

(1)取100ml水体样本，置入容器6。

(2)第一机械臂4的夹爪41将容器6移动至加热区2，在相应温度下加热一段时间；其中，通过第二机械臂5的滴定管路51向容器6中加入5ml硫酸、10ml高锰酸钾。

(3)第一机械臂4的夹爪41将容器6移动至检测区3；第二机械臂5的滴定管路51向容器6中加入10ml草酸钠，容器内的液体呈现为无色，再逐渐滴入高锰酸钾至刚出现粉红色且30秒不褪色。滴定过程保持搅拌和颜色检测。

(4)取100ml非样品的水(例如纯水)，重复前述步骤，作为对比。

(5)通过公式计算出样本中的高锰酸盐指数。公式可见国标《水质高锰酸盐指数的测定》GB11892-1989。其检测原理可参见上述国标，本申请不再一一赘述。

当然，也可以将加热区2改成水浴加热法。通过运用不同的检测方法，本申请提供的仪器也可以用于重铬酸钾法检测水体中的重铬酸盐指数。

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)

1.一种检测设备，其特征在于，包括：

料仓区，所述料仓区用于放置样品，所述样品能够在所述料仓区呈M×N式阵列摆放，M、N都不小于3；

加热区，所述加热区用于加热所述样品；

检测区，所述检测区用于检测所述样品；

第一机械臂，所述第一机械臂包括能够在第一方向、第二方向上行进并在第三方向上进行升降运动的夹爪，所述夹爪能够夹取容纳所述样品的容器，通过所述夹爪的移动及夹取，所述容器能够被放置于不同区域，所述第一方向垂直于所述第二方向，且所述第一方向和所述第二方向都垂直于所述第三方向，所述第三方向为竖直方向；

第二机械臂，所述第二机械臂包括能够在所述第二方向上行进的多个滴定管路，所述多个滴定管路用于向所述容器中添加相应的测试所需液体。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述料仓区包括多个料仓安装模块，使得所述料仓区中的样品能够依模块分别替换，并且/或者，所述加热区包括电加热槽及温度传感器，所述样品能够在所述加热区实现温度受控的电加热。

3.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述加热区包括用于放置所述容器的多个电加热槽，所述多个电加热槽与所述检测区中的用于放置所述容器的检测槽排成一列。

4.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述加热区、所述检测区和所述第二机械臂集成于一个检测安装模块中。

5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，在一个所述检测安装模块中，所述加热区中的所述电加热槽的数量为所述检测区中的用于放置所述容器的检测槽的数量的三倍或更多。

6.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备包括多个所述检测安装模块，使得多个样品的加热、检测能够同步进行。

7.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测区包括用于放置所述容器的检测槽及颜色检测装置，所述颜色检测装置能够检测所述容器中液体的颜色变化，并能够输出颜色的相应信号。

8.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，所述检测区包括能旋转的磁性搅拌叶，所述容器中设置有磁性搅拌块，所述磁性搅拌叶旋转后能够带动所述容器中的所述磁性搅拌块旋转，进而搅拌所述容器中的液体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述滴定管路连接有滴定泵，使得滴定体积受控。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述第一机械臂为三轴机器人，其包括在所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向上分别延伸设置的导轨、移动臂和电机，所述电机能够驱动所述移动臂在所述导轨中行进，

所述第二机械臂为单轴机器人、直线模组或电动滑台。