本實(shí)用新型涉及水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種采用旋轉(zhuǎn)定位裝置和軸向定位裝置進(jìn)行三維定位的水質(zhì)自動(dòng)采樣器。

背景技術(shù)：

在水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，水質(zhì)采樣器將水樣采集至混勻桶后，需要對(duì)水樣進(jìn)行留樣分析，而留樣單元中通常并列設(shè)有多個(gè)留樣瓶，目前常通過步進(jìn)電機(jī)對(duì)留樣瓶進(jìn)行直線定位，但該定位方式非常容易丟步，導(dǎo)致定位偏差，使得水樣不能準(zhǔn)確進(jìn)入留樣瓶中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確，同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)定位和軸向定位的水質(zhì)自動(dòng)采樣器。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種水質(zhì)自動(dòng)采樣器，所述水質(zhì)采樣器包括：

旋轉(zhuǎn)定位裝置，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括：第一電機(jī)、第一同步帶輪和第一同步帶；所述定位機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括：

固定塊；

旋轉(zhuǎn)軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸承設(shè)置在固定塊上；

第一同步惰輪，所述第一同步惰輪與所述第一同步帶輪通過所述第一同步帶相連，在所述第一電機(jī)的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)軸承嵌在所述第一同步惰輪內(nèi)；

定位碼盤，所述定位碼盤上設(shè)有狹縫，所述狹縫的位置與放置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上的至少二個(gè)留樣瓶一一對(duì)應(yīng)；所述狹縫包括特征狹縫和普通狹縫，所述特征狹縫有且僅有一個(gè)，用于確定所述定位碼盤的初始位置；

光電開關(guān)，所述光電開關(guān)固定在所述固定塊上，光電開關(guān)的信號(hào)檢測(cè)區(qū)域位于所述定位碼盤的邊緣，所述定位碼盤在所述第一同步惰輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，通過所述光電開關(guān)對(duì)所述狹縫進(jìn)行定位和計(jì)數(shù)，從而對(duì)所述至少二個(gè)留樣瓶精確定位。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動(dòng)采樣器，優(yōu)選地，所述特征狹縫的寬度大于所述普通狹縫的寬度。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動(dòng)采樣器，可選地，所述光電開關(guān)為一個(gè)或二個(gè)。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動(dòng)采樣器，優(yōu)選地，所述水質(zhì)采樣器進(jìn)一步包括：

軸向定位裝置，所述軸向定位裝置設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上方，包括：

第二電機(jī)、第二同步帶輪、第二同步帶和第二同步惰輪；

滑臺(tái)，所述滑臺(tái)為滑塊的移動(dòng)軌道，滑臺(tái)上設(shè)有留樣位、排空位和清洗位；

滑塊，所述滑塊與所述第二同步帶固定連接，所述第二同步帶在所述第二電機(jī)的帶動(dòng)下使得所述滑塊在滑臺(tái)上移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固定在所述滑塊上的留樣管和清洗管上下移動(dòng)；

上、下限位開關(guān)，所述上、下限位開關(guān)固定在所述滑臺(tái)上，用于限制所述滑塊的移動(dòng)區(qū)域。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動(dòng)采樣器，優(yōu)選地，所述滑塊上還固定有固定管，用于固定所述留樣管和清洗管，便于留樣管和清洗管進(jìn)入留樣瓶。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動(dòng)采樣器，優(yōu)選地，在所述留樣管設(shè)有支路，所述支路為排空管。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動(dòng)采樣器，優(yōu)選地，所述留樣位與清洗位為同一個(gè)位置。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動(dòng)采樣器，可選地，所述排空位設(shè)置在下限位開關(guān)處。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果為：

1、本實(shí)用新型采用旋轉(zhuǎn)定位裝置實(shí)現(xiàn)留樣瓶的精確定位，使得水樣準(zhǔn)確進(jìn)入設(shè)定的留樣瓶中，不會(huì)發(fā)生丟步現(xiàn)象。

2、本實(shí)用新型通過旋轉(zhuǎn)定位裝置與軸向定位裝置相配合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了平面旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)的三維定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低；實(shí)現(xiàn)了留樣瓶自動(dòng)留樣、排空和清洗的功能，穩(wěn)定性好，可靠性高。

3、本實(shí)用新型通過電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)快速對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行定位，簡(jiǎn)單、高效。

4、本實(shí)用新型的電機(jī)帶動(dòng)同步帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)，并經(jīng)同步帶帶動(dòng)同步惰輪轉(zhuǎn)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)方式扭矩大，用較小電機(jī)即可帶動(dòng)同步惰輪的旋轉(zhuǎn)。

附圖說(shuō)明

參照附圖，本實(shí)用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的水質(zhì)自動(dòng)采樣器的旋轉(zhuǎn)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的水質(zhì)自動(dòng)采樣器的軸向定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1-2和以下說(shuō)明描述了本實(shí)用新型的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本實(shí)用新型。為了教導(dǎo)本實(shí)用新型技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實(shí)用新型的多個(gè)變型。由此，本實(shí)用新型并不局限于下述可實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。

實(shí)施例1

圖1示意性地給出了本實(shí)施例的水質(zhì)自動(dòng)采樣器的旋轉(zhuǎn)定位裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖2示意性地給出了本實(shí)施例的水質(zhì)自動(dòng)采樣器的軸向定位裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖1-2所示，所述水質(zhì)采樣器包括：

旋轉(zhuǎn)定位裝置，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置用于將留樣單元的至少二個(gè)留樣瓶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位；所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括：第一電機(jī)(圖中未示出)、第一同步帶輪11和第一同步帶12；所述定位機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括：

固定塊21；

旋轉(zhuǎn)軸承22，所述旋轉(zhuǎn)軸承設(shè)置在固定塊21上；

第一同步惰輪23，所述第一同步惰輪與所述第一同步帶輪通過所述第一同步帶相連，在所述第一電機(jī)的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)軸承嵌在所述第一同步惰輪內(nèi)；

定位碼盤24，所述定位碼盤上設(shè)有狹縫，所述狹縫的位置與放置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上的至少二個(gè)留樣瓶一一對(duì)應(yīng)；所述狹縫包括特征狹縫241和普通狹縫242，所述特征狹縫有且僅有一個(gè)，用于確定所述定位碼盤的初始位置；

光電開關(guān)25，所述光電開關(guān)固定在所述固定塊上，光電開關(guān)的信號(hào)檢測(cè)區(qū)域位于所述定位碼盤的邊緣，所述定位碼盤在所述第一同步惰輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，通過所述光電開關(guān)對(duì)所述狹縫進(jìn)行定位和計(jì)數(shù)，從而對(duì)所述至少二個(gè)留樣瓶精確定位。

光電開關(guān)固定在所述固定塊上靜止，定位碼盤在旋轉(zhuǎn)的過程中，狹縫處于光電開關(guān)之間時(shí)，光電開關(guān)可以檢測(cè)到信號(hào)，狹縫的寬度不同，光電開關(guān)可以檢測(cè)到信號(hào)的時(shí)間不同，故：

進(jìn)一步地，所述特征狹縫的寬度大于所述普通狹縫的寬度，當(dāng)光電開光檢測(cè)到信號(hào)的時(shí)間明顯長(zhǎng)于其他檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間，此狹縫位置即為初始位置。初始位置確定后，根據(jù)目標(biāo)位置，計(jì)算出初始位置與目標(biāo)位置間的距離，定位碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，光電開關(guān)計(jì)數(shù)，達(dá)到目標(biāo)位置。

本實(shí)施例設(shè)置一個(gè)光電開關(guān)，根據(jù)光電開關(guān)檢測(cè)到的特征狹縫信號(hào)的時(shí)長(zhǎng)判斷初始位置，同時(shí)，所述光電開關(guān)也用于定位(計(jì)數(shù))。

為了實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)采樣的同時(shí)進(jìn)行水樣分析、留樣瓶排空和留樣瓶清洗，大幅度減少采樣盲區(qū)，故：

進(jìn)一步地，所述水質(zhì)自動(dòng)采樣器還包括：

軸向定位裝置，所述軸向定位裝置設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上方，包括：

第二電機(jī)31、第二同步帶輪32、第二同步帶33和第二同步惰輪34；

滑臺(tái)41，所述滑臺(tái)為滑塊的移動(dòng)軌道，滑臺(tái)上設(shè)有留樣位、排空位和清洗位；

滑塊42，所述滑塊與所述第二同步帶固定連接，所述第二同步帶在所述第二電機(jī)的帶動(dòng)下使得所述滑塊在滑臺(tái)上移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固定在所述滑塊上的留樣管51和清洗管52上下移動(dòng)；

上、下限位開關(guān)61、62，所述上、下限位開關(guān)固定在所述滑臺(tái)上，用于限制所述滑塊的移動(dòng)區(qū)域。

所述留樣管和清洗管為軟管，為了固定所述留樣管和清洗管，便于留樣管和清洗管進(jìn)入留樣瓶，故：

進(jìn)一步地，所述滑塊上還固定有固定管53。

分析儀分析結(jié)果顯示留樣瓶?jī)?nèi)水樣符合標(biāo)準(zhǔn)，則需將留樣瓶?jī)?nèi)的水樣排空，故：

進(jìn)一步地，所述留樣管的支路上設(shè)有排空管。

本實(shí)施例還提供上述水質(zhì)自動(dòng)采樣器的工作方法，所述工作方法包括以下步驟：

(A1)選定所述至少二個(gè)留樣瓶中的空置留樣瓶，記為目標(biāo)位置A；

(A2)開啟第一電機(jī)，定位碼盤旋轉(zhuǎn)，光電開光檢測(cè)到信號(hào)的時(shí)間明顯長(zhǎng)于其他檢測(cè)信號(hào)的位置記為初始位置；

(A3)光電開關(guān)從初始位置開始計(jì)數(shù)，獲得一個(gè)檢測(cè)信號(hào)計(jì)一個(gè)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)為A時(shí)即為目標(biāo)位置，第一電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

(A4)開啟第二電機(jī)，將滑塊移動(dòng)至留樣位，留樣管進(jìn)入所述空置留樣瓶?jī)?nèi)留樣。

所述定位碼盤為圓形結(jié)構(gòu)，為了提高效率，通過第一電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)相結(jié)合的方式選擇當(dāng)前位置和目標(biāo)位置間的最短距離進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位，故：

進(jìn)一步地，所述工作方法還包括以下步驟：

(B1)對(duì)目標(biāo)位置A進(jìn)行判斷，若0＜A≤M/2，則第一電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為A時(shí)即為目標(biāo)位置；若M/2＜A＜M，則第一電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為(M-A)時(shí)即為目標(biāo)位置；若A＝0或M，則第一電機(jī)停止，當(dāng)前位置即為目標(biāo)位置，M為所述定位碼盤上的位置數(shù)。

水質(zhì)自動(dòng)采樣器剛開機(jī)運(yùn)行時(shí)，需要對(duì)初始位置進(jìn)行定位，在初始位置確定后，后續(xù)留樣瓶的旋轉(zhuǎn)定位無(wú)需每次進(jìn)行初始位置的查找，僅需將前一個(gè)留樣瓶的目標(biāo)位置定為后一個(gè)留樣瓶的初始位置即可，故：

進(jìn)一步地，所述工作方法還包括以下步驟：

(C1)當(dāng)前位置為前一個(gè)留樣瓶的目標(biāo)位置，從當(dāng)前位置A定位到目標(biāo)位置B，對(duì)當(dāng)前位置A與目標(biāo)位置B進(jìn)行判斷：

若0＜B-A≤M/2，則第一電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為(B-A)時(shí)即為目標(biāo)位置B；

若M/2＜B-A＜M，則第一電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為[M-(B-A)]時(shí)即為目標(biāo)位置B；

若(-M/2)≤B-A＜0，則第一電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為[M-(A-B)]時(shí)即為目標(biāo)位置B；

若-M＜B-A＜(-M/2)，則第一電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為(A-B)時(shí)即為目標(biāo)位置B；

若B-A＝0或M時(shí)，則第一電機(jī)停止，當(dāng)前位置即為目標(biāo)位置B。

進(jìn)一步地，所述工作方法還包括以下步驟：

(D1)開啟第二電機(jī)，將滑塊移動(dòng)至排空位，排空留樣瓶?jī)?nèi)水樣或清洗水。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種水質(zhì)自動(dòng)采樣器及其工作方法，與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例的光電開關(guān)有兩個(gè)，當(dāng)所述二個(gè)光電開關(guān)在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)檢測(cè)到信號(hào)且其中一個(gè)光電開光提前檢測(cè)到信號(hào)，則判定提前檢測(cè)到信號(hào)的位置為初始位置。

實(shí)施例3

本實(shí)用新型實(shí)施例1的水質(zhì)自動(dòng)采樣器在水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用例。

在該應(yīng)用例中，水質(zhì)自動(dòng)采樣器包括依次相連的采樣泵、混勻桶、供樣泵，所述混勻桶下方設(shè)有排液口，所述供樣泵在將水樣輸送至分析儀分析的同時(shí)將水樣通過軸向定位裝置輸送至留樣單元留樣，所述留樣單元包括至少二個(gè)留樣瓶，所述至少二個(gè)留樣瓶放置在旋轉(zhuǎn)定位裝置上。旋轉(zhuǎn)定位裝置的碼盤上設(shè)有多個(gè)狹縫(如25個(gè))，包括1個(gè)特征狹縫，其余為普通狹縫，旋轉(zhuǎn)定位裝置上且在每個(gè)狹縫對(duì)應(yīng)的位置均放置有留樣瓶；軸向定位裝置上設(shè)有留樣位/清洗位和排空位，所述排空位為軸向定位裝置的下限位開關(guān)位置，留樣位/清洗位設(shè)置在上、下限位開關(guān)之間。

本應(yīng)用例的水質(zhì)自動(dòng)采樣器的工作流程如下：

S1.采樣泵將當(dāng)次水樣采集至混勻桶；

S2.供樣泵將混勻桶內(nèi)當(dāng)次水樣同時(shí)輸出兩路，一路輸送至分析儀分析，一路輸送至留樣瓶留樣，留樣步驟如下：

選定空置留樣瓶，記為目標(biāo)位置A；

開啟第一電機(jī)，定位碼盤旋轉(zhuǎn)，光電開光檢測(cè)到信號(hào)的時(shí)間明顯長(zhǎng)于其他檢測(cè)信號(hào)的位置記為初始位置；

將目標(biāo)位置A與碼盤位數(shù)M(即狹縫數(shù))進(jìn)行比較，若0＜A≤M/2，則第一電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為A時(shí)即為目標(biāo)位置；若M/2＜A＜M，則第一電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)光電開關(guān)計(jì)數(shù)為(M-A)時(shí)即為目標(biāo)位置；

開啟第二電機(jī)，將滑塊移動(dòng)至留樣位，留樣管進(jìn)入所述空置留樣瓶?jī)?nèi)留樣；

S3.打開混勻桶的排液口，排空當(dāng)次水樣，開始下次水樣的采集；控制單元判斷當(dāng)次水樣的分析結(jié)果：若水樣超標(biāo)，則啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)定位裝置，將留樣瓶從軸向定位裝置下方轉(zhuǎn)走留樣；若水樣符合標(biāo)準(zhǔn)，則將滑塊移動(dòng)至所述軸向定位裝置的下限位開關(guān)位置，排空所述當(dāng)次水樣。