CN105606405A - 水质采样器以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种水质采样器以及控制方法，涉及自动控制领域，包括：从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶，当再次从所述透光口接收到光信号时，所述光电传感器向控制器发送控制指令，用于控制电机停止带动所述主驱动轴转动。本水质采样器改善了现有采样器的注入装置对采样瓶的定位不够准确，造成现有的采样器的采样效率较低的问题。

Description

水质采样器以及控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体而言，涉及一种水质采样器以及控制方法。

背景技术

目前，为了方便对待检测的污水进行留样分析，水质监测人员通常通过采样器对待检测的污水进行采样，然后再通过其他分析仪器对采样器内留存的污水进行分析。在采样器中通常摆放着多个用于存放待检测污水的采样瓶，待检测的污水由采样器的注入装置注入到采样瓶中留存。但是现有采样器的注入装置对采样瓶的定位不够准确，造成现有的采样器的采样效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水质采样器以及控制方法，以改善现有采样器的注入装置对采样瓶的定位不够准确，造成现有的采样器的采样效率较低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种水质采样器，包括：抽水装置以及储水箱，所述抽水装置与储水箱连通；所述储水箱下方设置有分配装置，所述分配装置包括转动组件以及用于驱动所述转动组件的驱动组件，所述转动组件包括从动轮以及分配管，所述从动轮的转动轴的一端连接于所述储水箱底部，另一端固定连接于所述分配管，所述从动轮包括N个齿轮轮槽以及位于所述N个齿轮轮槽之间的齿轮轮齿，所述驱动组件包括与所述从动轮的转动轴平行设置的主驱动轴以及与所述主驱动轴偏心设置的偏心部件，所述主驱动轴转动时，所述偏心部件与所述齿轮轮槽相配合并对所述齿轮轮齿产生横向推力，使得所述从动轮转动；所述偏心部件包括第一遮挡片，所述第一遮挡片设置有透光口；所述分配管下方设置有按圆周排列的N个采样瓶，所述N为整数；

所述水质采样器还包括控制装置，所述控制装置包括光电传感器、控制器以及用于驱动所述主驱动轴转动的电机，所述光电传感器包括光发射管以及光接收管，所述光发射管设置于所述第一遮挡片一侧，所述光接收管设置于所述第一遮挡片的另一侧；从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶，当再次从所述透光口接收到光信号时，所述光电传感器向控制器发送控制指令，用于控制电机停止带动所述主驱动轴转动。

第二方面，本发明实施例提供了一种控制方法，应用于上述的水质采样器，所述控制方法包括：

从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶，当再次从所述透光口接收到光信号时，所述光电传感器向控制器发送控制指令，用于控制电机停止带动所述主驱动轴转动。

本发明实施例提供的水质采样器以及控制方法，通过从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶的方式，使得分配管能够更佳精确的在相邻的采集瓶之间转动，改善了现有采样器的注入装置对采样瓶的定位不够准确，造成现有的采样器的采样效率较低的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明第一实施例提供的一种水质采样器中分配装置的剖视图；

图2为本发明第一实施例提供的一种水质采样器中的分配器的装配图；

图3为本发明第一实施例提供的一种水质采样器种从动轮的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的一种水质采样器种偏心部件与齿轮轮槽配合示意图；

图5为本发明第一实施例提供的一种水质采样器中的第一遮挡片的结构示意图；

图6为本发明第一实施例提供的一种水质采样器中的驱动组件的结构示意图；

图7为本发明第一实施例提供的一种水质采样器中第二遮挡片的位置示意图；

图8为本发明第二实施例提供的一种水质采样器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在现有的采样器中通常摆放着多个用于存放待检测污水的采样瓶，待检测的污水由采样器的注入装置注入到采样瓶中留存。但是现有采样器的注入装置对采样瓶的定位不够准确，造成现有的采样器的采样效率较低。为了改善上述问题，发明人提出了一种水质采样器以及控制方法。

第一实施例

请参阅图1-6，本发明第一实施例提供的一种水质采样器，包括：抽水装置以及储水箱，抽水装置与储水箱之间连通，以便于该抽水装置将抽取到的水输送到储水箱中储存。抽水装置与储水箱之间的连通方式有多种。例如，抽水装置可以直接与储水箱的顶部连通，使抽水装置抽取的水在重力的作用下直接流动到储水箱中；或者为了更加灵活的设置抽水装置的位置，抽水装置可以通过管道与储水箱连通。

当水被抽取到储水箱中后，为了将储水箱中的水根据需要分配到采样瓶中，储水箱下方设置有分配装置100。所述分配装置100包括转动组件以及用于驱动所述转动组件的驱动组件。转动组件包括从动轮101以及分配管102，从动轮101的转动轴103的一端连接于所述储水箱底部，另一端固定连接于所述分配管102，使得从动轮101在被驱动组件驱动时，能够带动分配管102转动。

所述从动轮包括N个齿轮轮槽104以及位于所述N个齿轮轮槽之间的齿轮轮齿105，所述驱动组件包括与所述从动轮101的转动轴103平行设置的主驱动轴201以及与所述主驱动轴201偏心设置的偏心部件202，所述主驱动轴201转动时，所述偏心部件202与所述齿轮轮槽104相配合并对所述齿轮轮齿105产生横向推力，使得所述从动轮101转动。

当驱动组件在转动过程中与齿轮轮槽104接触时，如图4所示，给予齿轮轮齿105横向推力，从而使分配管102跟随从动轮101转动一次。为了使分配管102在每次转动停止时都能对应到一个采集瓶。所述分配管102下方设置有按圆周排列的N个采样瓶，所述N为整数。

所述水质采样器还包括用于控制主驱动轴开始或停止转动的控制装置，所述控制装置包括光发射管301、光电传感器302、控制器303以及用于驱动所述主驱动轴转动的电机304。光电传感器302包括光发射管以及光接收管，光发射管用于发射光信号，光接收管用于接收到光信号时，光电传感器302向控制器发送控制指令。上述的偏心部件202包括第一遮挡片203，如图5所示，所述第一遮挡片203设置有透光口204。光发射管设置于所述第一遮挡片203一侧，光接收管设置于第一遮挡片203的另一侧。

需要说明的是，遮光片203的形状可以有多种，例如，可以为圆环状，或者可以为外缘为方形内缘为圆形的环。相应的，透光口也有多种设置方式，例如，如图5所示，可以为延遮光片的径向设置的缺口，或者为设置在遮光片上的通孔等。

当光电传感器302接收到从所述透光口204穿过的光信号时，向控制器303发送控制指令，以使控制器303控制电机停止带动主驱动轴201转动，进而使得分配管102随着从动轮101停止转动。从而实现，在所述透光口204接收到光发射管301发出的光信号到所述第一遮挡片203转动一周后，再次从所述透光口204接收到光信号过程中，所述偏心部件202与所述从动轮101配合，从所述从动轮101的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮101带动所述分配管102从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶。当再次从所述透光口204接收到光信号时，所述光电传感器302向控制器303发送控制指令，用于控制电机304停止带动所述主驱动轴201转动。

例如，当上述N为24时，表示齿轮轮槽有24个，相应的采样瓶有24个，以实现当偏心部件202随着主驱动轴转动一周时，可以从一个齿轮轮槽104转动到相邻的下一个齿轮轮槽104处。当偏心部件202转动24次时，上述分配管102可以分别对应24个采样瓶。

通过分配管102的转动，可以将储水箱中的水分流到各个采样瓶中。而将水箱中的水分流到各个采样瓶的途径有多种，例如，作为一种实施方式，可以将从动轮101的转动轴103设置为通心轴，该通心轴分别与所述水箱以及所述分配管102连通，从而实现将储水箱中的水引流到采样瓶中。在这种实施方式中，为了控制水流量可以在通心轴与储水箱之间设置与控制器电连接的恒流阀。

此外，还可以通过管道引流，将该管道的一端与储水箱连通，将另一端设置于分配管远离从动轮的通心轴一端。而当管道引流时，为了防止管道随着转动轴103转动的圈数超过一圈后，造成管道缠绕、阻塞，作为一种较佳的实施方式，如图7所示，所述转动轴103的顶端设置第二遮挡片107。相应的，第二遮挡片处设置有光电开关，该光电开关的光发射头设置于第二遮挡片107的一侧，光接收头设置于第二遮挡片107的另一侧。该光电传感器用于当第二遮挡片107转动一周后，控制转动轴103停止转动，以避免管道随着转动轴103转动的圈数超过一圈后，造成管道缠绕、阻塞。光电传感器控制转动轴103停止转动的原理与上述第一遮挡片控制转动轴103停止转动的原理相同，此处不再赘述。

如图3所示，为了便于对分配管102的转动进行定位，作为一种实施方式，至少一个所述齿轮轮槽104的槽口设置有限位板106。该限位板106可以与从动轮101一体成型，也可以与齿轮轮槽104可拆卸连接。从动轮101是因为偏心部件202与齿轮轮槽104接触时，可以有部分嵌入到齿轮轮槽104内，再保持原来的路径继续运动时，给予齿轮轮槽104一个横向力，进而使从动轮101转动。当在齿轮轮槽104的槽口设置有限位板106时，偏心部件202无法嵌入到齿轮轮槽104内，即使偏心部件202沿着原来的路径继续转动，也无法给予齿轮轮槽104一个横向力，使得从动轮101转动到该处时，不能够继续带动分配管102转动，以起到限制分配管的位置的作用。当然，为了使偏心部件202脱离限位板106处，可以通过控制器控制主驱动轴201与之前的转动方向相反的方向转动。

为了进一步的使主驱动轴能够转动的更加平稳，所述主驱动轴201设置所述偏心部件202的一侧还可以设置与所述偏心部件202平行的副驱动轴205，相应的，为了避免副驱动轴205在随着主驱动轴201转动时与齿轮轮齿105产生摩擦，作为优选，所述齿轮轮齿105上设置有与所述副驱动轴205转动时配合的轮齿槽107。上述副驱动轴205的截面轮廓为弧形，相应的，轮齿槽107也为弧形，从而可以避免与所述副驱动轴205接触时产生摩擦力。

在本实施例中，作为优选为了实现对本实施例提供的额水质采样器进行远程操控，所述控制装置还包括网络通信单元，所述网络通信单元与所述控制器电连接。所述网络通信单元可以根据具体的实际情况设定，例如，当所述水质采样器所处的环境有无线网络覆盖时，该网络通信单元可以为移动通信单元或者WIFI通信单元。当所述水质采样器所处的环境没有无线网络覆盖时，所述网络通信单元可以为实现有线网络连接的网络适配器。

需要说明的是，本实施例提供的水质采样器可以实现单采和混采两种模式，单采是指的是对当前一次取水水样进行的一次留样操作，如设置当前取样瓶为“1”“2”“3”瓶，留样体积为每瓶500ml，取样水泵对当前水样进行预抽，然后排空清洗，然后再对水样进行抽取，然后对水样进行留样到留样瓶，分别依次留样到“1”“2”“3”瓶，各留样500ml。混采指的是对多次取水水样进行多次混合留样操作，如当前设置的混采次数为“5”，设置采样量为500ml,取样水泵对当前水样进行预抽，然后排空清洗，然后再对水样进行抽取，然后对水样进行留样到留样瓶“1”，留样100ml，记为混采一次，依次重复上述操作，直到取完混采次数的水样。

本发明实施例提供的水质采样器，通过从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原来的齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶的方式，使得分配管能够更佳精确的在相邻的采集瓶之间转动，改善了现有采样器的注入装置对采样瓶的定位不够准确，造成现有的采样器的采样效率较低的问题。

第二实施例

请参阅图8，本发明第二实施例提供的一种水质采样器，本实施例提供的水质采样器与第一实施例提供的水质采样器最主要的区别在于，还包括外壳401。所述储水箱402、分配装置403、控制装置以及采样瓶404均设置于所述外壳401内，使外壳401起到保护内部组件的作用。当设置外壳401后，为了便于设置抽水装置，作为一种实施方式，所述抽水装置包括抽水泵405以及连通管，所述抽水泵405设置于所述外壳401外，所述连通管连通所述抽水泵405和所述储水箱402，所述抽水泵405与所述控制器电连接。所述抽水泵405可以为蠕动泵。当然，为了提升本实施例提供的水质采样器的整体性，也可以把抽水泵设置在外壳内部，即可以设置在储水箱旁。

抽水泵405所抽取的水中，可能还有较大的颗粒物，该较大的颗粒物会对各个组件造成损害。为了改善该问题，较佳的，所述连通管内设置有用于过滤颗粒物的过滤网。

在本实施例中，当在外部设置外壳后，外壳内部为一个较为密闭的状态。为了使采样瓶内的水，不会因为温度的影响而变质，作为一种优选，所述外壳内设置有调节外壳内部温度的温度控制装置，所述温度控制装置与所述控制器电连接。作为一种实施方式，所述温度控制装置包括制冷器以及温度传感器，所述制冷器以及温度传感器分别与所述控制器电连接。需要说明的是，经过长期的实践发现，2-5℃为最佳的保质温度。

当分配管完成分配操作后，如果储水箱中还有水残留，可能会影响下一次的采样水质，作为一种优选，所述水质采样器还包括排废装置，所述排废装置包括与所述储水箱连通的排水管，所述排水管与所述储水箱连接处设置有排水阀，所述排水阀与所述控制器电连接。当然，作为一种实施方式，为了提升排废的效率，还可以通过通过水泵抽取储水箱内的水来完成排废。

第三实施例

本发明第三实施例提供的一种控制方法，应用于实施例1中的水质采样器，所述控制方法包括：

从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶，当再次从所述透光口接收到光信号时，所述光电传感器向控制器发送控制指令，用于控制电机停止带动所述主驱动轴转动。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法实施例，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水质采样器，其特征在于，包括：抽水装置以及储水箱，所述抽水装置与储水箱连通；所述储水箱下方设置有分配装置，所述分配装置包括转动组件以及用于驱动所述转动组件的驱动组件，所述转动组件包括从动轮以及分配管，所述从动轮的转动轴的一端连接于所述储水箱底部，另一端固定连接于所述分配管，所述从动轮包括N个齿轮轮槽以及位于所述N个齿轮轮槽之间的齿轮轮齿，所述驱动组件包括与所述从动轮的转动轴平行设置的主驱动轴以及与所述主驱动轴偏心设置的偏心部件，所述主驱动轴转动时，所述偏心部件与所述齿轮轮槽相配合并对所述齿轮轮齿产生横向推力，使得所述从动轮转动；所述偏心部件包括第一遮挡片，所述第一遮挡片设置有透光口；所述分配管下方设置有按圆周排列的N个采样瓶，所述N为整数；

所述水质采样器还包括控制装置，所述控制装置包括光电传感器、控制器以及用于驱动所述主驱动轴转动的电机，所述光电传感器包括光发射管以及光接收管，所述光发射管设置于所述第一遮挡片一侧，所述光接收管设置于所述第一遮挡片的另一侧；从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶，当再次从所述透光口接收到光信号时，所述光电传感器向控制器发送控制指令，用于控制电机停止带动所述主驱动轴转动。

2.根据权利要求1所述的水质采样器，其特征在于，所述从动轮的轴为通心轴，分别与所述水箱以及所述分配管连通。

3.根据权利要求2所述的水质采样器，其特征在于，至少一个所述齿轮轮槽的槽口设置有限位板，当设置有所述限位板的齿轮轮槽转动到与所述偏心部件对应位置时，所述限位板对所述偏心部件进行卡止。

4.根据权利要求1所述的水质采样器，其特征在于，所述主驱动轴设置所述偏心部件的一侧还设置有与所述偏心部件平行的副驱动轴，所述齿轮轮齿上设置有与所述副驱动轴转动时配合的轮齿槽。

5.根据权利要求1所述的水质采样器，其特征在于，还包括外壳，所述储水箱、分配装置、控制装置以及采样瓶均设置于所述外壳内；所述抽水装置包括抽水泵以及连通管，所述抽水泵设置于所述外壳外，所述连通管连通所述抽水泵和所述储水箱，所述抽水泵与所述控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的水质采样器，其特征在于，所述连通管内设置有过滤网。

7.根据权利要求5所述的水质采样器，其特征在于，所述外壳内设置有温度控制装置，所述温度控制装置与所述控制器电连接。

8.根据权利要求5所述的水质采样器，其特征在于，所述温度控制装置包括制冷器以及温度传感器，所述制冷器以及温度传感器分别与所述控制器电连接。

9.根据权利要求1所述的水质采样器，其特征在于，所述水质采样器还包括排废装置，所述排废装置包括与所述储水箱连通的排水管，所述排水管与所述储水箱连接处设置有排水阀，所述排水阀与所述控制器电连接。

10.一种控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的水质采样器，所述控制方法包括：

从所述透光口接收到光发射管发出的光信号到所述第一遮挡片转动一周后，再次从所述透光口接收到光信号过程中，所述偏心部件与所述从动轮配合，从所述从动轮的原齿轮轮槽转动至相邻的下一个齿轮轮槽，以使所述从动轮带动所述分配管从一个采样瓶转动到相邻的下一个采样瓶，当再次从所述透光口接收到光信号时，所述光电传感器向控制器发送控制指令，用于控制电机停止带动所述主驱动轴转动。