具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其水質采樣系統包括總體安裝架、超聲波測距裝置、直線運動裝置、水質傳感器、清洗裝置和主控制器，該超聲波測距裝置包括超聲波反射器和超聲波測距傳感器，該直線運動裝置包括直線運動驅動電機、絲杠、運動螺母、第一安裝架、限位軌道和限位塊，該清洗裝置包括電動云臺、清洗泵和射流清洗噴頭。該水質采樣系統設計巧妙、自動化程度高、使用方便，實現了水質采樣、水深的精確定位和水質參數的準確測定，同時，水質傳感器可以自動清潔，極大的減少了人工，提高了水質采樣的工作效率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于水質采樣系統領域，尤其是具有水深定位與自動清潔功能的水質 采樣系統。 具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統
【背景技術】
[0002] 目前，水質的采樣過程通常為人工將水質采樣設備放入待測水體中，通過連接在 水質采樣設備上的繩子下降的長度進行水質采樣設備的水深定位，這種操作方法不僅費時 費力，而且水質采樣設備的定位不準。同時，由于水質傳感器長期浸泡在水中，傳感器探頭 表面的雜質附著極大影響傳感器的感測精度，需人工定期清潔，以保證傳感器測試精度。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供具有水深定位與自動清潔功能 的水質采樣系統，該水質采樣系統設計巧妙、自動化程度高、使用方便，實現了水質采樣、水 深的精確定位和水質參數的準確測定，同時，水質傳感器可以自動清潔，極大地減少了人 工，提高了水質采樣的工作效率。
[0004] 本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：
[0005] -種具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其水質采樣系統包括總體安 裝架、超聲波測距裝置、直線運動裝置、水質傳感器、清洗裝置和主控制器，該超聲波測距裝 置包括超聲波反射器和超聲波測距傳感器，該直線運動裝置包括直線運動驅動電機、絲杠、 運動螺母、第一安裝架、限位軌道和限位塊，該清洗裝置包括電動云臺、清洗泵和射流清洗 噴頭，直線運動驅動電機、超聲波測距傳感器和電動云臺均安裝在總體安裝架的上方，直線 運動驅動電機連接驅動絲杠，該絲杠下方安裝限位塊，該絲杠上安裝一運動螺母，該運動螺 母下端與第一安裝架固裝連接，該第一安裝架的一端與限位軌道滑動連接，該限位軌道固 裝在總體安裝架上，第一安裝架上與超聲波測距傳感器垂直方向對應的位置上安裝超聲波 反射器，該第一安裝架上與電動云臺垂直方向對應的位置上安裝水質傳感器，電動云臺的 一端與第二安裝架連接，該第二安裝架上安裝射流清洗噴頭，該射流清洗噴頭通過水管與 一清洗泵連接，主控制器通過線路分別連接控制直線運動驅動電機、超聲波測距傳感器、電 動云臺和清洗泵。
[0006] 而且，所述的水質傳感器的數量為四至六個。
[0007] 而且，所述的射流清洗噴頭的數量為一個。
[0008] 而且，所述的主控制器控制系統在水質測試與傳感器清潔狀態之間進行切換。
[0009] 而且，所述的主控制器采用單片機。
[0010] 而且，所述的主控制器采用PLC。
[0011] 本實用新型的優點和有益效果為：
[0012] 1.本一種具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其水質采樣系統包括總 體安裝架、超聲波測距裝置、直線運動裝置、水質傳感器、清洗裝置和主控制器，該超聲波測 距裝置包括超聲波反射器和超聲波測距傳感器，該直線運動裝置包括直線運動驅動電機、 絲杠、運動螺母、第一安裝架、限位軌道和限位塊，該清洗裝置包括電動云臺、清洗泵和射流 清洗噴頭，直線運動驅動電機、超聲波測距傳感器和電動云臺均安裝在總體安裝架的上方， 直線運動驅動電機連接驅動絲杠，該絲杠下方安裝限位塊，該絲杠上安裝一運動螺母，該運 動螺母下端與第一安裝架固裝連接，該第一安裝架的一端與限位軌道滑動連接，該限位軌 道固裝在總體安裝架上，第一安裝架上與超聲波測距傳感器垂直方向對應的位置上安裝超 聲波反射器，該第一安裝架上與電動云臺垂直方向對應的位置上安裝水質傳感器，電動云 臺的一端與第二安裝架連接，該第二安裝架上安裝射流清洗噴頭，該射流清洗噴頭通過水 管與一清洗泵連接，主控制器通過線路分別連接控制直線運動驅動電機、超聲波測距傳感 器、電動云臺和清洗泵。本實用新型實現了水質采樣水深的精確定位和水質參數的準確測 定，同時，水質傳感器可以進行自動清潔，極大地減少了人工，提高了水質采樣的工作效率。
[0013] 2.本實用新型中直線運動裝置中的限位軌道限制第一安裝架只進行上下的垂直 運動不發生偏轉，保證超聲波反射器和超聲波測距傳感器時刻保持上下正對，限位塊限制 了運動螺母的行程，直線運動裝置通過第一安裝架帶動水質傳感器實現上下直線運動，實 現了水質傳感器在一定深度范圍內的精確定位運動。水質傳感器的數量為四至六個，多個 水質傳感器的使用保證了水質參數測定的準確可靠。
[0014] 3.本實用新型中電動云臺通過第二安裝架帶動射流清洗噴頭實現圓周運動與俯 仰運動，且射流清洗噴頭的數量為一個，實現了水質傳感器的全方位清潔，且由于僅有一個 噴頭，相對于采用固定多個噴頭的清洗方案，節約成本，減少了對清洗泵的功率要求。
[0015] 4.本實用新型中主控制器控制系統在水質測試與傳感器清潔狀態之間進行切換， 主控制器一種使用單片機，另一種使用PLC，實現了水質采樣過程的全部自動化控制，減少 人工，操作簡便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型結構示意圖；
【具體實施方式】
[0017] 下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。
[0018] 一種具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其水質采樣系統包括總體安 裝架1、超聲波測距裝置、直線運動裝置、水質傳感器7、清洗裝置和主控制器14,該超聲波 測距裝置包括超聲波反射器8和超聲波測距傳感器10,該直線運動裝置包括直線運動驅動 電機9、絲杠6、運動螺母5、第一安裝架4、限位軌道3和限位塊2,該清洗裝置包括電動云 臺11、清洗泵15和射流清洗噴頭13,直線運動驅動電機、超聲波測距傳感器和電動云臺均 安裝在總體安裝架的上方，直線運動驅動電機連接驅動絲杠，該絲杠下方安裝限位塊，該絲 杠上安裝一運動螺母，該運動螺母下端與第一安裝架固裝連接，該第一安裝架的一端與限 位軌道滑動連接，該限位軌道固裝在總體安裝架上，第一安裝架上與超聲波測距傳感器垂 直方向對應的位置上安裝超聲波反射器，該第一安裝架上與電動云臺垂直方向對應的位置 上安裝水質傳感器，電動云臺的一端與第二安裝架12連接，該第二安裝架上安裝射流清洗 噴頭，該射流清洗噴頭通過水管與一清洗泵連接，主控制器通過線路分別連接控制直線運 動驅動電機、超聲波測距傳感器、電動云臺和清洗泵。直線運動裝置中的限位軌道限制第一 安裝架只進行上下的垂直運動不發生偏轉，限位塊限制了運動螺母的行程，直線運動裝置 通過第一安裝架帶動水質傳感器實現上下直線運動。水質傳感器的數量為四至六個。電動 云臺通過第二安裝架帶動射流清洗噴頭實現圓周運動與俯仰運動，且射流清洗噴頭的數量 為一個。主控制器控制系統在水質測試與傳感器清潔狀態之間進行切換，主控制器一種使 用單片機，另一種使用PLC。
[0019] 工作過程：在進行水質采樣工作時，首先將水質采樣系統固定在需要測試水質的 地方，主控制器通過超聲波測距傳感器和超聲波反射器獲得當前水質傳感器的位置信息， 主控制器控制直線運動驅動電機驅動絲杠旋轉，從而實現運動螺母直線運動，運動螺母帶 動第一安裝架移動到水質傳感器接近水面的位置，確定水面位置，然后再次通過主控制器 控制直線運動系統將水質傳感器移動到目標測試水深處，進行目標水深的水質測試。完成 水質測試后，主控制器通過控制直線運動裝置的運動狀態控制水質傳感器移動到預設清潔 位置，主控制器控制清洗泵啟動，開始對傳感器的清潔，主控制器同時控制電動云臺啟動， 通過射流清洗噴頭安裝架帶動射流清洗噴頭進行圓周運動與俯仰運動，實現水質傳感器的 清潔，完成一次水質采樣和清潔工作。
【權利要求】
1. 一種具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其特征在于：該水質采樣系統 包括總體安裝架、超聲波測距裝置、直線運動裝置、水質傳感器、清洗裝置和主控制器，該超 聲波測距裝置包括超聲波反射器和超聲波測距傳感器，該直線運動裝置包括直線運動驅動 電機、絲杠、運動螺母、第一安裝架、限位軌道和限位塊，該清洗裝置包括電動云臺、清洗泵 和射流清洗噴頭，直線運動驅動電機、超聲波測距傳感器和電動云臺均安裝在總體安裝架 的上方，直線運動驅動電機連接驅動絲杠，該絲杠下方安裝限位塊，該絲杠上安裝一運動螺 母，該運動螺母下端與第一安裝架固裝連接，該第一安裝架的一端與限位軌道滑動連接，該 限位軌道固裝在總體安裝架上，第一安裝架上與超聲波測距傳感器垂直方向對應的位置上 安裝超聲波反射器，該第一安裝架上與電動云臺垂直方向對應的位置上安裝水質傳感器， 電動云臺的一端與第二安裝架連接，該第二安裝架上安裝射流清洗噴頭，該射流清洗噴頭 通過水管與一清洗泵連接，主控制器通過線路分別連接控制直線運動驅動電機、超聲波測 距傳感器、電動云臺和清洗泵。
2. 根據權利要求1所述的具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其特征在 于：所述的水質傳感器的數量為四至六個。
3. 根據權利要求1所述的具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其特征在 于：所述的射流清洗噴頭的數量為一個。
4. 根據權利要求1所述的具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其特征在 于：所述的主控制器控制系統在水質測試與傳感器清潔狀態之間進行切換。
5. 根據權利要求1所述的具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其特征在 于：所述的主控制器采用單片機。
6. 根據權利要求1所述的具有水深定位與自動清潔功能的水質采樣系統，其特征在 于：所述的主控制器采用PLC。
【文檔編號】B08B3/02GK203909028SQ201420257508
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】單慧勇, 于鎵, 劉中一, 田云臣, 華旭峰 申請人:天津農學院