一種降水自動採樣器的製作方法
2023-10-24 20:19:47
專利名稱：一種降水自動採樣器的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是ー種雨水收集的設備。
背景技術：
酸雨會使環境「酸化」，對土壤、水體、森林、建築、名勝古蹟等人文景觀都有嚴重的危害，我國覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區，面積達200多萬平方公裡的酸雨區，不僅造成了重大的經濟損失，更危脅人類的生存和發展。要防治酸雨，首先要對降水水質進行檢測，以了解酸雨的覆蓋範圍與嚴重程度，為酸雨的防治提供必要的依據，準確地收集到降水樣本是對水質分析的關鍵。目前，國內的降水採樣器大都是在容器上設置密封蓋，並可在雨感器的控制下， 有降雨時自動打開，雨停後自動關閉，從而克服了人工採樣的缺點。中國專利(申請號200720084376.0)發明了ー種降水自動採樣器，該設備上設有筒體採樣器和進水口蓋板，以及放置蓋板的滑軌以及接水容器，通過自然降雨和重力的作用實現採樣器的蓋板自動開啟採樣。該設備的不足之處在於結構過於簡單，只有一個採樣容器，雖然無需電カ並且成本低廉，但其可靠性差，而且諸多不確定因素都沒有考慮，實用性很差。中國專利(申請號201010166386. 5)發明了ー種降水採樣器，技術方案是採用感雨器來感知降雨，用雨量計感知雨水收集情況，防塵蓋與感雨器固定在一起，雨量計和降水採樣器一體化設計，並有控制系統。該設備的不足之處在於感雨器的使用，感雨器的原理到性能還尚未成熟，壽命也不理想，產品價格也十分昂貴，此外其結構複雜，整套系統也過於繁瑣，導致整體成本較高。
發明內容
本發明的目的在於提供自動檢測並收集雨水的ー種降水自動採樣器。本發明的目的是這樣實現的本發明ー種降水自動採樣器，其特徵是包括採樣瓶、採樣瓶傳感器、壓カ傳感器、檢測漏鬥、集雨漏鬥、蓋子、旋轉電機、舉杆、舉杆電機、注水機構，舉杆安裝在蓋子下方，舉杆電機通過驅動舉杆使蓋子上下移動，旋轉電機連接蓋子並驅動蓋子旋轉，蓋子扣在集雨漏鬥上，集雨漏鬥與注水機構相連通，採樣瓶與注水機構對應布置，採樣瓶傳感器安裝在注水機構上檢測採樣瓶中水滿或不滿的狀態，檢測漏鬥布置在集雨漏鬥旁，檢測漏鬥下方連接阻斷雨水的管道，管道上安裝旁通管，壓カ傳感器安裝在旁通管上。本發明還可以包括I、還包括轉臺和轉臺電機,注水機構安裝在轉臺裡，轉臺電機連接轉臺並驅動轉臺旋轉。2、還包括排水管道，排水管道與採樣瓶採用同樣的布置方式、並與注水機構相對應。3、所述的採樣瓶和排水管道分別有6個，6個排水管道與6個採樣瓶相間分布，相鄰排水管道和採樣瓶之間的夾角為30度。
4、所述的採樣瓶上方安裝半閉式的防護罩。本發明的優勢在於I.本發明中ー些重要部件都安裝有防護罩，如各個集雨漏鬥、採樣瓶，使其能在長年的室外惡劣環境中運作，避免了高溫、日曬和雨淋經常造成的ー些零、部件損壞，增強了可靠性和使用壽命。2.本發明的密封性能完善，各個密封處壓合緊密、均勻、無縫隙，保證了樣本雨水的妥善保存，所有雨水經過的管道的材料均為耐腐蝕塑料材質，保證了使用壽命。3.本發明中的分瓶機構和開關蓋機構簡單實用，在結構儘量簡單的情況下完成完善的採樣，採用電機驅動保證了其綜合性能。4.本發明能在降水時自動進行雨水的收集，雨停後自動停止採樣，完成收集工作後能很好地保存樣本，並且能夠記錄與降水相關的數據。 5.本發明可以通過一定的方式存儲並查看採樣器記錄的降雨場次、每場降雨的開始時間、結束時間、氣溫、降雨量和故障報警，設置了採集分段模式，能夠按照具體的分段規則將不同段的雨水裝入不同的容器。6.本發明性能可靠，成本低廉，實用性高，安裝、搬運及維護都相對簡単。
圖I為本發明的整體結構視圖；圖2為本發明的左向剖視圖；圖3為本發明的俯視剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述結合圖I 3，主要包括機械結構和控制系統兩大部分，通過傳感器信號來控制分瓶機構和開關蓋機構實現具體動作已達到採集雨水樣本的目的。其主要結構包括分瓶機構、開關蓋機構、傳感器系統機構、電機驅動機構、及儀器支撐骨架等。外形主體為圓筒狀，高度為800mm左右，徑向尺寸約是400mm，設有單人提手和雙人提手，搬運方便；6個採樣瓶15均勻固定於安裝平臺周圍，每個採樣瓶15上方都安裝有半閉式的防護罩，起保護作用，採樣瓶安裝和取下都很方便，可直接從外部操作；與瓶子相間分布的是六路排水管道，其作用是當採樣瓶收集滿時，把剰餘的雨水排走。設有防塵蓋，當設備不用吋，防止採樣器內部進入空氣，防塵蓋內表面與密封材料間壓合緊密、均勻，無縫隙，蓋子是扣在採雨漏鬥上的，其內壁和漏鬥的外壁以斜面(斜面形式可以防止開蓋時出現卡死的現象)的形式相貼合，以保證設備的密封性。壓カ傳感器5感知開始降水和降水停止並發送相應信號，設計有洩流管道，當降大雨時，壓カ傳感器5管道處的雨水從洩流管道流走。傳感器4用於感知採樣瓶已滿的狀態，設計有排水管道，當採樣瓶收集滿時，剰餘的雨水將從排水管道中排走。電機17和電機9固定於支撐板上。電機17通過絲槓螺母機構16將旋轉運動變為直線運動，帶動舉杆11實現上下運動，電機9通過齒輪傳動機構將蓋子旋轉過一定的角度。電機17和電機9的轉動位置限制由限位開關控制。電機I驅動分瓶機構，使轉臺13轉過30度，注水管道對準排水管道，將剩餘雨水排空。注水機構12的後部安裝了防鏽電磁鐵，當雨水收集滿吋，給電磁鐵通電，輸水杆在磁力作用下，與連接導管脫離接觸，轉臺可以輕鬆地帶動注水機構轉動而不與採樣瓶發生幹渉，注水機構的復位是靠壓縮彈簧的弾力來實現。本發明外形主體為圓筒狀，設有單人提 手和雙人提手，方便搬運；設備不用時，有蓋子7將採樣器內部蓋住並密封，以防止採樣器內部進入空氣；6個採樣瓶15均勻固定於安裝平臺周圍，每個採樣瓶15上方都安裝有半閉式的防護罩，與瓶子相間分布的是六路排水管道，其作用是當採樣瓶收集滿時，把剰餘的雨水排走。當有雨水降落時，漏鬥6收集到的雨水會順著管道流至管道，雨水去路被阻斷，而漏鬥會繼續收集雨水，當液面上升，與壓カ傳感器5相連的管道裡面的空氣被困住，氣壓上升，此時壓力傳感器5就能通過壓カ變化而感知到開始降雨了，傳感器發送信號，單片機接收降雨信號井根據已定程序進行下ー步動作，設計有洩流管道，當降大雨時，雨水從洩流管道流走。單片機接收到降雨信號後，開關蓋機構和分瓶機構開始工作。蓋子7是扣在集雨漏鬥8上的，電機17和電機9固定於支撐板上。電機17通過絲槓螺母機構16將旋轉運動變為直線運動，帶動舉杆11實現上下運動，電機9通過齒輪傳動機構將蓋子旋轉過一定的角度，從而實現雨水的收集和收集完畢後採樣器的內部密封。電機17和電機9的轉動位置限制由限位開關控制。當採樣瓶15未收集滿時，隨著雨水的注入，會將採樣瓶內的空氣擠出，當採樣瓶收集滿時，注水機構12中液面上升，傳感器4感知銅箔片導通，發送「採樣瓶已滿」信號，單片機收到這一信號後，控制電機I驅動分瓶機構，轉臺13轉過30度，注水管道對準排水管道，將剩餘雨水排空，準備下一次降水採集。注水機構12的後部安裝了防鏽電磁鐵，當雨水收集滿吋，給電磁鐵通電，輸水杆在磁力作用下，與連接導管脫離接觸。這樣的話，轉臺可以輕鬆地帶動注水機構轉動而不與採樣瓶發生幹渉，注水機構的復位是靠壓縮彈簧的彈カ來實現的。降雨結束吋，雨水會通過與壓力傳感器5相連通的小孔較快的流走，隨著液面下降，空氣從壓縮態恢復為常態，壓カ下降，壓カ傳感器5通過這ー變化來感知降雨結束。
權利要求
1.ー種降水自動採樣器，其特徵是包括採樣瓶、採樣瓶傳感器、壓カ傳感器、檢測漏鬥、集雨漏鬥、蓋子、旋轉電機、舉杆、舉杆電機、注水機構，舉杆安裝在蓋子下方，舉杆電機通過驅動舉杆使蓋子上下移動，旋轉電機連接蓋子並驅動蓋子旋轉，蓋子扣在集雨漏鬥上，集雨漏鬥與注水機構相連通，採樣瓶與注水機構對應布置，採樣瓶傳感器安裝在注水機構上檢測採樣瓶中水滿或不滿的狀態，檢測漏鬥布置在集雨漏鬥旁，檢測漏鬥下方連接阻斷雨水的管道，管道上安裝旁通管，壓カ傳感器安裝在旁通管上。
2.根據權利要求I所述的ー種降水自動採樣器，其特徵是還包括轉臺和轉臺電機，注水機構安裝在轉臺裡，轉臺電機連接轉臺並驅動轉臺旋轉。
3.根據權利要求2所述的ー種降水自動採樣器，其特徵是還包括排水管道，排水管道與採樣瓶採用同樣的布置方式、並與注水機構相對應。
4.根據權利要求3所述的ー種降水自動採樣器，其特徵是所述的採樣瓶和排水管道分別有6個，6個排水管道與6個採樣瓶相間分布，相鄰排水管道和採樣瓶之間的夾角為30度。
5.根據權利要求1-4任一所述的ー種降水自動採樣器，其特徵是所述的採樣瓶上方安裝半閉式的防護罩。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種降水自動採樣器，包括採樣瓶、採樣瓶傳感器、壓力傳感器、檢測漏鬥、集雨漏鬥、蓋子、旋轉電機、舉杆、舉杆電機、注水機構，舉杆安裝在蓋子下方，舉杆電機通過驅動舉杆使蓋子上下移動，旋轉電機連接蓋子並驅動蓋子旋轉，蓋子扣在集雨漏鬥上，集雨漏鬥與注水機構相連通，採樣瓶與注水機構對應布置，採樣瓶傳感器安裝在注水機構上檢測採樣瓶中水滿或不滿的狀態，檢測漏鬥布置在集雨漏鬥旁，檢測漏鬥下方連接阻斷雨水的管道，管道上安裝旁通管，壓力傳感器安裝在旁通管上。本發明能在降水時自動進行雨水的收集，雨停後自動停止採樣，完成收集工作後能很好地保存樣本，並且能夠記錄與降水相關的數據。
文檔編號G01N1/20GK102680282SQ201210149448
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者安清華, 王嵐 申請人:哈爾濱工程大學