一種抽屜式便攜坡面徑流採樣器的製造方法
2023-10-22 20:56:07
一種抽屜式便攜坡面徑流採樣器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種抽屜式便攜坡面徑流採樣器，由蓄水裝置和採集裝置組成，所述蓄水裝置包括水槽和攪拌器，所述水槽進水口安裝有流量傳感器；所述採集裝置包括箱座和箱蓋，所述箱蓋內的電動絲杆導軌上安裝有滑動配合的分配管閥門組，所述箱座內設有內置多排採樣瓶的抽屜，所述分配管閥門組的一排注水管口對準抽屜內的任一排採樣瓶口；所述水槽經導管連接至蠕動泵，所述蠕動泵經導管連接至分配管閥門組，所述流量傳感器、攪拌器的攪拌電機、電動絲杆導軌的驅動電機、分配管閥門組以及蠕動泵的驅動電機均電性連接至控制裝置。本實用新型達到節省人力、採集方便、實時監測的效果，保證水樣採集的可靠性和準確性，便於正確判斷水質狀況。
【專利說明】一種抽屜式便攜坡面徑流採樣器
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種抽屜式便攜坡面徑流採樣器，屬於坡面徑流採樣【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 目前，中國大多數地區對於坡面徑流的採樣主要採取手動的人工採樣，工作條件 較差，效率低下，並且誤差較大，不能實現實時記錄坡面徑流的水量大小、速度快慢等信息。 雖然目前國內外某些公司已經推出了部分水質採樣器，但現有水質採樣器不能滿足坡面徑 流的採樣要求，並且普遍存在笨重不易攜帶、製造成本高、採樣模式單一和採樣瓶內置而不 方便提取與放置等缺點。大部分採樣器採用蠕動泵連接旋轉頭進行給水，它們存在一些密 封性問題和腐蝕性問題。另外，現有採集器只有採集部分，功能單一，不適合智能採樣。 實用新型內容
[0003] 為了克服現有水質採樣器的弊端，本實用新型的目的在於提供一種可用於實現全 自動採樣且採樣模式可根據實際流量大小自動調整的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，以達到 節省人力、採集方便、實時監測的效果，保證水樣採集的可靠性和準確性，便於正確判斷水 質狀況。
[0004] 為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是：一種抽屜式便攜坡面徑流採 樣器，由蓄水裝置和採集裝置組成，所述蓄水裝置包括安裝在支撐框架上的水槽和安裝在 水槽內的攪拌器，所述支撐框架上還安裝有驅動水槽旋轉傾倒的傾倒電機，所述水槽的進 水口安裝有流量傳感器，所述水槽內還安裝有水位傳感器；所述採集裝置包括箱座和位於 箱座正上方的箱蓋，所述箱蓋內安裝有電動絲杆導軌，所述電動絲杆導軌上安裝有垂直交 叉且滑動配合的分配管閥門組，所述箱座內設有內置多排採樣瓶的抽屜，所述分配管閥門 組的一排注水管口對準抽屜內的任一排採樣瓶口；所述水槽的出水口經外置輸水導管連接 至蠕動泵的進口，所述蠕動泵的出口經內置輸水導管連接至分配管閥門組的進口，所述流 量傳感器、水位傳感器、傾倒電機、攪拌器的攪拌電機、電動絲杆導軌的驅動電機、分配管閥 門組的電磁閥以及蠕動泵的驅動電機均電性連接至控制裝置。
[0005] 進一步的，所述傾倒電機、攪拌電機以及蠕動泵的驅動電機均配有由控制裝置控 制通斷的動力源，所述動力源為電池或外接電源。
[0006] 進一步的，所述控制裝置是設置於控制箱內的單片機，所述控制箱設置於箱蓋內。
[0007] 進一步的，所述控制裝置電性連接有輸入輸出接口、存儲記憶卡、無線通訊模塊、 開關調速模塊、電源模塊以及顯示模塊。
[0008] 進一步的，所述蠕動泵安裝在箱蓋上。
[0009] 進一步的，所述箱蓋與箱座上下可拆連接，所述支撐框架與箱座左右可拆連接。 [0010] 進一步的，所述箱座上設有位於抽屜上方的導流板，所述導流板上分布有多個分 別通向相應採樣瓶的漏鬥孔。
[0011] 進一步的，所述箱座底側設有萬向輪，所述箱座前側設有抽拉杆。
[0012] 進一步的，所述抽屜前後側均設置有把手。
[0013] 與現有技術相比，本實用新型具有以下顯著優點：該抽屜式便攜坡面徑流採樣器 通過流量傳感器和水位傳感器可實現雨水流量檢測和水槽內水位檢測的功能，通過攪拌器 和傾倒電機可實現雨水中泥沙均勻分布和傾倒剩餘積水的功能，通過由抽屜、箱座和箱蓋 組成的抽屜式便捷裝置實現方便搬運、箱座分離便於採樣瓶的取出與放置的功能，克服了 人工採樣的地域和時間限制，可移動到所需採樣的地點進行全天候全自動採樣，通用性強； 並且達到節省人力、採集方便、獲取水樣方便、保證採集水樣準確性的目的；整個設備結構 緊湊，配合緊密，密封性好，有助於雨量檢測和水土保持研究工作的進行。
[0014] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型實施例的主視示意圖。
[0016] 圖2為本實用新型實施例的立體示意圖。
[0017] 圖3為蓄水裝置的結構示意圖。
[0018] 圖4為箱座組裝後的結構示意圖。
[0019] 圖5為箱蓋組裝後的結構示意圖。
[0020] 圖中：卜水槽，2-支撐框架，3-外置輸水導管，4-懦動泵，5-內置輸水導管，6-箱 蓋,7-電動絲杆導軌，71-電動絲杆導軌的驅動電機，8-分配管閥門組，9-導流板，10-抽屜， 101-把手，11-箱座，12-採樣瓶，13-控制箱，14-葉輪。
【具體實施方式】
[0021] 如圖1飛所示，一種抽屜式便攜坡面徑流採樣器，由蓄水裝置和採集裝置組成，所 述蓄水裝置包括安裝在支撐框架2上的水槽1和安裝在水槽1內的攪拌器，所述支撐框架 2上還安裝有驅動水槽1旋轉傾倒的傾倒電機，所述水槽1的進水口安裝有流量傳感器，所 述水槽1內還安裝有水位傳感器；所述採集裝置包括箱座11和位於箱座11正上方的箱蓋 6，所述箱蓋6內安裝有電動絲杆導軌7，所述電動絲杆導軌7上安裝有垂直交叉且滑動配合 的分配管閥門組8,所述箱座11內設有內置多排採樣瓶12的抽屜10,所述分配管閥門組8 的一排注水管口對準抽屜10內的任一排採樣瓶12 口；所述水槽1的出水口經外置輸水導 管3連接至蠕動泵4的進口，所述蠕動泵4的出口經內置輸水導管5連接至分配管閥門組8 的進口，所述流量傳感器、水位傳感器、傾倒電機、攪拌器的攪拌電機、電動絲杆導軌7的驅 動電機71、分配管閥門組8的電磁閥以及蠕動泵4的驅動電機均電性連接至控制裝置。
[0022] 在本實施例中，為了防止生鏽與腐蝕，所述支撐框架2採用不鏽鋼等材料製成。為 了防止進水，所述蠕動泵4的驅動電機外部密封，所述蠕動泵4通過螺絲固定安裝在箱蓋6 上，需要時可以拆卸。所述水槽1呈半圓柱形，所述攪拌器是由攪拌電機和葉輪14組成。 以收集24瓶水為例，所述抽屜10內以4X6陣列方式放置24個採樣瓶12,六排四列的長 方形，可使設備結構緊湊，便於攜帶。所述分配管閥門組8由螺母、分配管和電磁閥組成，所 述分配管上部通過螺母與電動絲杆導軌7的絲杆組成了滾珠絲槓螺母副，所述分配管下部 具有一排四個開口朝向的注水管，各個注水管分別配有獨立控制的電磁閥，由控制裝置分 別控制其開啟與關斷以實現對不同採樣瓶12的水樣採集；其由電動絲杆導軌7驅動前後移 動，可以精確地將閥門口移動到所需採樣的採樣瓶12上方，所述電動絲杆導軌7由驅動電 機71、絲杆和兩根對稱導軌組成。
[0023] 在本實施例中，所述傾倒電機、攪拌電機以及蠕動泵4的驅動電機均配有由控制 裝置控制通斷的動力源，所述動力源為電池或外接電源，使用廣泛，工作穩定，例如蓄電池 等固定電池，蓄電池可在戶外結合太陽能板使用。所述控制裝置是設置於控制箱13內的單 片機，當然還可以是PLC等控制器；所述單片機控制蠕動泵4以實現定時(或定量）採集，所 述單片機在蠕動泵4抽水前控制電動絲杆導軌7將分配管閥門組8的各個注水管口精確送 至相應的每個採樣瓶12上方，然後開始抽水。所述控制箱13設置於箱蓋6的中部，所述控 制箱13用密封蓋密封，內部可裝有24V車載電池，並配有USB接口，用於接入其它可用的移 動電源。
[0024] 在本實施例中，所述控制裝置電性連接有輸入輸出接口、存儲記憶卡、無線通訊模 塊、開關調速模塊、電源模塊以及顯示模塊，例如WiFi無線發射器、啟停開關、調速旋鈕、夕卜 接電源插頭、顯示屏、程序輸入埠，可以實現採樣速度調節、外接電源、內置電池電量顯 示、工作模式顯示和工作模式程序的更改。通過控制箱13就能實現對整套設備的實時記 錄，同時也可以根據需要決定是否要利用WiFi技術實現無線傳輸，或利用存儲記憶卡來記 錄數據，用於採樣瓶12全部採集結束後取出分析數據。
[0025] 在本實施例中，為了方便檢查箱蓋6中主要設備，所述箱蓋6與箱座11上下可拆 連接，二者可以分離；所述支撐框架2與箱座11左右可拆連接，例如用螺絲結合和固定，需 要時可以拆分使用。為了便於整個裝置的移動與攜帶，所述箱座11底側可設有萬向輪，所 述箱座11前側可設有抽拉杆。為了防止水流濺出，所述箱座11上設有位於抽屜10上方的 導流板9,所述導流板9可以拆分，所述導流板9上分布有多個分別通向相應採樣瓶12的漏 鬥孔，有利於水流的導入，所述漏鬥孔的具體個數可以根據實際需要設定。為了方便搬運， 所述抽屜10前後側均設置有把手101，通過前側的把手101可以將抽屜10抽拉至完全與箱 座11分離，後側的把手101內置在抽屜10內壁上，需要用時直接掰起來即可用，既便於採 樣瓶12的取出與放置，也方便抽屜10的搬運。
[0026] 在本實施例中，該抽屜式便攜坡面徑流採樣器的採樣方法按以下步驟進行：
[0027] (1)當山體等坡面上的雨水流下來後，用一根引流導管把雨水引入水槽1中，雨水 在流入水槽1前先經過流量傳感器的檢測，流量傳感器檢測出雨水流量，並發送流量信號 給控制裝置，為後續控制裝置自動啟動哪種採樣模式做準備；
[0028] (2)當雨水進入水槽1後，控制裝置啟動攪拌器，攪拌電機驅動葉輪14,使得含有 泥沙的雨水得到均勻攪拌，為後續蠕動泵4抽取分布均勻的雨水做準備；
[0029] (3)當水槽1中的水達到設定量（由水位傳感器檢測）時，控制裝置啟動蠕動泵4， 蠕動泵4通過外置輸水導管3吸取水槽1中的水，通過內置輸水導管5把採集來的水送入 分配管閥門組8,吸到裝滿一個採樣瓶12的水量後就停止吸水，啟動傾倒電機，把剩餘的雨 水倒掉，避免剩餘雨水影響下一個採樣瓶12的採樣精度；
[0030] (4)控制裝置通過電動絲杆導軌7將分配管閥門組8移動到第一排採樣瓶12 口的 上方，等待注水；控制裝置依次一個一個地開啟分配管閥門組8的電磁閥，對各個採樣瓶12 依次進行注水；待上一排注水結束後，電動絲杆導軌7將分配管閥門組8移動到下一排採樣 瓶12 口的上方，再次進行注水；以此類推，直至抽屜10的所有採樣瓶12採集完畢後，可在 不打開整個採樣器的情況下將抽屜10抽拉出來，將採樣瓶12全部取出，換上空採樣瓶12， 繼續採樣。
[0031] 本實用新型可以實現智能自動選擇採樣模式，它利用流量傳感器記錄坡面徑流的 大小，自動選擇哪種採樣模式，例如按時採樣、按流量採樣等採樣模式；可以確定收集方式， 是一次收集完一瓶，還是分多次收集完一瓶。
[0032] 另外，本實用新型的採集裝置底部可傳感器等檢測設備，用於實時檢測一些所需 的相關數據，並且可以將所記錄到的數據實時記錄保存在內置的記憶卡裡，同時還可以通 過無線通訊模塊實現實時無線傳輸。例如，可以在箱座11底部安裝重力傳感器，用於檢測 一瓶水樣含有的質量，此質量可用於後面計算出此瓶水中含有的泥沙量，替代目前必須拿 回實驗室用天平等儀器來檢測重量的步驟，方便了計算雨水中泥沙的含量。
[0033] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利範圍所做的均 等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋範圍。
【權利要求】
1. 一種抽屜式便攜坡面徑流採樣器，由蓄水裝置和採集裝置組成，其特徵在於：所述 蓄水裝置包括安裝在支撐框架上的水槽和安裝在水槽內的攪拌器，所述支撐框架上還安裝 有驅動水槽旋轉傾倒的傾倒電機，所述水槽的進水口安裝有流量傳感器，所述水槽內還安 裝有水位傳感器；所述採集裝置包括箱座和位於箱座正上方的箱蓋，所述箱蓋內安裝有電 動絲杆導軌，所述電動絲杆導軌上安裝有垂直交叉且滑動配合的分配管閥門組，所述箱座 內設有內置多排採樣瓶的抽屜，所述分配管閥門組的一排注水管口對準抽屜內的任一排採 樣瓶口；所述水槽的出水口經外置輸水導管連接至蠕動泵的進口，所述蠕動泵的出口經內 置輸水導管連接至分配管閥門組的進口，所述流量傳感器、水位傳感器、傾倒電機、攪拌器 的攪拌電機、電動絲杆導軌的驅動電機、分配管閥門組的電磁閥以及蠕動泵的驅動電機均 電性連接至控制裝置。
2. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述傾倒電機、攪 拌電機以及蠕動泵的驅動電機均配有由控制裝置控制通斷的動力源，所述動力源為電池或 外接電源。
3. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述控制裝置是 設置於控制箱內的單片機，所述控制箱設置於箱蓋內。
4. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述控制裝置電 性連接有輸入輸出接口、存儲記憶卡、無線通訊模塊、開關調速模塊、電源模塊以及顯示模 塊。
5. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述蠕動泵安裝 在箱蓋上。
6. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述箱蓋與箱座 上下可拆連接，所述支撐框架與箱座左右可拆連接。
7. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述箱座上設有 位於抽屜上方的導流板，所述導流板上分布有多個分別通向相應採樣瓶的漏鬥孔。
8. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述箱座底側設 有萬向輪，所述箱座前側設有抽拉杆。
9. 根據權利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流採樣器，其特徵在於：所述抽屜前後側 均設置有把手。
【文檔編號】G01N1/14GK203881576SQ201420285730
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】葉大鵬, 徐新生, 方兵, 林金石, 林康, 張忠建, 許超迪 申請人:福建農林大學