本發(fā)明涉及水質(zhì)檢測(cè)，具體為一種用于水質(zhì)檢測(cè)的自動(dòng)微量移液系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

1、水質(zhì)檢測(cè)是通過(guò)對(duì)水樣中各種物質(zhì)的含量、微生物的種類和數(shù)量等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析，以評(píng)估水體的污染程度和適用性。水質(zhì)檢測(cè)通常包括對(duì)水樣中的各種化學(xué)物質(zhì)、重金屬、有機(jī)物、微生物、ph值、渾濁度等指標(biāo)進(jìn)行分析。通過(guò)水質(zhì)檢測(cè)可以了解水體是否符合相關(guān)的衛(wèi)生、環(huán)境和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及是否適合飲用、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)等用途。

2、經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中，公開號(hào)為cn117168916a，公開了一種水質(zhì)檢測(cè)取樣裝置，屬于水質(zhì)取樣技術(shù)領(lǐng)域，包括取樣箱體和可拆卸設(shè)于其上的頂蓋，還包括：取樣筒，用于對(duì)水體進(jìn)行收集取樣；多個(gè)進(jìn)水口；放料機(jī)構(gòu)，用于使得所述存放腔內(nèi)的多個(gè)所述取樣筒間歇性下料并使得每個(gè)待取樣的所述取樣筒處于對(duì)應(yīng)所述進(jìn)水口的位置；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于使得處于所述進(jìn)水口的位置處的取樣筒進(jìn)行取樣操作；本方案當(dāng)一處位置的取樣筒取樣完畢后，此時(shí)可通過(guò)操作放料機(jī)構(gòu)使得取樣完的取樣筒下移，放料機(jī)構(gòu)也會(huì)支撐托住該下移的取樣筒的相鄰上一個(gè)取樣筒，實(shí)現(xiàn)間歇下料；避免了多次取樣時(shí)需要將取樣后的設(shè)備反復(fù)移出水面取出取樣筒再放入新的之后再放入水中的情況，省時(shí)省力且效率高。

3、但是，該裝置和現(xiàn)有技術(shù)中仍存在以下缺陷：

4、目前水質(zhì)檢測(cè)普遍采用人為操作的，原因是檢測(cè)設(shè)備的精度達(dá)不到要求，以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)辦法為依據(jù)，現(xiàn)有的水質(zhì)檢測(cè)的裝置和系統(tǒng)無(wú)法在進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)高精度、自動(dòng)化檢測(cè)，且如何提高檢測(cè)效率，滿足環(huán)境檢測(cè)部門的需求，還有待于解決。

5、因此，需要提供一種用于水質(zhì)檢測(cè)的自動(dòng)微量移液系統(tǒng)及其方法，來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于水質(zhì)檢測(cè)的自動(dòng)微量移液系統(tǒng)及其方法，以解決的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種用于水質(zhì)檢測(cè)的自動(dòng)微量移液系統(tǒng)，包括支撐部件、安裝在支撐部件上的驅(qū)動(dòng)部件，安裝在驅(qū)動(dòng)部件上的移液器，所述驅(qū)動(dòng)部件包括第一驅(qū)動(dòng)組件和第二驅(qū)動(dòng)組件，所述第一驅(qū)動(dòng)組件安裝于支撐部件的側(cè)壁上，所述第二驅(qū)動(dòng)組件安裝在連接架子的一側(cè)側(cè)壁上，所述連接架子的另一側(cè)側(cè)壁與第一驅(qū)動(dòng)組件的第一滑臺(tái)通過(guò)螺絲固定安裝，所述移液器通過(guò)連接件安裝于第一驅(qū)動(dòng)組件的側(cè)壁上；

4、所述第一驅(qū)動(dòng)組件和第二驅(qū)動(dòng)組件通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)下而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)輸入端與運(yùn)動(dòng)控制器的控制輸出端電性連接，所述運(yùn)動(dòng)控制器的控制輸入端與光耦繼電器的控制輸出端電性連接，所述光耦繼電器的控制輸入端與plc模塊電性連接；

5、所述運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)串口通訊與上位機(jī)通訊連接，且運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)字輸入和輸出端口與plc控制器的信號(hào)接收端電性連接。

6、優(yōu)選的，所述支撐部件包括底板、兩個(gè)支撐板和支撐架子，兩個(gè)所述支撐板分別安裝于底板的頂面上，所述支撐架子的一側(cè)側(cè)壁分別與兩個(gè)支撐板的側(cè)壁固定安裝。

7、優(yōu)選的，所述底板的頂面開設(shè)有第一插槽，所述支撐架子的一側(cè)側(cè)壁開設(shè)有第二插槽，所述支撐板的底部一體成型有第一插塊，所述支撐板的側(cè)壁一體成型有第二插塊，所述第一插塊與第一插槽的內(nèi)部相插接，所述第二插塊與第二插槽的內(nèi)部相插接。

8、優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動(dòng)組件包括第一步進(jìn)電機(jī)、第一絲桿、第一滑臺(tái)和第一導(dǎo)軌，所述第一導(dǎo)軌通過(guò)螺絲固定安裝于支撐架子的另一側(cè)側(cè)壁上，所述第一導(dǎo)軌的頂部通過(guò)螺絲固定安裝有第一步進(jìn)電機(jī)，所述第一步進(jìn)電機(jī)輸出軸與第一絲桿的一端固定安裝，所述第一絲桿的另一端通過(guò)軸承座與第一導(dǎo)軌的頂部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一滑臺(tái)的內(nèi)部開設(shè)有第一螺紋槽，所述第一滑臺(tái)通過(guò)內(nèi)部的第一螺紋槽與第一絲桿的側(cè)壁螺紋連接，所述第一滑臺(tái)在第一導(dǎo)軌的側(cè)壁上往復(fù)滑動(dòng)，所述第二驅(qū)動(dòng)組件包括第二步進(jìn)電機(jī)、第二絲桿、第二滑臺(tái)和第二導(dǎo)軌，所述第二導(dǎo)軌安裝于連接架子的另一側(cè)側(cè)壁上，所述第二導(dǎo)軌的頂部通過(guò)螺絲與第二步進(jìn)電機(jī)固定安裝，所述第二步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與第二絲桿的一端固定安裝，所述第二絲桿的另一端通過(guò)軸承座與第二導(dǎo)軌的底部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二滑臺(tái)的內(nèi)部開設(shè)有二螺紋槽，所述第二滑臺(tái)通過(guò)內(nèi)部的第二螺紋槽與第二絲桿的側(cè)壁螺紋連接，所述第二滑臺(tái)在第二導(dǎo)軌的側(cè)壁往復(fù)滑動(dòng)。

9、優(yōu)選的，所述連接件包括角碼、移動(dòng)板和安裝板，所述安裝板固定安裝于第二導(dǎo)軌的底部上，所述安裝板的內(nèi)部開設(shè)有用于安裝移液器的通孔，所述第二滑臺(tái)的側(cè)壁通過(guò)螺絲與角碼的一端固定安裝，所述角碼的另一端與移動(dòng)板的頂面相固定安裝，所述移動(dòng)板的側(cè)壁開設(shè)有供第二導(dǎo)軌通過(guò)的缺槽，所述移液器包括活塞桿和液筒，所述活塞桿的頂部與移動(dòng)板的底面固定安裝，所述液筒安裝于安裝板內(nèi)部的通孔上。

10、優(yōu)選的，所述第二導(dǎo)軌的兩側(cè)還分別固定安裝有導(dǎo)向桿，所述移動(dòng)板的兩側(cè)分別貫穿開設(shè)有滑孔，所述滑孔的內(nèi)部與導(dǎo)向桿的側(cè)壁滑動(dòng)連接。

11、優(yōu)選的，所述plc模塊采用子s7-200?smart型號(hào)的plc控制器，所述plc控制器包括有以太網(wǎng)接口，通過(guò)以太網(wǎng)接口配合網(wǎng)線與pc通訊連接，為plc控制器輸入驅(qū)動(dòng)程序，且所述以太網(wǎng)接口還與cpu模塊、觸摸屏或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。

12、優(yōu)選的，所述光耦繼電器采用八路光耦繼電器，其中一路光耦繼電器包括光耦隔離器u1、繼電器線圈和三極管q1，所述光耦隔離器u1的1腳與電阻r1一端連接，所述電阻r1的另一端接入5v電壓，所述光耦隔離器u1的4腳接入12v電壓，所述光耦隔離器u1的3腳與電阻r2的一端連接，所述電阻r2的另一端分別與電阻r3的一端以及三極管q1的基極連接，所述電阻r3的另一端與三極管q1的發(fā)射極接地，所述三極管q1的集電極與繼電器線圈連接，且繼電器線圈的兩端并聯(lián)有二極管d1，所述繼電器線圈接入12v電壓。

13、優(yōu)選的，所述運(yùn)動(dòng)控制器采用amc4030型號(hào)的三軸運(yùn)動(dòng)控制器，所述三軸運(yùn)動(dòng)控制器的兩軸控制端分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制輸入端電性連接，兩個(gè)所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與第一步進(jìn)電機(jī)以及第二步進(jìn)電機(jī)的控制端電性連接。

14、一種用于水質(zhì)檢測(cè)的自動(dòng)微量移液方法，還包括如下步驟：

15、s1、支撐部件的搭建，將兩個(gè)兩個(gè)支撐板底部上的第一插塊分別插接于底板上的第一插槽中，并通過(guò)螺絲固定，然后將兩個(gè)支撐板側(cè)壁上的第二插塊分別插接于支撐架子側(cè)壁上開設(shè)的第二插槽中，并通過(guò)螺絲固定；

16、s2、驅(qū)動(dòng)部件的搭建，將第一導(dǎo)軌通過(guò)螺絲安裝在支撐架子的側(cè)壁上，然后將連接架子通過(guò)螺絲安裝在第一滑臺(tái)的側(cè)壁上，再將第二導(dǎo)軌安裝在連接架子的側(cè)壁上；

17、s3、移液器的安裝，將移液器的液筒安裝在安裝板內(nèi)部的通孔上，并將移液器的活塞桿與移動(dòng)板的底面通過(guò)螺絲固定安裝，移動(dòng)板角碼配合螺絲安裝在第二滑臺(tái)的側(cè)壁上，安裝板通過(guò)螺絲固定安裝在第二導(dǎo)軌的底部上；

18、s4、移液器的位置調(diào)整，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的液位高低，通過(guò)與第一步進(jìn)電機(jī)電連接的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)第一步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，而使第一絲桿在第一導(dǎo)軌上正反轉(zhuǎn)，使第一滑臺(tái)能夠在第一導(dǎo)軌側(cè)壁上升或者下降，從而使得連接架子、第二驅(qū)動(dòng)組件和移液器在底板上方整體上下移動(dòng)，以改變移液器的取樣高度；

19、s5、移液器的取樣，通過(guò)與第二步進(jìn)電機(jī)電連接的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)第二步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，使第二絲桿能夠在第二導(dǎo)軌上正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，從而使得第二滑臺(tái)在第二導(dǎo)軌的側(cè)壁上上升或下降，而帶動(dòng)移液器的活塞桿在液筒上升或者下降，以對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行取樣；

20、s6、第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，上位機(jī)發(fā)送控制指令：上位機(jī)通過(guò)與運(yùn)動(dòng)控制器建立通訊連接，發(fā)送控制指令給運(yùn)動(dòng)控制器，指令包括步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向和速度等參數(shù)；

21、運(yùn)動(dòng)控制器接收指令：運(yùn)動(dòng)控制器接收上位機(jī)發(fā)送的指令，解析指令內(nèi)容并執(zhí)行相應(yīng)的操作，根據(jù)指令控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度；

22、運(yùn)動(dòng)控制器控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)：根據(jù)接收到的指令，運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送的信號(hào)，分別控制第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)按照設(shè)定的方向和速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

23、運(yùn)動(dòng)控制器向plc發(fā)送信號(hào)：當(dāng)運(yùn)動(dòng)控制器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)向plc發(fā)送信號(hào)，告知plc步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，plc可以根據(jù)接收到的信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；

24、plc控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)：根據(jù)接收到的信號(hào)狀態(tài)，plc控制輸出位的高低電平信號(hào)給光耦繼電器，光耦繼電器接收到指令，通過(guò)電路的通斷發(fā)送指令給運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)光耦繼電器發(fā)出的指令，控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)發(fā)送指令，運(yùn)動(dòng)控制器控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)plc控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

26、通過(guò)將移液器安裝在驅(qū)動(dòng)部件，并采用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)移液器進(jìn)行移動(dòng)和取液動(dòng)作，代替人工手動(dòng)取液的過(guò)程中，以提高檢測(cè)效率，同時(shí)為了提高取液的精準(zhǔn)度，通過(guò)plc模塊、光耦繼電器、運(yùn)動(dòng)控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和上位機(jī)共同對(duì)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，以能夠控制取液器的所在液位高度，以對(duì)不同層的液面進(jìn)行取樣，同時(shí)也通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制取液器的活塞桿的移動(dòng)速率，能夠以微量的方式抽取液體，從而提高取液的精準(zhǔn)度，減少人力資源的耗費(fèi)，自動(dòng)化的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)類似于檢測(cè)流水線，大大提高了檢測(cè)效率，滿足環(huán)境檢測(cè)部門的需求。

27、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。