一種大容量自動采水樣儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種采水樣儀，具體涉及一種大容量自動采水樣儀，能夠?qū)崿F(xiàn)定時定量自動采樣；屬于水文檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]針對水文物理機理方面的研宄在很大程度上依靠野外水文實驗來實現(xiàn)，包括對水樣的采集、分析和研宄，因此，在水樣采集過程中的定時定量多次自動化采集以及水樣運輸過程中的防污染、防蒸發(fā)對水文機理的研宄有著至關(guān)重要的作用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中常用的水樣采集裝置大多依賴人工操作，也有部分采樣儀器實現(xiàn)了對水樣的自動采集技術(shù)，但是仍存在以下不足:
[0004]1、多采用旋轉(zhuǎn)定位方式對采集水樣進行定位，這增大了采樣裝置的體積，且重量較重不利于攜帶。
[0005]2、采樣成功后，將水樣露空放置于試管中，在戶外使用時，容易導(dǎo)致水樣的污染及蒸發(fā)，影響檢測結(jié)果的準確性。
[0006]3、由于裝置空間受限，不能實現(xiàn)定量、定時多次采樣，導(dǎo)致水樣大小不同，樣本數(shù)量不足，使得后期的水文數(shù)據(jù)分析不具代表性。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種大容量自動采水樣儀，能夠?qū)崿F(xiàn)方便、準確地定時定量采集水樣，操作方便且節(jié)省人力。
[0008]為了實現(xiàn)上述目標，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0009]一種大容量自動采水樣儀，包括儀器框體、安裝于儀器框體內(nèi)的X軸移動機構(gòu)、Y軸移動機構(gòu)、Z軸移動機構(gòu)、采樣機構(gòu)以及蠕動泵；
[0010]所述z軸移動機構(gòu)用于驅(qū)動采樣機構(gòu)沿z方向運動，包括a軸驅(qū)動裝置和z方向?qū)к?，所述采樣機構(gòu)包括:安裝于Z方向?qū)к壣系尼橆^支架和固定于針頭支架上的工業(yè)針頭，所述工業(yè)針頭與蠕動泵通過硅膠管連通；
[0011]所述Y軸移動機構(gòu)包括:Y軸驅(qū)動裝置和Y方向?qū)к?，所述Z軸移動機構(gòu)通過Z軸安裝平臺與Y軸移動機構(gòu)相連接并且能夠在Y方向?qū)к壣线\動；
[0012]所述X軸移動機構(gòu)包括:Χ軸驅(qū)動裝置和X方向?qū)к?，所述Y軸移動機構(gòu)通過Y軸安裝平臺與X軸移動機構(gòu)相連接并且能夠在X方向?qū)к壣线\動；
[0013]所述儀器框體內(nèi)位于工業(yè)針頭下方設(shè)有一試管架，試管架上形成有若干試管放置槽。
[0014]優(yōu)選地，前述X軸驅(qū)動裝置包括:Χ軸電機、X方向同步輪和X方向同步帶，所述Y軸安裝平臺與X方向同步帶相連接，可采用熱熔膠將二者粘接在一起，所述X軸電機驅(qū)動X方向同步帶轉(zhuǎn)動從而帶動Y軸安裝平臺沿X方向?qū)к夁\動。
[0015]優(yōu)選地，前述Y軸驅(qū)動裝置包括:Υ軸電機、Y方向同步輪和Y方向同步帶，所述Z軸安裝平臺與Y方向同步帶相連接，可采用熱熔膠將二者粘接在一起，所述Y軸電機驅(qū)動Y方向同步帶轉(zhuǎn)動從而帶動Z軸安裝平臺沿Y方向?qū)к夁\動。
[0016]優(yōu)選地，前述Z軸驅(qū)動裝置包括:Z軸電機、Z方向同步帶和與Z方向?qū)к壠叫性O(shè)置的絲桿，所述Z軸電機驅(qū)動絲桿帶動針頭支架運動。
[0017]具體地，前述試管架上按10*10等間距排布的方式設(shè)有100個試管，并且在試管表面覆蓋有硅膠膜；硅膠膜具有耐高溫、耐腐蝕、抗撕拉性強及成本低廉等特點，防止蒸發(fā)性能好，避免水樣被污染，提尚了后續(xù)水樣檢測的精確性。
[0018]進一步地，前述Y軸安裝平臺中內(nèi)置一 X方向霍爾傳感器以控制Y軸移動機構(gòu)整體在X方向的位移大小。
[0019]更進一步地，前述Z軸安裝平臺中內(nèi)置一 Y方向霍爾傳感器以控制Z軸移動機構(gòu)整體在Y方向的位移大小。
[0020]再進一步地，在X方向和Y方向等間隔地設(shè)置若干磁鋼，磁鋼之間的間距與試管放置槽之間的間距相等，合理的間距可選擇為3cm。當(dāng)Y軸安裝平臺移動到X方向上的磁鋼上方時，X方向霍爾傳感器向單片機主控芯片輸出信號，單片機停止X軸電機，使Y軸移動機構(gòu)停留在固定位置處；當(dāng)〖軸安裝平臺移動到Y(jié)方向上的磁鋼上方時，Y方向霍爾傳感器向單片機主控芯片輸出信號，單片機停止Y軸電機，使Z軸移動機構(gòu)停留在固定位置處；由此，便利地實現(xiàn)了 X方向和Y方向的定位。
[0021 ] 該大容量自動采水樣儀還包括配備有實時時鐘芯片的單片機主控芯片，所述單片機主控芯片通過L298N電機驅(qū)動模塊對X軸電機、Y軸電機及Z軸電機進行驅(qū)動，實現(xiàn)電機的雙向旋轉(zhuǎn)；同時單片機主控芯片控制蠕動泵的啟停和轉(zhuǎn)動方向。單片機主控芯片可采用MSP430F149，實時時鐘芯片為DS12877，當(dāng)?shù)搅祟A(yù)設(shè)的時刻或者時間間隔時，實時時鐘芯片就喚醒單片機主控芯片，控制工業(yè)針頭移動到下一個試管并啟動蠕動泵。當(dāng)蠕動泵轉(zhuǎn)動圈數(shù)達到一定值時(可根據(jù)需要采集的水樣大小進行設(shè)定)，停止蠕動泵，抬起針頭，并使蠕動泵反轉(zhuǎn)，把泵中剩余的水排出，防止影響下一次采樣。
[0022]在本實用新型中，采用8000mAh、12V的鋰電池對自動采水樣儀進行供電。
[0023]本實用新型的有益之處在于:本實用新型的自動采水樣儀通過三軸聯(lián)動機構(gòu)，巧妙、方便地對采樣機構(gòu)進行定位，將水樣采集到試管中，減小了采水樣儀的體積，方便攜帶外出作業(yè)；另外，還可通過霍爾傳感器和磁鋼準確控制位移大小，提高定位精度；通過在試管架上形成多個試管放置槽，實現(xiàn)了批量、大容量采集水樣，并且在試管表面覆蓋硅膠膜能夠防止水樣蒸發(fā)、避免污染，從而提高水文數(shù)據(jù)分析的精度；采用單片機可實現(xiàn)智能控制采水樣儀，方便靈活調(diào)整采集水量及采樣時間間隔，無需工作人員實時監(jiān)控，大大節(jié)省了人力，提高了采樣效率和分析結(jié)果的可靠性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的一種大容量自動采水樣儀的一個優(yōu)選實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1所示實施例的俯視圖；
[0026]圖3是圖1所示實施例的主視圖；
[0027]圖4是圖1所示實施例的右視圖；
[0028]圖5是圖1所示實施例中Z軸移動機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6是圖5的主視圖。
[0030]圖中附圖標記的含義:1、儀器框體，2、蠕動泵，3、針頭支架，4、工業(yè)針頭，5、X軸電機，6、X方向同步輪，7、X方向同步帶，8、X方向?qū)к墸?、Y軸電機，10、Y方向同步輪，11、Y方向同步帶，12、Y方向?qū)к墸?3、Y軸安裝平臺，14、Z軸電機，15、Z方向同步帶，16、絲桿，17、Z方向?qū)к墸?8、Z軸安裝平臺，19、試管架，20、單片機主控芯片，21、磁鋼。
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0032]參見圖1至圖4，本實用新型的大容量自動采水樣儀，包括儀器框體1、安裝于儀器框體I內(nèi)的X軸移動機構(gòu)、Y軸移動機構(gòu)、Z軸移動機構(gòu)、采樣機構(gòu)以及蠕動泵2。通過三軸移動機構(gòu)的聯(lián)動配合，巧妙地實現(xiàn)了對采樣機構(gòu)的定位，定位過程簡單易實現(xiàn)且定位精確，簡化了自動采水樣儀的結(jié)構(gòu)，便于攜帶。
[0033]其中，采樣機構(gòu)包括:安裝于Z方向?qū)к?7上的針頭支架3和固定于針頭支架3上的工業(yè)針頭4，工業(yè)針頭4與蠕動泵2通過硅膠管連通，蠕動泵2將水樣泵入工業(yè)針頭4從而采集至試管中。Z軸移動機構(gòu)用于驅(qū)動采樣機構(gòu)沿Z方向運動，如圖5和圖6所示，包括:Ζ軸驅(qū)動裝置和Z