一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水體進(jìn)樣裝置領(lǐng)域，具體是一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)采樣-實(shí)驗(yàn)室分析方法，已經(jīng)不能夠滿足水體污染物長(zhǎng)期實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)需求，為了便于環(huán)境科研部門開展長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，研宄人員已經(jīng)逐步將水體污染物分析從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)。水體自動(dòng)進(jìn)樣是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵，也是必不可少環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)公開了大量涉及自動(dòng)進(jìn)樣的專利，但大多集中在自動(dòng)進(jìn)樣中的樣品前處理過程，主要解決樣品和試劑混合反應(yīng)流程和反應(yīng)時(shí)間控制問題，如US6936156B2、CN101825559A、CN103901144A等專利。絕大多數(shù)自動(dòng)進(jìn)樣裝置是簡(jiǎn)單通過緩沖液沖洗管道和反應(yīng)池進(jìn)行自清潔，然而，這樣的清潔方式存在兩個(gè)問題:①為了能夠有效清洗管道和反應(yīng)池，大多采用酸性或堿性緩沖液，會(huì)造成二次污染需要收回對(duì)于清潔度要求非常高器件，如光學(xué)監(jiān)測(cè)儀器的光學(xué)窗口，這樣清潔方式不能滿足要求。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)中存在的儀器光學(xué)窗口污染、先后樣品間交叉干擾等問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:包括樣品池模塊、自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊、自清洗模塊，其中:
所述樣品池模塊包括豎向設(shè)置的中空的機(jī)械主體，機(jī)械主體下部水平穿透安裝有光學(xué)檢測(cè)模塊，機(jī)械主體中豎向固定安裝有玻璃管狀的樣品池，樣品池沿豎向穿過光學(xué)檢測(cè)模塊，且樣品池上、下端均設(shè)為管口，機(jī)械主體內(nèi)還設(shè)置有安裝在樣品池上部的液位檢測(cè)器，所述樣品池上端管口中堵入有活塞，活塞中設(shè)左右S形的進(jìn)出氣通道，樣品池下端管口連通有黑色S形管道，且黑色S形管道下端從機(jī)械主體中伸出；
所述自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊包括蠕動(dòng)泵、樣品管道、清洗液管道、出樣管道、第一三通閥、第二三通閥，樣品管道通過進(jìn)樣閥連通至第一三通閥其中一個(gè)閥口，清洗液管道通過清洗閥連通至第一三通閥第二個(gè)閥口，第一三通閥第三個(gè)閥口與蠕動(dòng)泵入口連通，蠕動(dòng)泵出口連通至第二三通閥其中一個(gè)閥口，出樣管道通過出樣閥連通至第二三通閥第二個(gè)閥口，樣品池模塊中黑色S形管道下端連通至第二三通閥第三個(gè)閥口。
[0005]所述自清洗模塊包括一對(duì)豎向連接在樣品池模塊中機(jī)械主體頂部的固定桿，兩固定桿頂端共同支撐有絲桿步進(jìn)電機(jī)，兩固定桿上滑動(dòng)安裝有滑塊，滑塊中央通過螺紋與絲桿步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)絲桿螺合，滑塊底部通過活塞桿與樣品池模塊中活塞連接。
[0006]所述的一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:所述樣品池模塊中，機(jī)械主體與光學(xué)檢測(cè)模塊之間通過O形圈擠壓遮光。
[0007]所述的一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:所述樣品池上端與活塞之間、樣品池下端與黑色S形管道之間分別通過O形圈密封。
[0008]所述的一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:所述機(jī)械主體中部開有光學(xué)檢測(cè)窗口。
[0009]本發(fā)明涉及一種活塞式自清潔型的水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，可用于水體污染監(jiān)測(cè)儀器，尤其是光學(xué)監(jiān)測(cè)儀器自動(dòng)進(jìn)樣和自清潔，使儀器能夠在無人執(zhí)守情況下長(zhǎng)期連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)拓展儀器的使用范圍具有重要實(shí)用價(jià)值。
[0010]本發(fā)明其優(yōu)點(diǎn)如下:
(I )、利用蠕動(dòng)泵抽取進(jìn)樣，利用水體自身重力出樣，通過電磁閥切換進(jìn)樣/出樣通道，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗。
[0011](2)、采用圓形石英玻璃管作為樣品池，利用運(yùn)動(dòng)活塞摩擦清洗樣品池內(nèi)壁，防止固體顆粒、有機(jī)物及微生物等在樣品池內(nèi)壁附著，配合清洗液實(shí)現(xiàn)樣品池及光學(xué)窗口的自清洗。
[0012](3)、通過特別流路和控制時(shí)序設(shè)計(jì)，進(jìn)樣前，先用清洗液清洗樣品池，再利用待測(cè)樣品沖洗管道，這樣可有效防止管道和樣品池中殘留樣品對(duì)后續(xù)待測(cè)樣品的干擾。
[0013](4)、在玻璃管樣品池進(jìn)出口處采取遮光式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止外界環(huán)境光照對(duì)光學(xué)測(cè)量過程的影響。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，包括樣品池模塊100、自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊200、自清洗模塊300，其中:
樣品池模塊100包括豎向設(shè)置的中空的機(jī)械主體12，機(jī)械主體12下部水平穿透安裝有光學(xué)檢測(cè)模塊15，機(jī)械主體12中豎向固定安裝有玻璃管狀的樣品池10，樣品池10沿豎向穿過光學(xué)檢測(cè)模塊15，且樣品池10上、下端均設(shè)為管口，機(jī)械主體12內(nèi)還設(shè)置有安裝在樣品池10上部的液位檢測(cè)器13，樣品池10上端管口中堵入有活塞，活塞中設(shè)左右S形的進(jìn)出氣通道，樣品池10下端管口連通有黑色S形管道29，且黑色S形管道29下端從機(jī)械主體12中伸出；
自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊200包括蠕動(dòng)泵20、樣品管道21、清洗液管道23、出樣管道25、第一三通閥27、第二三通閥28，樣品管道21通過進(jìn)樣閥22連通至第一三通閥27其中一個(gè)閥口，清洗液管道23通過清洗閥24連通至第一三通閥27第二個(gè)閥口，第一三通閥27第三個(gè)閥口與蠕動(dòng)泵20入口連通，蠕動(dòng)泵20出口連通至第二三通閥28其中一個(gè)閥口，出樣管道25通過出樣閥26連通至第二三通閥28第二個(gè)閥口，樣品池模塊100中黑色S形管道29下端連通至第二三通閥28第三個(gè)閥口。
[0016]自清洗模塊300包括一對(duì)豎向連接在樣品池模塊100中機(jī)械主體12頂部的固定桿33，兩固定桿33頂端共同支撐有絲桿步進(jìn)電機(jī)30，兩固定桿33上滑動(dòng)安裝有滑塊31，滑塊31中央通過螺紋與絲桿步進(jìn)電機(jī)30的電機(jī)絲桿螺合，滑塊31底部通過活塞桿與樣品池模塊100中活塞連接。
[0017]樣品池模塊100中，機(jī)械主體12與光學(xué)檢測(cè)模塊15之間通過O形圈擠壓遮光。
[0018]樣品池10上端與活塞之間、樣品池10下端與黑色S形管道29之間分別通過O形圈11密封。
[0019]機(jī)械主體12中部開有光學(xué)檢測(cè)窗口 14。
[0020]本發(fā)明主要由樣品池模塊100、自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊200、自清洗模塊300三部分組成，各部分具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0021](I)樣品池模塊
樣品池10采用圓形石英玻璃管設(shè)計(jì)，由中空的機(jī)械主體12固定，上端裝有液位檢測(cè)器13，中部留有光學(xué)檢測(cè)窗口 14，下端連接流路管道，內(nèi)壁與清洗活塞32緊密配合，上下兩端口通過O型圈11密封。整個(gè)樣品池采用遮光密封設(shè)計(jì)，向上端口由活塞遮光，活塞進(jìn)出氣通道為S形，向下端口通過黑色S形管道29與進(jìn)出樣模塊相連，機(jī)械主體中部與光學(xué)檢測(cè)模塊15通過O圈擠壓遮光。
[0022](2)自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊
自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊由蠕動(dòng)泵20、樣品管道21與進(jìn)樣閥22、清洗液管道23與清洗閥24、出樣管道25與出樣閥26。蠕動(dòng)泵是整個(gè)流路的動(dòng)力源，為抽取樣品和清洗液提供動(dòng)力，蠕動(dòng)泵的進(jìn)口通過三通27連接樣品管道與清洗液管道，蠕動(dòng)泵的出口通過28三通連接樣品池與出樣管道。樣品池與出樣管道在同一個(gè)平面內(nèi)垂直放置，出樣時(shí)打開出樣閥，利用水體自身重力排出樣品。
[0023](3)自清洗模塊
自清洗模塊由絲桿步進(jìn)電機(jī)30、滑塊31、活塞32、固定桿33組成?；瑝K中央通過螺紋與電機(jī)絲桿耦合，兩邊由固定桿固定方向，下端連接活塞。電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，推動(dòng)活塞來回運(yùn)動(dòng)，清除附著在樣品池內(nèi)壁上固體顆粒、有機(jī)物及微生物等污染物。
[0024]2、裝置的工作流程
(I)進(jìn)樣
關(guān)閉清洗閥和出樣閥，打開進(jìn)樣閥，啟動(dòng)蠕動(dòng)泵抽取樣品，樣品充滿樣品池時(shí)將觸發(fā)液位檢測(cè)器，關(guān)閉蠕動(dòng)泵，關(guān)閉進(jìn)樣閥。
[0025](2)出樣
關(guān)閉進(jìn)樣閥和清洗閥，打開出樣閥，在自身重力作用下，樣品池內(nèi)樣品從出樣管道排出。
[0026](3)清洗
清洗樣品池:關(guān)閉進(jìn)樣閥和出樣閥，打開清洗閥，開啟蠕動(dòng)泵抽取清洗液，待清洗液充滿樣品池后關(guān)閉蠕動(dòng)泵，關(guān)閉清洗閥；開啟清洗步進(jìn)電機(jī)上下運(yùn)動(dòng)I次；打開出樣閥，在自身重力作用下，清洗液從出樣管道排出。清洗次數(shù)可依據(jù)水體的污染程度酌情添加。
[0027]沖洗管道:關(guān)閉清洗閥，打開進(jìn)樣閥和出樣閥，開啟蠕動(dòng)泵，抽取待測(cè)樣品沖洗管道內(nèi)殘留樣品，防止先后樣品間交叉干擾影響測(cè)量結(jié)果，沖洗時(shí)間可根據(jù)管道長(zhǎng)度和蠕動(dòng)泵的抽取速率計(jì)算。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:包括樣品池模塊、自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊、自清洗模塊，其中: 所述樣品池模塊包括豎向設(shè)置的中空的機(jī)械主體，機(jī)械主體下部水平穿透安裝有光學(xué)檢測(cè)模塊，機(jī)械主體中豎向固定安裝有玻璃管狀的樣品池，樣品池沿豎向穿過光學(xué)檢測(cè)模塊，且樣品池上、下端均設(shè)為管口，機(jī)械主體內(nèi)還設(shè)置有安裝在樣品池上部的液位檢測(cè)器，所述樣品池上端管口中堵入有活塞，活塞中設(shè)左右S形的進(jìn)出氣通道，樣品池下端管口連通有黑色S形管道，且黑色S形管道下端從機(jī)械主體中伸出； 所述自動(dòng)進(jìn)樣/出樣模塊包括蠕動(dòng)泵、樣品管道、清洗液管道、出樣管道、第一三通閥、第二三通閥，樣品管道通過進(jìn)樣閥連通至第一三通閥其中一個(gè)閥口，清洗液管道通過清洗閥連通至第一三通閥第二個(gè)閥口，第一三通閥第三個(gè)閥口與蠕動(dòng)泵入口連通，蠕動(dòng)泵出口連通至第二三通閥其中一個(gè)閥口，出樣管道通過出樣閥連通至第二三通閥第二個(gè)閥口，樣品池模塊中黑色S形管道下端連通至第二三通閥第三個(gè)閥口 ； 所述自清洗模塊包括一對(duì)豎向連接在樣品池模塊中機(jī)械主體頂部的固定桿，兩固定桿頂端共同支撐有絲桿步進(jìn)電機(jī)，兩固定桿上滑動(dòng)安裝有滑塊，滑塊中央通過螺紋與絲桿步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)絲桿螺合，滑塊底部通過活塞桿與樣品池模塊中活塞連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:所述樣品池模塊中，機(jī)械主體與光學(xué)檢測(cè)模塊之間通過O形圈擠壓遮光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:所述樣品池上端與活塞之間、樣品池下端與黑色S形管道之間分別通過O形圈密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于:所述機(jī)械主體中部開有光學(xué)檢測(cè)窗口。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自清潔型水體自動(dòng)進(jìn)樣裝置，利用蠕動(dòng)泵抽取進(jìn)樣，利用水體自身重力出樣，通過電磁閥切換進(jìn)樣/出樣通道，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗；采用圓形石英玻璃管作為樣品池，利用運(yùn)動(dòng)活塞摩擦清洗樣品池內(nèi)壁，防止固體顆粒、有機(jī)物及微生物等在樣品池內(nèi)壁附著，配合清洗液實(shí)現(xiàn)樣品池及光學(xué)窗口的自清洗；通過特別流路設(shè)計(jì)，進(jìn)樣前，先用清洗液清洗樣品池，再利用待測(cè)樣品沖洗管道，這樣可有效防止管道和樣品池中殘留樣品對(duì)后續(xù)待測(cè)樣品的干擾；在玻璃管樣品池進(jìn)出口處采取遮光式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止外界環(huán)境光照對(duì)光學(xué)測(cè)量過程的影響。
【IPC分類】G01N21-84, G01N35-10
【公開號(hào)】CN104807826
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510230561
【發(fā)明人】殷高方, 趙南京, 胡麗, 馬明俊, 覃志松, 張小玲, 肖雪, 段靜波, 方麗, 劉建國(guó), 劉文清
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日