徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種野外實(shí)驗(yàn)裝置，特別是涉及一種徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)，屬于實(shí)驗(yàn)機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]徑流觀測(cè)是對(duì)地表水土流失和養(yǎng)分輸移規(guī)律進(jìn)行定量研究的一種常用方法，尤其在坡面研究中常用。坡面徑流過(guò)程樣的采集對(duì)獲取土壤元素(養(yǎng)分、污染物)輸出濃度、輸出時(shí)間等過(guò)程參數(shù)，了解降雨與徑流產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)聯(lián)系和確切關(guān)系的研究具有重要意義。但是，目前對(duì)坡面徑流樣品的采集大多數(shù)由人工進(jìn)行。人工采集徑流過(guò)程水樣存在人工投入大、工作效率低;徑流小區(qū)大都設(shè)置在野外，水樣采集受到時(shí)間和環(huán)境的限制，尤其是在夜間和惡劣天氣時(shí)操作起來(lái)困難很多。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)連續(xù)采集未污染的徑流水樣，且設(shè)備制造使用成本低，是該領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0003]授權(quán)公告號(hào)為CN203908819 U，的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種徑流水樣自動(dòng)定時(shí)采集裝置。該裝置將若干水樣容器置于轉(zhuǎn)盤之中，轉(zhuǎn)盤由電機(jī)經(jīng)變速裝置變速后驅(qū)動(dòng)，電機(jī)由電氣控制箱控制，其核心部件為小型PLC或電子計(jì)時(shí)器，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到位后停轉(zhuǎn)，徑流水樣經(jīng)漏斗流入下方轉(zhuǎn)盤中的水樣容器被采集，如此周而復(fù)始，從而實(shí)現(xiàn)水樣的自動(dòng)定時(shí)采集。該裝置的缺陷在于:一、盡管能夠完成連續(xù)采樣，但采樣前必須事先由人工將水樣容器擺放在轉(zhuǎn)盤上，且每取出一瓶水樣，必須在原位擺放一只水樣容器，費(fèi)工費(fèi)時(shí);二、為了保證采樣時(shí)間取走水樣，取樣時(shí)需要將轉(zhuǎn)盤完全暴露，或者記錄每次取換水樣容器的位置編號(hào)，前者容易污染樣品，后者容易出錯(cuò);三、每次取樣只能保證體積大致相同，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不便于后期準(zhǔn)確計(jì)算徑流量；四、裝置中安裝使用多個(gè)紅外觀發(fā)射器與接收器，制造成本高;五、系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行需要人工操作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)且自動(dòng)連續(xù)采樣，并且存取樣品便捷的徑流水樣采集系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)，包括采樣機(jī)構(gòu)、樣品傳送機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)、連接控制機(jī)構(gòu)；
[0007]所述采樣機(jī)構(gòu)包括漏斗組件、采樣轉(zhuǎn)盤、水樣瓶，所述采樣轉(zhuǎn)盤位于漏斗組件下方，采樣轉(zhuǎn)盤上有水樣瓶槽；
[0008]所述連接控制機(jī)構(gòu)包括電源、電機(jī)、控制電路，所述電機(jī)與采樣轉(zhuǎn)盤間皮帶傳動(dòng)聯(lián)接；
[0009]其特征在于:
[0010]所述樣品傳送機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)臂，所述旋轉(zhuǎn)臂與電機(jī)間皮帶傳動(dòng)聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)臂分別與水樣瓶槽、儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)樣口間歇對(duì)接。[0011 ]上述徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)包括采樣機(jī)構(gòu)、樣品傳送機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)，三者通過(guò)連接控制機(jī)構(gòu)聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)配合。徑流水樣通過(guò)漏斗組件進(jìn)入水樣瓶槽上的水樣瓶。水樣瓶隨采樣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)到與樣品傳送機(jī)構(gòu)對(duì)接的位置，由旋轉(zhuǎn)臂將水樣瓶傳送到儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)儲(chǔ)樣口的對(duì)接位點(diǎn)并存儲(chǔ)。系統(tǒng)由連接控制機(jī)構(gòu)的電機(jī)提供動(dòng)力，分別通過(guò)皮帶傳動(dòng)控制采樣轉(zhuǎn)盤與旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂齐娐房刂撇蓸愚D(zhuǎn)盤與旋轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)啟停與轉(zhuǎn)動(dòng)角度?？刂齐娐房梢圆捎秒娮訒r(shí)間控制器，如雙延時(shí)繼電器。
[0012]進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)平面分別與采樣轉(zhuǎn)盤、儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)儲(chǔ)樣平面垂直。將三個(gè)平面設(shè)計(jì)成相互垂直可以方便電機(jī)通過(guò)常規(guī)機(jī)械換向結(jié)構(gòu)，例如齒輪組，實(shí)現(xiàn)采樣機(jī)構(gòu)、樣品傳送機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)間的運(yùn)動(dòng)配合。
[0013]上述徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)臂兩端頭有夾持件，水樣瓶外部有環(huán)套，環(huán)套上有夾持孔/槽。夾持件與夾持孔/槽相配合實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臂取、放水樣瓶。
[0014]上述徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，漏斗組件包括下位漏斗，下位漏斗上方是翻斗，翻斗與翻斗橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，翻斗側(cè)壁有干簧管計(jì)數(shù)器。當(dāng)翻斗滿徑流時(shí)則發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)，干簧管計(jì)數(shù)器記錄翻斗的翻轉(zhuǎn)次數(shù)。
[0015]當(dāng)翻斗儲(chǔ)滿充足水樣發(fā)生第一次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以啟動(dòng)整個(gè)徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)的工作。具體設(shè)計(jì)是，翻斗外側(cè)與撥檔桿靜聯(lián)接，撥檔桿不平行于翻斗轉(zhuǎn)動(dòng)平面，撥檔桿是有韌性的絕緣材料加工;正/負(fù)極接線與控制電路電聯(lián)接，正/負(fù)極接線接頭分別有朝向相反的連接鉤，正/負(fù)極接線接頭未聯(lián)接。系統(tǒng)運(yùn)行前，正/負(fù)極接線接頭未聯(lián)接，控制電路未連通。當(dāng)翻斗第一次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)撥檔桿與正/負(fù)極接線之一抵接，使其接頭發(fā)生位移與另一正/負(fù)極接線接頭聯(lián)接，兩連接鉤鉤連，聯(lián)通控制電路，啟動(dòng)系統(tǒng)工作。由于連接鉤的鉤連，當(dāng)翻斗中水樣流入下位漏斗后并轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位后，控制電路依然保護(hù)連通，系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，直至人工操作停止連接控制機(jī)構(gòu)工作。
[0016]上述徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，采樣機(jī)構(gòu)還包括底部開口的水樣瓶倉(cāng)，水樣瓶倉(cāng)內(nèi)有水樣瓶，水樣瓶倉(cāng)底部與采樣轉(zhuǎn)盤上表面間距小于水樣瓶高度，與水樣瓶槽底部間距不小于水樣瓶高度。該設(shè)計(jì)中，當(dāng)水樣瓶槽轉(zhuǎn)動(dòng)至水樣瓶倉(cāng)下方時(shí)，由于水樣瓶倉(cāng)底部與水樣瓶槽底部間距不小于水樣瓶高度，因而水樣瓶落入水樣瓶槽，然后隨采樣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)至下位漏斗下方等待盛裝水樣。進(jìn)一步地，水樣瓶底部向下疊放在水樣瓶倉(cāng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)逐一落入水樣瓶槽。采樣轉(zhuǎn)盤的水樣瓶槽兩側(cè)有缺口。缺口不小于夾持件單側(cè)外徑，以配合旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)時(shí)夾持件穿過(guò)缺口。
[0017]上述徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)樣件，儲(chǔ)樣件是平面螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋外側(cè)開口位于儲(chǔ)樣口后方。平面螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)存放盡量多的水樣瓶。螺旋外側(cè)開口與儲(chǔ)樣口之間有傾斜的滑槽，滑槽前端有向樣品傳送機(jī)構(gòu)方向伸出的舌片，便于旋轉(zhuǎn)臂在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中放置水樣瓶。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:(I)系統(tǒng)能夠完成完整的連續(xù)采樣，人工操作僅需完成放置空水樣瓶?jī)?nèi)容；(2)系統(tǒng)能夠在有采集到足量徑流水樣后自動(dòng)啟動(dòng)，并保持運(yùn)行，適合長(zhǎng)期野外無(wú)人工作；(3)每次采樣量穩(wěn)定，因而能根據(jù)采樣數(shù)據(jù)計(jì)算徑流量;(4)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、能耗低、加工運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)，適于推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是采樣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是漏斗組件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是正/負(fù)極接線接頭連接鉤示意圖(虛線箭頭示連接鉤運(yùn)動(dòng)方向)。
[0021 ]圖5是樣品傳送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是環(huán)套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7是環(huán)套端面結(jié)構(gòu)示意圖(局部)。
[0024]圖8是旋轉(zhuǎn)臂與環(huán)套配合關(guān)系示意圖。
[0025]圖9是采樣轉(zhuǎn)盤平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖10是水樣瓶倉(cāng)與采樣轉(zhuǎn)盤配合關(guān)系示意圖。
[0027]圖11是儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖12是滑槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖中的數(shù)字標(biāo)記分別是:
[0030]I采樣機(jī)構(gòu) 11漏斗組件 111下位漏斗 112翻斗 113翻斗橫梁 114干簧管計(jì)數(shù)器 115撥檔桿 116正/負(fù)極接線 1161連接鉤 117上位漏斗 12采樣轉(zhuǎn)盤 121水樣瓶槽 122缺口 13水樣瓶 131環(huán)套 1311夾持孔/槽 14水樣瓶倉(cāng)141水樣瓶倉(cāng)開口 2樣品傳送機(jī)構(gòu) 21旋轉(zhuǎn)臂 22夾持件 3儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu) 31儲(chǔ)樣口32儲(chǔ)樣件 321螺旋外側(cè)開口 33滑槽 331舌片 4連接控制機(jī)構(gòu) 41電機(jī) 42換向齒輪組 5外殼 51取樣口 52支撐架
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。
[0032]實(shí)施例一
[0033]如圖1?圖11所示，加工一種徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)。
[0034]圖1是徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。徑流水樣自動(dòng)采集系統(tǒng)，包括采樣機(jī)構(gòu)
1、樣品傳送機(jī)構(gòu)2、儲(chǔ)樣機(jī)構(gòu)3、連接控制機(jī)構(gòu)4