一种新型的在线水质分析系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型的在线水质分析系统，包括有顺序连接的进水管路、水泵、工作台和出水管路；所述工作台上侧设置有水样取样模块、滴管、摄像头、机械臂及舵机、试管架模块、树莓派主控板、上位机和比色计。本实用新型专利技术在工作台设置的部件中，使用了摄像头、机械臂及舵机、树莓派主控板和上位机等部件，控制舵机及机械臂的运转，使系统执行不同的化学反应步骤，因此本实用新型专利技术具有调整化学反应的步骤顺序的功能；同时，试管架模块可以放置多个试管或烧杯用于化学反应，从而分别获得某个化学参数指标，因此本系统可以同时监测和分析多种水样中的参数指标，方便了实际中的应用。本实用新型专利技术可广泛应用于水质分析技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的在线水质分析系统
本技术涉及水质分析
，尤其涉及一种新型的在线水质分析系统。
技术介绍
随着我国工业化进程的不断加快，水环境问题也成了生态环境治理的重要课题。而处理水环境问题的重要一环就是进行水质监测。水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值等；另一类是一些有毒物质，如氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。当前我国水质监测技术主要以理化监测技术为主，包括化学法、电化学法等方法。在线水质分析仪是水质监测和水环境治理不可或缺的仪器。在线水质分析仪通常使用化学法和电化学方法等方法对水质进行分析。但是目前市场上的在线水质分析仪大多只能监测一种参数，如果要监测水质的多项指标情况，往往需要配置多台在线水质分析仪。并且其化学反应的流程无法更改，例如无法人为地调整化学反应的步骤顺序，从而达到优化该反应流程的目的，极大地限制了在线水质分析仪的可拓展性。
技术实现思路
为了实现上述技术目的，本技术提供一种新型的在线水质分析系统，包括有顺序连接的进水管路、水泵、工作台和出水管路；工作台上侧设置有水样取样模块、滴管、摄像头、机械臂及舵机、试管架模块、树莓派主控板、上位机和比色计。优选地，取样模块包括有顺序连接的入水管、引流管和排水管，引流管上设置有开口的取样凹槽。>优选地，试管架模块包括有第一试管架和第二试管架。优选地，树莓派主控板包括有树莓派模块，第一USB接口，第一串口，第二USB接口，第二串口，舵机电平转换及保护电路，供电电源，显示屏。优选地，机械臂及舵机设置在第一试管架和第二试管架中间，舵机设置在机械臂下方，舵机与机械臂一端连接，机械臂另一端连接有夹持器。优选地，摄像头用于拍摄滴管情况。优选地，树莓派模块分别与上位机、比色计、摄像头、显示屏和舵机电平转换及保护电路电连接，供电电源分别与树莓派模块、舵机电平转换及保护电路和夹持器电连接。优选地，树莓派模块通过第一USB接口和第一串口与上位机电连接，还通过第二USB接口和第二串口与比色计电连接。优选地，滴管包括有浮片、刻度、玻璃管主体和橡胶乳头，刻度刻印在玻璃管主体外侧。优选地，浮片设置在玻璃管主体内部，所述橡胶乳头设置在玻璃管主体一端。通过上述技术方案，本技术在工作台设置的部件中，使用了摄像头、机械臂及舵机、树莓派主控板和上位机等部件，控制舵机及机械臂的运转，使系统执行不同的化学反应步骤，因此本技术具有调整化学反应的步骤顺序的功能，便于根据实际情况变更操作；同时，由于试管架模块可以放置多个试管或烧杯用于化学反应，每个预设的化学反应可以分别获得某个化学参数指标，因此本系统可以同时监测和分析多种水样中的参数指标，方便了实际中的应用。附图说明图1是本技术一种新型的在线水质分析系统的结构示意图；图2是本技术的工作台的结构示意图；图3是本技术的电路连接示意图；图4是本技术的滴管的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的技术方案进行详细描述。如图1所示，一种新型的在线水质分析系统，包括有顺序连接的进水管路2、水泵4、工作台6和出水管路3；水泵4通过进水管路2从河流取水点1中抽取水样，经过工作台6上的带有取样凹槽的引水管路，由出水管路3回流至河流取水点1中。为了让系统分析环境更稳定，可以将工作台设置在监测站设备房5当中。如图2所示，工作台8上侧设置有第一试管架7、机械臂及舵机9、第二试管架11、滴管12、橡胶乳头13、摄像头14、树莓派主控板15、比色计18、进水管19、出水管20和引流管22等部件。进水管19连接着设备房外部的进水管路2，而出水管20则连接着设备房外部的出水管路3。其中在引流管22上设置有开口的取样凹槽21，舵机10设置在机械臂17下方，与机械臂17的一端连接，同时机械臂17的另一端连接有夹持器16。为了方便夹持器16夹持滴管12或者其他部件，机械臂及舵机9设置在第一试管架7和第二试管架11中间。同时为了方便摄像头14拍摄到准确的滴管刻度及液面情况，摄像头14一般设置在垂直于第二试管架11和机械臂及舵机9的方向上，摄像头14高度与滴管12高度基本持平。其中机械臂的构造包括底座，关节舵机，连杆，运动关节，具有六个自由度。而夹持器则可以控制张开角度，在夹持滴管的橡胶乳头位置时，可以通过控制张开角度来控制滴管液体的释放量。如图3所示，树莓派模块分别与上位机、比色计、摄像头、显示屏和舵机电平转换及保护电路电连接，供电电源分别与树莓派模块、舵机电平转换及保护电路和夹持器电连接。供电电源为它连接的模块供电。树莓派模块通过第一USB接口和第一串口与上位机电连接，还通过第二USB接口和第二串口与比色计电连接。如图4所示，滴管12包括有浮片23、刻度24、玻璃管主体25和橡胶乳头26。刻度刻印在玻璃管主体25外侧，浮片23设置在玻璃管主体25内部，橡胶乳头26设置在玻璃管主体25一端。浮片23在滴管12装有液体的时候漂浮于液体表面，而且为了方便在摄像头14拍摄时，可以清楚地区分浮片23和背景，浮片23的颜色一般设置为黑色。下面详细描述本技术一种新型的在线水质分析系统的工作原理：本技术通过机械臂操作滴管完成水质分析的化学反应，并通过摄像头、树莓派主控板和上位机等部件，控制机械臂及其驱动舵机的运作，自动移动机械臂和控制机械臂进行取液和释液等滴管操作，从而完成了自动进行在线水质分析的功能。本技术使用供电电源对树莓派模块、舵机电平转换及保护电路和夹持器进行供电，以上部件按照说明书介绍顺序电连接，通过树莓派产生的PWM波形对机械臂及舵机进行控制。其中摄像头用于拍摄滴管图片，并交给树莓派主控板对图片进行分析，通过刻度和滴管浮片的位置，判断当前滴管内液体的量，从而实现了自动判断滴管液体的量的功能。综上所述，相较于现有的技术，本技术的新型的在线水质分析系统具有以下优点：(1)本技术在工作台设置的部件中，使用了摄像头、机械臂及舵机、树莓派主控板和上位机等部件，控制舵机及机械臂的运转，使系统执行不同的化学反应步骤，因此本技术具有调整化学反应的步骤顺序的功能。(2)本技术的试管架模块可以放置多个试管或烧杯用于化学反应，从而分别获得某个化学参数指标，因此本系统可以同时监测和分析多种水样中的参数指标，方便了实际中的应用。(3)本技术采用滴管内置浮片的结构，由于滴管内置了可设置颜色的浮片，则浮片采用对比度明显的颜色，可以帮助树莓派主控板在判断位置时，做出更准确的判断。(4)本技术在导流管中设置了取样凹槽，在不影响水流通过的同时，方便了使用滴管对取样凹槽内的水流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的在线水质分析系统，其特征在于，包括有顺序连接的进水管路、水泵、工作台和出水管路；所述工作台上侧设置有水样取样模块、滴管、摄像头、机械臂及舵机、试管架模块、树莓派主控板、上位机和比色计。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型的在线水质分析系统，其特征在于，包括有顺序连接的进水管路、水泵、工作台和出水管路；所述工作台上侧设置有水样取样模块、滴管、摄像头、机械臂及舵机、试管架模块、树莓派主控板、上位机和比色计。


2.根据权利要求1所述的一种新型的在线水质分析系统，其特征在于，所述水样取样模块包括有顺序连接的入水管、引流管和排水管，引流管上设置有开口的取样凹槽。


3.根据权利要求1所述的一种新型的在线水质分析系统，其特征在于，所述试管架模块包括有第一试管架和第二试管架。


4.根据权利要求3所述的一种新型的在线水质分析系统，其特征在于，所述机械臂及舵机设置在第一试管架和第二试管架中间，舵机设置在机械臂下方，舵机与机械臂一端连接，机械臂另一端连接有夹持器。


5.根据权利要求1所述的一种新型的在线水质分析系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宁，李桂香，杨军政，徐飞，谭仲威，唐元梁，吴新社，黄德群，顾珩，
申请(专利权)人：广东省医疗器械研究所，
类型：新型
国别省市：广东;44