一种自动称量系统技术方案

本实用新型专利技术的目的在于提供一种能实现高精度自动取样、样品无交叉污染的系统。本实用新型专利技术公开了自动称量系统，包括取样模块、称量模块和清洗模块，取样模块包括取样杆和驱动装置，驱动装置用于控制取样杆的旋转和移动，取样杆的底部设有可拆卸的取样头，取样头上设有凹槽用于取样，称量模块用于称量取样杆所取样品的质量，清洗模块用于清洗取样杆，本实用新型专利技术进一步公开了上述自动称量系统的取样方法。本实用新型专利技术的优点是：根据不同密度样品，构建其分段拟合函数，以更好的控制取样量预测值和实际测量值之间的误差，从而保证取样精度；准确控制取样离心速度和时间，解决样品密度不同时现有自动化操作需要更换不同取样杆的问题。时现有自动化操作需要更换不同取样杆的问题。时现有自动化操作需要更换不同取样杆的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种自动称量系统


[0001]本技术涉及一种粉末样品自动取样称量设备。

技术介绍

[0002]目前，在湿法化学分析中，对于粉末样品的分析，第一步需要取样操作，然后进行称量样品的重量，做到精确的一个取样量后再进行酸溶消解样品，最后进行溶液样品的分析。
[0003]在上述过程中，常规操作是通过手工用样品勺进入样品瓶，手工进行微量取样，取样量通常在0.1g到0.5g，且控制精度在0.00001g，对于密度比较大的样品，体积就相对较小，且用于放置粉末的样品管直径较小，所以此操作目前都是通过人手进行精确控制取样。取样完成后，在进行下一个样品取样的时候，需要将样品勺通过酒精棉等擦拭干净，防止残留在样品勺上的微量样品污染下一个样品，擦拭之后的酒精棉就会变成污染物，需要处理。
[0004]如果样品数量多，分析取样少的情况下，对于人员操作要求高，强度大，控制准确度低，从而对于样品分析带来准确度的影响。目前的分析操作中，还没有自动化的对于粉末样品进行高精度取样、称重的系统实现，随着实验室化学分析自动化需求的发展，高精度微量粉末样品取样自动称重系统是关键突破点。
[0005]传统自动化操作设计方案为简单的通过机械手，控制样品勺，模拟手工取样方式实现自动化，存在取样精度低，不同密度样品，需要准确取样会更换不同规格尺寸样品勺方式，操作复杂，且不容易清洗；也有部分厂家通过机械手模拟人手抖动，倾倒样品方式进行称重，控制精度较差，样品取样散落面积较大，无法进入常规化学分析所用样品管。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于克服上述困难，提供一种能实现高精度自动取样、样品无交叉污染的系统。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种自动称量系统，包括取样模块、称量模块和清洗模块，所述取样模块包括取样杆和驱动装置，所述驱动装置用于控制取样杆的旋转和移动，所述取样杆的底部设有可拆卸的取样头，所述取样头上设有凹槽用于取样，所述称量模块用于称量取样杆所取样品的质量，所述清洗模块用于清洗取样杆。
[0008]优选的，所述取样头包括连接部、取样部和引导部，所述连接部的一端通过螺纹或卡扣与取样杆连接，另一端设有取样区，所述取样区上开有所述凹槽，所述凹槽外沿设有斜坡，所述取样区下端设有锥形引导部，所述取样部的最大取样量g1和取样区的函数关系为：
[0009][0010]h为所述凹槽的深度，α为所述斜坡的与所述取样杆中心线的夹角，β为待测粉末样品自然堆积角，D为所述取样区的外径，n1为待测粉末样品的密度。
[0011]优选的，所述驱动装置包括机械手、连接板和电机，所述机械手用于控制连接板的上下左右移动，所述连接板上设有电机，所述电机上通过联轴器固定有轴承固定座，所述轴承固定座上设有轴承用于连接取样杆。
[0012]优选的，所述称量模块与清洗模块均设在台面上，所述称量模块包括天平，所述天平上设有称量管，所述称量管用于收集所述取样杆上的粉末样品，所述清洗模块设有高压吹扫装置或者水清洗装置用于清洗取样杆。
[0013]与现有技术相比，本技术的优点是：
[0014]1，准确控制取样离心速度和时间，解决样品密度不同时现有自动化操作需要更换不同取样杆的问题；
[0015]2，根据不同密度样品，构建其分段拟合函数，以更好的控制取样量预测值和实际测量值之间的误差，从而保证取样精度；
[0016]3，清洗模块可以自动清洗取样杆，比传统样品勺取样需要擦拭清洗操作更便捷，更利于自动化。
附图说明
[0017]图1为本技术的示意图；
[0018]图2为本技术取样杆底部取样头的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术的实施例进一步说明：
[0020]一种自动称量系统，包括取样模块、称量模块和清洗模块，所述取样模块包括取样杆7和驱动装置。驱动装置包括机械手1、连接板2和电机3，所述机械手用于控制连接板的上下左右移动，所述连接板固定有电机，所述电机上通过联轴器4固定有轴承固定座5，所述轴承固定座上设有轴承用于连接取样杆，驱动装置通过程序控制取样杆的旋转和移动。
[0021]取样杆的底部设有可拆卸的取样头，取样头包括连接部71、取样部72和引导部73，所述连接部的一端通过螺纹或卡扣与取样杆连接，另一端设有取样区，所述取样区上开有所述凹槽721，所述凹槽外沿设有斜坡722，取样区下端设有锥形引导部，所述取样部的最大取样量g1和取样区的函数关系为：
[0022][0023][0024]h为所述凹槽的深度，α为所述斜坡的与所述取样杆中心线的夹角，β为待测粉末样品自然堆积角，D为所述取样区的外径，n1为待测粉末样品的密度。假如已知密度n
11
的样品在分段区间的最大取样量为g
12
，可算得取样杆的取样槽的体积V2，再通过设定取样区的外径是D1，取样槽深度为α1，可算得取样槽的高度h1，最终确定取样杆的尺寸参数。
[0025]如密度n2的样品需要取g2，选择其分段区间[g
2-m1，g2+m2]中，其中
m1≥0，m2≥0，选择相对应的取样杆取样槽。且实验数据不低于21组，为了保证一致性，每组相同实验数据采用相同的测试参数进行重复测试三次。
[0026]称量模块用于称量取样杆所取样品的质量，清洗模块11用于清洗取样杆。所述称量模块与清洗模块均设在系统台面10上，所述称量模块包括天平9，天平上设有称量管8，所述称量管用于收集所述取样杆上的粉末样品，所述清洗模块设有高压吹扫装置或者水清洗装置用于清洗取样杆。
[0027]自动称量系统的取样方法：
[0028](A1)通过驱动装置将取样杆旋转插入盛有粉末样品的样品瓶中，粉末样品淹没取样杆上的取样头，使得取样头上的凹槽内装满样品；
[0029](A2)通过驱动装置旋转取样杆，以一定速度进行离心旋转，旋转一段时间后，使得取样槽表面部分样品离心后脱离取样槽，取样槽中剩余样品质量为取样样品；
[0030](A3)通过驱动装置提升取样杆，将取样杆移到称量模块，再控制通过驱动装置带动取样杆充分高速旋转，使得取样头凹槽中的取样样品充分甩出后，取样杆停止；
[0031](A4)通过驱动装置将取样杆移动到清洗区清洗模块，清洗后移出，供下次使用；
[0032](A5)称量模块得出取样样品的重量。
[0033]重复A1步骤，根据不同密度的样品，构建在多个取样量范围内对各分段拟合。其中，分段区的范围越小，其取样精度越高，当取样精度为0.1g的范围内时每一分段区所对应的拟合函数已获取的实际取样量的预测误差在的绝对值在 1％的范围内。
[0034]且依据取样部的最大取样量g1和取样区的函数关系，采用拟合方法根据上述步骤的测试数据和方法拟合成相对应函数g＝f(s，t)，其函数g＝f(s，t)使用如下多次项式拟合：
[0035]g＝a1+本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动称量系统，包括取样模块、称量模块和清洗模块，其特征在于，所述取样模块包括取样杆和驱动装置，所述驱动装置用于控制取样杆的旋转和移动，所述取样杆的底部设有可拆卸的取样头，所述取样头上设有凹槽用于取样，所述称量模块用于称量取样杆所取样品的质量，所述清洗模块用于清洗取样杆。2.根据权利要求1所述的一种自动称量系统，其特征在于，所述取样头包括连接部、取样部和引导部，所述连接部的一端通过螺纹或卡扣与取样杆连接，另一端设有取样区，所述取样区上开有所述凹槽，所述凹槽外沿设有斜坡，所述取样区下端设有锥形引导部，所述取样部的最大取样量g1和取样区的函数关系为：h为所述凹槽的深度，α为所述斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智伟，胡建坤，王晓东，王菲菲，夏晓峰，刘昌盛，徐志伟，卢水淼，商思为，
申请(专利权)人：杭州谱育科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：