一种多功能水质自动采样器及方法技术

本发明专利技术提供一种多功能水质自动采样器及方法，多功能水质自动采样器包括仪器壳体、供电电源、自动控制板卡和多路采样单元；自动控制板卡包括采样控制器以及多路水泵子开关；采样控制器对各路水泵子开关进行独立通断控制；每路水泵子开关与对应的一路采样单元连接。具有以下优点：(1)本发明专利技术可实现定时连续采样，只需采样前将仪器固定在河道岸边，待采样结束后取出即可，大大降低了人力成本，同时，减少采样人员接近河岸的次数，提升操作的安全性。(2)本发明专利技术具有体积小、重量轻的优点，可以满足较长时间的连续采样任务需求，具有更好的便携性、更大的采样容量。(3)本发明专利技术可实现遥控采样功能，使装置具有灵活性，适用于多种采样任务需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能水质自动采样器及方法


[0001]本专利技术属于水质检测
，具体涉及一种多功能水质自动采样器及方法。

技术介绍

[0002]水质自动采样器根据是否能用于固定源的在线水质采样，分为在线式水质自动采样器和便携式自动采样器。在线式水质自动采样器通常用在在线自动监测站房内，与在线分析仪器、工控机、数采仪质控仪和水质质控仪、流量计等系统设备配合使用，多应用于固定的环境监测板房、环境监测站、企业污废水排放的实时监控等。便携式自动采样器采用嵌入式控制技术，采用电池供电和交流供电相结合的方式，具有体积小、易携带、使用简便等特点，主要应用于环保执法单位的现场水样采集、高校科研单位的水样采集化验实验、各类企业的不定期水样采集检验等。
[0003]现有技术中的便携式自动采样器，整体尺寸较大、内部结构复杂，维护难度大，制作成本高，且不能实现定时连续采样及远程遥控的功能，具有一定的使用局限性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种多功能水质自动采样器及方法，可有效解决上述问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种多功能水质自动采样器，包括仪器壳体(1)、供电电源(2)、自动控制板卡(3)和多路采样单元(4)；
[0007]所述供电电源(2)、所述自动控制板卡(3)和多路所述采样单元(4)，安装于所述仪器壳体(1)内部；所述供电电源(2)通过电源总开关(5)与所述自动控制板卡(3)的供电端连接；
[0008]所述自动控制板卡(3)包括采样控制器以及多路水泵子开关；所述采样控制器分别与各路所述水泵子开关连接，用于对各路所述水泵子开关进行独立通断控制；每路所述水泵子开关与对应的一路所述采样单元(4)连接；
[0009]每路所述采样单元(4)包括：采样瓶(4
‑
1)、微型泵(4
‑
2)、抽水管(4
‑
3)、排气管(4
‑
4)和防倒灌阀(4
‑
5)；所述排气管(4
‑
4)的一端位于外界环境中，另一端伸入到所述采样瓶(4
‑
1)的内部，在所述排气管(4
‑
4)的排气通路中安装所述防倒灌阀(4
‑
5)；所述抽水管(4
‑
3)的一端位于外界环境中，另一端伸入到所述采样瓶(4
‑
1)的内部，所述抽水管(4
‑
3)的抽水管路中安装所述微型泵(4
‑
2)；所述微型泵(4
‑
2)与对应的一个所述水泵子开关连接。
[0010]优选的，所述仪器壳体(1)为提供浮力的密封防水壳体。
[0011]优选的，所述供电电源(2)为可充电电池，配置有充电接口(6)。
[0012]优选的，所述自动控制板卡(3)装配SIM卡(7)；所述SIM卡(7)与所述采样控制器连接；
[0013]所述采样控制器具有定时连续采样模式和遥控模式。
[0014]优选的，所述自动控制板卡(3)装配GPS定位模块(8)。
[0015]优选的，所述防倒灌阀(4
‑
5)为单向阀。
[0016]优选的，各个所述采样瓶(4
‑
1)按对角旋转顺序接线和排布；所述采样瓶(4
‑
1)为透明或棕色，材料为聚乙烯或玻璃。
[0017]本专利技术还提供一种多功能水质自动采样器的采样方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1，对所述自动控制板卡(3)的采样控制器的定时连续采样参数进行配置；其中，所述定时连续采样参数包括采样起始时间t0、单个微型泵(4
‑
2)的抽吸时长T、各个微型泵(4
‑
2)的采样间隔Δt；
[0019]步骤2，对多功能水质自动采样器的各个部位进行装配接线，对仪器壳体(1)进行密封，得到装配完成的多功能水质自动采样器；
[0020]步骤3，通过GPS定位模块(8)的监测，采用线缆将装配完成的多功能水质自动采样器固定于河水内指定位置和指定深度位置；
[0021]步骤4，多功能水质自动采样器执行定时连续采样任务，方法具体为：
[0022]步骤4.1，在未达到采样起始时间t0时，采样控制器处于休眠状态；所有水泵子开关均处于断开状态；
[0023]步骤4.2，当达到采样起始时间t0时，唤醒采样控制器，采样控制器按顺序依次对各路采样单元(4)进行控制，具体为：
[0024]步骤4.2.1，采样控制器对第1个采样单元(4)进行控制：
[0025]达到采样起始时间t0，采样控制器闭合第1个水泵子开关，从而启动第1个采样单元(4)的微型泵(4
‑
2)，该微型泵(4
‑
2)执行抽水操作，时间长度为抽吸时长T，将采集的水样抽送到第1个采样单元(4)的采样瓶(4
‑
1)内；其中，在前段1/2抽吸时间，用于润洗第1个采样单元(4)的采样瓶(4
‑
1)，避免受到前次采样的水样干扰；后段1/2抽吸时间，用于向第1个采样单元(4)的采样瓶(4
‑
1)输送用于试验的水样；在该微型泵(4
‑
2)执行抽水操作的同时，第1个采样单元(4)的排气管(4
‑
4)同步排出采样瓶(4
‑
1)内空气，保证水样顺利进入到采样瓶(4
‑
1)内部；
[0026]当第1个采样单元(4)的微型泵(4
‑
2)的抽水操作达到抽吸时长T时，采样控制器断开第1个水泵子开关，关闭第1个采样单元(4)的微型泵(4
‑
2)，然后使采样控制器进入休眠状态；
[0027]步骤4.2.2，采样控制器对第2个采样单元(4)进行控制：
[0028]当达到t0+Δt时间时，唤醒采样控制器，采样控制器闭合第2个水泵子开关，从而启动第2个采样单元(4)的微型泵(4
‑
2)，该微型泵(4
‑
2)执行时长为抽吸时长T的抽水操作，完成第2个采样单元(4)的采样瓶(4
‑
1)的采样，然后，断开第2个水泵子开关，关闭第2个采样单元(4)的微型泵(4
‑
2)，然后使采样控制器进入休眠状态；
[0029]步骤4.2.3，当达到t0+2Δt时间时，采样控制器对第3个采样单元(4)进行控制，依此类推，直到完成对所有采样单元(4)的控制，实现对同一个地点的定时连续采样。
[0030]优选的，还包括：
[0031]步骤5，多功能水质自动采样器执行实时远程遥控采样任务，方法具体为：
[0032]采样控制器通过SIM卡(7)实时接收远程遥控指令；
[0033]如果所述远程遥控指令为开始采样指令，该指令中包含：需启动的指定水泵子开
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能水质自动采样器，其特征在于，包括仪器壳体(1)、供电电源(2)、自动控制板卡(3)和多路采样单元(4)；所述供电电源(2)、所述自动控制板卡(3)和多路所述采样单元(4)，安装于所述仪器壳体(1)内部；所述供电电源(2)通过电源总开关(5)与所述自动控制板卡(3)的供电端连接；所述自动控制板卡(3)包括采样控制器以及多路水泵子开关；所述采样控制器分别与各路所述水泵子开关连接，用于对各路所述水泵子开关进行独立通断控制；每路所述水泵子开关与对应的一路所述采样单元(4)连接；每路所述采样单元(4)包括：采样瓶(4
‑
1)、微型泵(4
‑
2)、抽水管(4
‑
3)、排气管(4
‑
4)和防倒灌阀(4
‑
5)；所述排气管(4
‑
4)的一端位于外界环境中，另一端伸入到所述采样瓶(4
‑
1)的内部，在所述排气管(4
‑
4)的排气通路中安装所述防倒灌阀(4
‑
5)；所述抽水管(4
‑
3)的一端位于外界环境中，另一端伸入到所述采样瓶(4
‑
1)的内部，所述抽水管(4
‑
3)的抽水管路中安装所述微型泵(4
‑
2)；所述微型泵(4
‑
2)与对应的一个所述水泵子开关连接。2.根据权利要求1所述的多功能水质自动采样器，其特征在于，所述仪器壳体(1)为提供浮力的密封防水壳体。3.根据权利要求1所述的多功能水质自动采样器，其特征在于，所述供电电源(2)为可充电电池，配置有充电接口(6)。4.根据权利要求1所述的多功能水质自动采样器，其特征在于，所述自动控制板卡(3)装配SIM卡(7)；所述SIM卡(7)与所述采样控制器连接；所述采样控制器具有定时连续采样模式和遥控模式。5.根据权利要求1所述的多功能水质自动采样器，其特征在于，所述自动控制板卡(3)装配GPS定位模块(8)。6.根据权利要求1所述的多功能水质自动采样器，其特征在于，所述防倒灌阀(4
‑
5)为单向阀。7.根据权利要求1所述的多功能水质自动采样器，其特征在于，各个所述采样瓶(4
‑
1)按对角旋转顺序接线和排布；所述采样瓶(4
‑
1)为透明或棕色，材料为聚乙烯或玻璃。8.一种权利要求1
‑
7任一项所述的多功能水质自动采样器的采样方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对所述自动控制板卡(3)的采样控制器的定时连续采样参数进行配置；其中，所述定时连续采样参数包括采样起始时间t0、单个微型泵(4
‑
2)的抽吸时长T、各个微型泵(4
‑
2)的采样间隔Δt；步骤2，对多功能水质自动采样器的各个部位进行装配接线，对仪器壳体(1)进行密封，得到装配完成的多功能水质自动采样器；步骤3，通过GPS定位模块(8)的监测，采用线缆将装配完成的多功能水质自动采样器固...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占杰，王纤阳，张雪雨，鱼京善，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：