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申请/专利权人：山东益源环保科技有限公司

摘要：本发明属于环保检测领域，具体是一种水质采留样设备及其采留样方法，能够实时采样并且保留水样，控制方式更加精确。该设备包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，所述采样单元包括溢流定量杯和用于输送水样的采样机构，所述采样机构包括三通球阀，所述三通球阀的进口连接水样进水口，所述三通球阀的两个出口分别连通溢流定量杯和采样单元。该设备的采样方法包括清洗、采样溢流、定量采样、水样转移、供样检测和留样等步骤，能够实时监测水样，得到更精确的数据。

主权项：1.一种水质采留样设备，包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，其特征在于：所述采样单元包括溢流定量杯（9）和用于输送水样的采样机构（5），所述采样机构（5）包括三通球阀（55）、步进电机Ⅰ（51）、感应架（53）和接近开关Ⅰ（54），所述三通球阀（55）的进口连接水样进水口（35），所述三通球阀（55）的两个出口分别连通溢流定量杯（9）和采样单元；所述步进电机Ⅰ（51）驱动三通球阀（55），所述感应架（53）安装在联轴器（52）的输出转轴上，所述接近开关Ⅰ（54）固定设置以与感应架（53）配合检测步距角；所述采样单元还包括采样主板（31）和采样杯（3），所述采样杯（3）的进口连通三通球阀（55）；所述供样单元包括供样杯（4）、转移蠕动泵（20）、电磁阀组Ⅱ（8）、和供样主板（32），所述采样杯（3）出口通过转移蠕动泵（20）连通供样杯（4）进口，所述供样杯（4）出口通过电磁阀组Ⅱ（8）连通在线检测仪；所述留样单元包括至少一个留样瓶（16）、留样主板（25）和留样蠕动泵（13），所述留样蠕动泵（13）一端连通供样杯（4）的进口、另一端连通留样瓶（16）。

全文数据：一种水质采留样设备及其采留样方法技术领域本发明涉及环保设备领域，具体涉及一种水质采留样设备及其采留样方法。背景技术随着社会的发展，环境保护问题受到越来越密切的关注；水资源作为重要的自然资源，其污染问题也越来越受到重视。目前，环保主管部门对于废水排放企业已逐步采用在线监测设备进行监测，并对水污染排放超标的企业进行相关处罚。由于废水在线监测设备的特殊性，不能对排水管水流直接测试，而是需要采样后单独测试，通常是固定时间间隔（例如每隔2小时）采集瞬时水样测定一次，并根据对瞬时水样的测量结果计算排污总量。在实际应用中我们发现，现在普遍使用的废水采留样设备的这种测定方式存在如下不足：1）采样间隔时间太长，瞬时采样代表性比较差，且排污总量计算不准确；2）排污企业对废水在线监测设备采样时间和间隔都比较了解，部分企业会利用采样间隔进行间歇式的违规排放；3）实际水样采集的代表性不足，对于超标的水样无法留存，因此无法对超标数据进行核查。因此，设计一种新的水质采样与留样设备，与在线检测仪配合应用在水质监测领域，弥补现有技术中的不足，是本领域技术人员亟待解决的问题。同时，也需要一种新的控制方法，使新的水质采样与留样设备能够更好地完成采样、检测和留样工作。发明内容为了解决上述问题，本发明提供了一种水质采留样设备及其采留样方法，能够实时采样并且保留水样，控制方式更加精确。一种水质采留样设备，包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，所述采样单元包括溢流定量杯和用于输送水样的采样机构，所述采样机构包括三通球阀，所述三通球阀的进口连接水样进水口，所述三通球阀的两个出口分别连通溢流定量杯和采样单元。上述水质采留样设备，所述采样机构还包括步进电机Ⅰ、感应架和接近开关Ⅰ，所述步进电机Ⅰ驱动三通球阀，所述感应架安装在联轴器的输出转轴上，所述接近开关Ⅰ固定设置以与感应架配合检测步距角。上述水质采留样设备，所述采样单元还包括采样主板和采样杯，所述采样杯的进口连通三通球阀；所述供样单元包括供样杯、转移蠕动泵、电磁阀组Ⅱ、和供样主板，所述采样杯出口通过转移蠕动泵连通供样杯进口，所述供样杯出口通过电磁阀组Ⅱ连通在线检测仪。上述水质采留样设备，所述留样单元包括至少一个留样瓶、留样主板和留样蠕动泵，所述留样蠕动泵一端连通供样杯的进口、另一端连通留样瓶。上述水质采留样设备，所述留样单元还包括回转机构，所述回转机构包括底板、小带轮、大带轮、用于驱动小带轮的步进电机Ⅱ、接近开关Ⅱ和托盘，所述大带轮通过同轴的支座旋转连接托盘，所述托盘底部设有感应块，所述接近开关Ⅱ固设在底板与感应块配合，所述留样蠕动泵、步进电机Ⅱ和接近开关Ⅱ均由留样主板控制。所述留样单元还包括水位监测开关和光电开关，所述水位监测开关和光电开关均由留样主板控制。上述水质采留样设备，所述供样单元还包括气泵，所述气泵连通供样杯。气泵输送气体到供样杯底部，使供样杯中的水样混合均匀，保证检测精度。上述水质采留样设备，所述供样单元还包括蠕动泵Ⅰ、蠕动泵Ⅱ和两个标样瓶，所述蠕动泵Ⅰ的一端通过电磁阀组Ⅱ连通供样杯、另一端连通COD出样口，所述蠕动泵Ⅱ的一端也通过电磁阀组Ⅱ连通供样杯、另一端连通氨氮出样口，两个所述标样瓶通过电磁阀组Ⅱ可分别连通蠕动泵Ⅰ和蠕动泵Ⅱ。上述水质采留样设备，还包括清洗单元，所述清洗单元包括废水出水口、清水口、清洗泵和电磁阀组Ⅰ，所述电磁阀组Ⅰ为一进二出式阀组且其进口连通清洗泵、出口分别连通采样杯和供样杯，所述清洗泵进口和电磁阀组Ⅱ分别连通清水口，所述采样杯的出口、供样杯的出口管路上分别通过电动阀连通废水出水口，所述电磁阀组Ⅱ连通废水出水口。使用上述水质采留样设备的采留样方法，包括以下步骤：S1.清洗：清洗泵运行，由清水口抽取清水，设定电磁阀组Ⅰ的开闭口对采样杯和或供样杯进行清洗，废水经废水出水口排出；S2.采样溢流：步进电机Ⅰ控制三通球阀转动使溢流定量杯连通水样进水口，溢流定量杯中多余的水样溢流，用以润洗设备的连通的水样管路后经废水出水口排出；S3.定量采样：步进电机Ⅰ控制三通球阀转动使溢流定量杯连通采样杯，使溢流定量杯中存储的定量水样流入采样杯；重复本步骤，采样杯中存有设定量的水样；S4.水样转移：转移蠕动泵启动，将采样杯中的水样一次性转至供样杯中；采样杯和供样杯可独立工作，在供样检测的同时也能连续采样，能够实时在线检测水样；S5.气泵启动，供样杯底部通入气体使其内的水样混合均匀；S6.供样检测：蠕动泵Ⅰ和蠕动泵Ⅱ启动，将供样杯中水样排入在线检测仪中进行检测；S7.留样：若预先设定留样或步骤S6中的检测结果为超标，启动留样蠕动泵将水样排入留样瓶中等待人工复测；同时电磁阀组Ⅱ连通标样瓶将COD和氨氮标样排至在线检测仪中进行质控。上述步骤S7中，回转机构中设有若干个留样瓶，留样前所述回转机构的步进电机Ⅱ启动，当接近开关Ⅱ检测到感应块后步进电机Ⅱ停转；随后光电开关检测到已放置有留样瓶后留样蠕动泵再启动；当一个留样瓶中的水样到达水位监测开关后，将信号传给留样主板，留样主板发出信号控制留样蠕动泵停止同时控制步进电机Ⅱ启动使托盘转动带动下一个留样瓶转动到接样工位。本发明的有益效果为：成本低且结构和管路简洁的优点，模块设计使安装和维护更加方便。能够远程智能控制，可节省人力成本，远程调试和质控，保障数据准确性。可等时或等比例采集样品，为环境监测数据的真实性、代表性、准确性提供了基础，实现小毫升、多频次，最小采样流量10ml，最小时间间隔1min。分瓶采样能够保障系统连续采样，实现水质的全程、动态采集。系统在水质自动监测设备分析完成后，判断水样是否超标，若超标则会将该超标水样保留至留样瓶并向监控平台发出超标报警，否则将该合格水样排空，并清洗采样杯，更加智能化。附图说明图1为本发明实施例的正视示意图；图2为本发明实施例的后视示意图；图3为本发明实施例的左视示意图；图4为本发明实施例的右视示意图；图5为本发明实施例上箱体背面结构示意图；图6为图5中A向结构视图；图7为本发明实施例的采样机构示意图；图8为本发明实施例的下隔板正面的结构示意图；图9为本发明实施例的下隔板背面的结构示意图；图10为本发明实施例的回转机构的示意图；图11为本发明实施例的上箱体管路连接示意图；图12为本发明实施例的控制原理流程图；图13为本发明实施例的采样主板电路结构图；图14为本发明实施例的供样主板电路结构图；图15为本发明实施例的留样主板电路结构图；图16为本发明实施例的通信主板电路结构图。图中：1为上箱体、2为下箱体、3为采样杯、4为供样杯、5为采样机构、6为电磁阀组Ⅰ、7为气泵、8为电磁阀组Ⅱ、9为溢流定量杯、11为上隔板、12为支撑板、13为留样蠕动泵、14为水位监测开关、15为光电开关、16为留样瓶、17为标样瓶、18为蠕动泵Ⅰ、19为蠕动泵Ⅱ、20为转移蠕动泵、21为下隔板、22为回转机构、23为电机驱动器、24为固态继电器、25为留样主板、26为电源、27为清洗泵、28为DTU、29为电动阀、31为采样主板、32为供样主板、33为通信主板、34为通信串口、35为水样进水口、36为废水出水口、37为清水口、38为COD出样口、39为氨氮出样口、51为步进电机Ⅰ、52为联轴器、53为感应架、54为接近开关Ⅰ、55为三通球阀、221为大带轮、222为小带轮、223为底板、224为接近开关Ⅱ、255为步进电机Ⅱ、226为支座、227为托盘、228为感应块。具体实施方式下面结合附图对本发明进一步解释说明。一种水质采留样设备，包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，所述采样单元包括溢流定量杯9和用于输送水样的采样机构5，所述采样机构5包括三通球阀55，所述三通球阀55的进口连接水样进水口35，所述三通球阀55的两个出口分别连通溢流定量杯9和采样单元。上述水质采留样设备，所述采样机构5还包括步进电机Ⅰ51、感应架53和接近开关Ⅰ54，所述步进电机Ⅰ51驱动三通球阀55，所述感应架53安装在联轴器52的输出转轴上，所述接近开关Ⅰ54固定设置以与感应架53配合检测步距角。电机驱动器23设在如图下隔板21上。上述水质采留样设备，所述采样单元还包括采样主板31和采样杯3，所述采样杯3的进口连通三通球阀55；所述供样单元包括供样杯4、转移蠕动泵20、电磁阀组Ⅱ8、和供样主板32，所述采样杯3出口通过转移蠕动泵20连通供样杯4进口，所述供样杯4出口通过电磁阀组Ⅱ8连通在线检测仪。上述水质采留样设备，所述留样单元包括至少一个留样瓶16、留样主板25和留样蠕动泵13，所述留样蠕动泵13一端连通供样杯4的进口、另一端连通留样瓶16。上述水质采留样设备，所述留样单元还包括回转机构22，所述回转机构22包括底板223、小带轮222、大带轮221、用于驱动小带轮222的步进电机Ⅱ225、接近开关Ⅱ224和托盘227，所述大带轮221通过同轴的支座226旋转连接托盘227，所述托盘227底部设有感应块228，所述接近开关Ⅱ224固设在底板223与感应块228配合，所述留样蠕动泵13、步进电机Ⅱ225和接近开关Ⅱ224均由留样主板25控制。所述留样单元还包括水位监测开关14和光电开关15，所述水位监测开关14和光电开关15均由留样主板25控制。上述水质采留样设备，所述供样单元还包括气泵7，所述气泵7连通供样杯4。气泵7输送气体到供样杯4底部，使供样杯4中的水样混合均匀，保证检测精度。上述水质采留样设备，所述供样单元还包括蠕动泵Ⅰ18、蠕动泵Ⅱ19和两个标样瓶17，所述蠕动泵Ⅰ18的一端通过电磁阀组Ⅱ8连通供样杯4、另一端连通COD出样口38，所述蠕动泵Ⅱ19的一端也通过电磁阀组Ⅱ8连通供样杯4、另一端连通氨氮出样口39，两个所述标样瓶17通过电磁阀组Ⅱ8可分别连通蠕动泵Ⅰ18和蠕动泵Ⅱ19。上述水质采留样设备，还包括清洗单元，所述清洗单元包括废水出水口36、清水口37、清洗泵27和电磁阀组Ⅰ6，所述电磁阀组Ⅰ6为一进二出式阀组且其进口连通清洗泵27、出口分别连通采样杯3和供样杯4，所述清洗泵27进口和电磁阀组Ⅱ8分别连通清水口37，所述采样杯3的出口、供样杯4的出口管路上分别通过电动阀29连通废水出水口36，所述电磁阀组Ⅱ8连通废水出水口36。使用上述水质采留样设备的采留样方法，包括以下步骤：S1.清洗：清洗泵27运行，由清水口37抽取清水，设定电磁阀组Ⅰ6的开闭口对采样杯3和或供样杯4进行清洗，废水经废水出水口36排出；S2.采样溢流：步进电机Ⅰ51控制三通球阀55转动使溢流定量杯9连通水样进水口35，溢流定量杯9中多余的水样溢流，用以润洗设备的连通的水样管路后经废水出水口36排出；S3.定量采样：步进电机Ⅰ51控制三通球阀55转动使溢流定量杯9连通采样杯3，使溢流定量杯9中存储的定量水样流入采样杯3；重复本步骤，采样杯3中存有设定量的水样；S4.水样转移：转移蠕动泵20启动，将采样杯3中的水样一次性转至供样杯4中；采样杯3和供样杯4可独立工作，在供样检测的同时也能连续采样，能够实时在线检测水样；S5.气泵7启动，供样杯4底部通入气体使其内的水样混合均匀；S6.供样检测：蠕动泵Ⅰ18和蠕动泵Ⅱ19启动，将供样杯4中水样排入在线检测仪中进行检测；S7.留样：若预先设定留样或步骤S6中的检测结果为超标，启动留样蠕动泵13将水样排入留样瓶16中等待人工复测；同时电磁阀组Ⅱ8连通标样瓶17将COD和氨氮标样排至在线检测仪中进行质控。上述步骤S7中，回转机构22中设有若干个留样瓶16，留样前所述回转机构22的步进电机Ⅱ225启动，当接近开关Ⅱ224检测到感应块228后步进电机Ⅱ225停转；随后光电开关15检测到已放置有留样瓶16后留样蠕动泵13再启动；当一个留样瓶16中的水样到达水位监测开关14后，将信号传给留样主板25，留样主板25发出信号控制留样蠕动泵13停止同时控制步进电机Ⅱ225启动使托盘227转动带动下一个留样瓶16转动到接样工位。所述通信单元包括DTU28、通信主板33和通信串口34。DTU28是无线传输模块的简称，本设备可以通过DTU28进行无线数据双向传输，且能够通过DTU28实现远程控制设备。所述上箱体1正面箱盖上设有显示屏和操作板等常规设计，附图中省略，可显示和设置等时等比例采样模式、超标留样及远程控制等信息。所述上箱体1中设有上隔板11和支撑板12，所述上隔板11背面设置采样机构5、电磁阀组Ⅰ6和气泵7，所述上隔板11正面安装有溢流定量杯9。支撑板12的顶面上安装采样杯3和供样杯4，支撑板12正面安装蠕动泵Ⅰ18、蠕动泵Ⅱ19和转移蠕动泵20，支撑板12的背面安装电磁阀组Ⅱ8和清洗泵27。所述下箱体2中设有下隔板21，所述下隔板21的正面安装留样蠕动泵13、水位监测开关14和光电开关15，所述下隔板21的背面安装电机驱动器23、固态继电器24、留样主板25和电源26。

权利要求：1.一种水质采留样设备，包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，其特征在于：所述采样单元包括溢流定量杯（9）和用于输送水样的采样机构（5），所述采样机构（5）包括三通球阀（55），所述三通球阀（55）的进口连接水样进水口（35），所述三通球阀（55）的两个出口分别连通溢流定量杯（9）和采样单元。2.根据权利要求1所述的水质采留样设备，其特征在于：所述采样机构（5）还包括步进电机Ⅰ（51）、感应架（53）和接近开关Ⅰ（54），所述步进电机Ⅰ（51）驱动三通球阀（55），所述感应架（53）安装在联轴器（52）的输出转轴上，所述接近开关Ⅰ（54）固定设置以与感应架（53）配合检测步距角。3.根据权利要求1所述的水质采留样设备，其特征在于：所述采样单元还包括采样主板（31）和采样杯（3），所述采样杯（3）的进口连通三通球阀（55）；所述供样单元包括供样杯（4）、转移蠕动泵（20）、电磁阀组Ⅱ（8）、和供样主板（32），所述采样杯（3）出口通过转移蠕动泵（20）连通供样杯（4）进口，所述供样杯（4）出口通过电磁阀组Ⅱ（8）连通在线检测仪。4.根据权利要求3所述的水质采留样设备，其特征在于：所述留样单元包括至少一个留样瓶（16）、留样主板（25）和留样蠕动泵（13），所述留样蠕动泵（13）一端连通供样杯（4）的进口、另一端连通留样瓶（16）。5.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：所述留样单元还包括回转机构（22），所述回转机构（22）包括底板（223）、小带轮（222）、大带轮（221）、用于驱动小带轮（222）的步进电机Ⅱ（225）、接近开关Ⅱ（224）和托盘（227），所述大带轮（221）通过同轴的支座（226）旋转连接托盘（227），所述托盘（227）底部设有感应块（228），所述接近开关Ⅱ（224）固设在底板（223）与感应块（228）配合，所述留样蠕动泵（13）、步进电机Ⅱ（225）和接近开关Ⅱ（224）均由留样主板（25）控制；所述留样单元还包括水位监测开关（14）和光电开关（15），所述水位监测开关（14）和光电开关（15）均由留样主板（25）控制。6.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：所述供样单元还包括气泵（7），所述气泵（7）连通供样杯（4）。7.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：所述供样单元还包括蠕动泵Ⅰ（18）、蠕动泵Ⅱ（19）和两个标样瓶（17），所述蠕动泵Ⅰ（18）的一端通过电磁阀组Ⅱ（8）连通供样杯（4）、另一端连通COD出样口（38），所述蠕动泵Ⅱ（19）的一端也通过电磁阀组Ⅱ（8）连通供样杯（4）、另一端连通氨氮出样口（39），两个所述标样瓶（17）通过电磁阀组Ⅱ（8）可分别连通蠕动泵Ⅰ（18）和蠕动泵Ⅱ（19）。8.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：还包括清洗单元，所述清洗单元包括废水出水口（36）、清水口（37）、清洗泵（27）和电磁阀组Ⅰ（6），所述电磁阀组Ⅰ（6）为一进二出式阀组且其进口连通清洗泵（27）、出口分别连通采样杯（3）和供样杯（4），所述清洗泵（27）进口和电磁阀组Ⅱ（8）分别连通清水口（37），所述采样杯（3）的出口、供样杯（4）的出口管路上分别通过电动阀（29）连通废水出水口（36），所述电磁阀组Ⅱ（8）连通废水出水口（36）。9.一种如8所述水质采留样设备的采留样方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.清洗：清洗泵（27）运行，由清水口（37）抽取清水，设定电磁阀组Ⅰ（6）的开闭口对采样杯（3）和或供样杯（4）进行清洗，废水经废水出水口（36）排出；S2.采样溢流：步进电机Ⅰ（51）控制三通球阀（55）转动使溢流定量杯（9）连通水样进水口（35），溢流定量杯（9）中多余的水样溢流，用以润洗设备的连通的水样管路后经废水出水口（36）排出；S3.定量采样：步进电机Ⅰ（51）控制三通球阀（55）转动使溢流定量杯（9）连通采样杯（3），使溢流定量杯（9）中存储的定量水样流入采样杯（3）；重复本步骤，采样杯（3）中存有设定量的水样；S4.水样转移：转移蠕动泵（20）启动，将采样杯（3）中的水样一次性转至供样杯（4）中；S5.气泵（7）启动，供样杯（4）底部通入气体使其内的水样混合均匀；S6.供样检测：蠕动泵Ⅰ（18）和蠕动泵Ⅱ（19）启动，将供样杯（4）中水样排入在线检测仪中进行检测；S7.留样：若预先设定留样或步骤S6中的检测结果为超标，启动留样蠕动泵（13）将水样排入留样瓶（16）中等待人工复测；同时电磁阀组Ⅱ（8）连通标样瓶（17）将COD和氨氮标样排至在线检测仪中进行质控。10.根据权利要求9所述采留样方法，其特征在于：上述步骤S7中，回转机构（22）中设有若干个留样瓶（16），留样前所述回转机构（22）的步进电机Ⅱ（225）启动，当接近开关Ⅱ（224）检测到感应块（228）后步进电机Ⅱ（225）停转；随后光电开关（15）检测到已放置有留样瓶（16）后留样蠕动泵（13）再启动；当一个留样瓶（16）中的水样到达水位监测开关（14）后，将信号传给留样主板（25），留样主板（25）发出信号控制留样蠕动泵（13）停止同时控制步进电机Ⅱ（225）启动使托盘（227）转动带动下一个留样瓶（16）转动到接样工位。

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