详情

原文传递径流泥沙的采样检测装置及其使用方法

专利名称：	径流泥沙的采样检测装置及其使用方法
摘要：	本发明公开了径流泥沙的采样检测装置及其使用方法。装置包括箱体，箱体设置有径流采样及泥沙检测部分、电气控制部分以及清洗部分，箱体的上侧壁还设置有供电单元，箱体的侧壁开设有取样操作窗口和观察窗口，箱体的顶部安装有雨量传感器，箱体内安装有温度传感器；箱体的顶部设置为凹槽型，箱体的顶部通过导水组件连接清洗部分。本发明还公开了该采样检测装置的使用方法；本发明提高了装置的自动化程度及水资源的利用；装置还拥有径流泥沙存样功能，在保证径流泥沙含量测量精度的前提下，满足不同需求环境下径流泥沙的采样检测作业，具有较好的适用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安理工大学
发明人：	王建渊;景航辉;王海啸;闫瑾;李英杰;李蔚豪;李占斌;李鹏
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-15T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-01T00:00:00+0800
申请号：	CN202111347549.4
公开号：	CN114112545A
代理机构：	西安弘理专利事务所
代理人：	涂秀清
分类号：	G01N1/20;G;G01;G01N;G01N1;G01N1/20
申请人地址：	710048 陕西省西安市碑林区金花南路5号
主权项：	1.径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，包括箱体(29)，所述箱体(29)设置有径流采样及泥沙检测部分、电气控制部分以及清洗部分，所述箱体(29)的上侧壁还设置有供电单元，所述箱体(29)的侧壁开设有取样操作窗口(15)和观察窗口(25)，所述箱体(29)的顶部安装有雨量传感器(7)，所述箱体(29)内安装有温度传感器(8)；所述箱体(29)的顶部设置为凹槽型，所述箱体(29)的顶部通过导水组件连接清洗部分，在温度传感器(8)检测到温度阈值符合作业的情形下，所述雨量传感器(7)检测到无雨，所述电气控制部分控制径流采样及泥沙检测部分进行采样检测，所述雨量传感器(7)检测到有雨，则所述电气控制部分控制径流采样及泥沙检测部分和清洗部分配合进行采样检测。 2.根据权利要求1所述的径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，所述电气控制部分包括设置于箱体(29)侧壁的触摸屏(9)、电源总开关(10)、功能按钮(11)、PLC控制器(14)、伺服控制器(13)以及通讯模块(12)，所述触摸屏(9)用于操作人员操作完成与装置之间的交互；所述PLC控制器(14)用于通过伺服控制器(13)控制装置的逻辑动作，所述通讯模块(12)用于实现操作人员对装置的远程操作监测及数据的远程传输。 3.根据权利要求1所述的径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，所述供电单元包括依次连接的柔性光伏板(1)、光伏逆变器一体机(21)以及胶体电池(19)，其中，所述柔性光伏板(1)的一侧安装有光伏板电缸(2)，所述光伏板电缸(2)用于调节柔性光伏板(1)的放置坡角。 4.根据权利要求2所述的径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，所述径流采样及泥沙检测部分包括伸出设置于箱体(29)外壁的采样口(41)，所述采样口(41)设置有电动三通球阀(6)，所述三通球阀(6)的其中一通沿箱体(29)向内连接注液管(5)，所述采样口(41)用于完成对外部径流的获取，所述PLC控制器(14)控制电动三通球阀(6)的开通和闭合来决定是否进行采样，对应所述注液管(5)设置有电子秤(22)，所述电子秤(22)上配置有液位超声波传感器(4)，所述电子秤(22)的一侧设置有交换台(23)，所述交换台(23)上设置有RFID识卡器(24)；所述电子秤(22)和交换台(23)的一侧设置有若干个取样杯(17)和储物平台(18)，所述电子秤(22)、交换台(23)和储物平台(18)对应设置有龙门架(20)，所述龙门架(20)上设置有三轴线性模组(28)的机械爪(26)，所述机械爪(26)连接有电磁铁吸盘(27)，所述PLC控制器(14)通过控制电磁铁吸盘(27)的通断电，以便完成对杯盖(16)的吸取及放置。 5.根据权利要求4所述的径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，所述清洗部分由隔离门(40)和径流采样及泥沙检测部分隔离，所述PLC控制器(14)控制隔离门(40)的开通与闭合；所述清洗部分包括：安装在所述龙门架(20)上的单轴线性模组(39)、以及连接单轴线性模组(39)的机械手指(36)，其中，所述机械手指(36)连接有夹杯电缸(37)，且所述机械手指(36)连接有转台(38)；还包括接水漏斗(34)，所述接水漏斗(34)内设置有喷枪(35)，所述喷枪(35)通过管路(33)连接有清洗泵(32)，所述清洗泵(32)的下方设置有水箱(31)，所述水箱(31)中设置有水位传感器(30)，所述导水组件连接于水箱(31)。 6.根据权利要求1所述的径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，所述箱体(29)的顶部开设有导水口，所述导水组件包括连接清洗部分与箱体(29)顶部的水管(42)，所述水管(42)连接导水口，所述导水口设置有过滤网(43)。 7.径流泥沙的采样检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：提供如权利要求1所述的径流泥沙的采样检测装置；步骤1：打开电源总开关(10)，操作者在触摸屏(9)上进行操作控制的设置，操作人员将空采样杯(17)和杯盖(16)放置于箱体(29)中的对应位置；装置运行，温度传感器(8)检测工作环境温度是否低于阈值，若低于阈值则PLC控制器(14)控制装置停止运行，若不低于阈值，则控制装置进行下一步操作；步骤2：PLC控制器(14)控制机械爪(26)叉取空采样杯(17)至交换台(23)；RFID识卡器(24)进行采样杯(17)信息的记录；PLC控制器(14)控制电磁铁吸盘(27)进行杯盖(16)的吸取，PLC控制器(14)继续控制机械爪(26)动作将无杯盖的采样杯(17)叉取至电子秤(22)对应注液管(5)下端的位置，准备进行径流泥沙的采样检测；步骤3：PLC控制器(14)控制液位超声波传感器(4)动作，测量到杯底的距离作为基准距离；控制电动三通球阀(6)打开，径流通过采样口(41)处流入注液管(5)、注入采样杯(17)，当采样杯(17)中的浑水液面到达光电传感器(3)的检测阈值时，PLC控制器(14)控制关闭电动三通球阀(6)，停止注液；液位超声波传感器(4)动作测取采样杯(17)中浑水液位的高度，电子秤(22)测取浑水的重量，获取径流泥沙采样样品泥沙含量的数据并进行保存；步骤4：通过雨量传感器(7)检测环境是否下雨，若下雨，则装置清洗部分进行工作，PLC控制器(14)控制隔离门(40)打开、并控制机械手指(36)抓取采样杯(17)至清洗工位处，控制转台(38)将采样杯(17)中浑水倾倒到接水漏斗(34)中；PLC控制器(14)控制清洗泵(32)抽取水箱(31)中的清水，配合管路(33)合喷枪(35)清洗采样杯(17)；清洗完成后控制转台(38)复位、控制机械手指(36)移动采样杯(17)至电子秤(22)、待机械手指(36)复位后控制隔离门(40)关闭；完成一次清洗流程后，按照步骤3进行下一步操作；若不下雨，则进行步骤4；步骤5：PLC控制器(14)控制机械爪(26)将电子秤(22)上的采样杯(17)叉取至交换台(23)上、控制电磁铁吸盘(27)移动至采样杯(17)处并通电、完成放杯盖(16)动作、控制机械爪(26)叉取完成放置带有杯盖(16)的采样杯(17)至储物平台(18)，完成一次径流泥沙的采样检测操作；步骤6：PLC控制器(14)判断此时装置储物平台(18)上的采样杯(17)是否全部完成径流泥沙采样，若是，则装置结束动作；若否，则装置等到达预设的泥沙采样间隔时间后，进入下一次的径流泥沙测量操作；在泥沙采样间隔时间未到时，若雨量传感器(7)检测环境下雨，则PLC控制器(14)控制装置立即进入下一次的径流泥沙的采样检测操作。
所属类别：	发明专利