一种水质检测设备及检测方法与流程

本发明涉及水质检测技术领域，尤其涉及一种水质检测设备及检测方法。

背景技术

水质是环境检测中的一个重要指标，环保部门或水处理企业需要定期对水质进行检测，从而判断水质是否复合要求，目前常规的水质检测都是依赖于特定的化验部门，检测流程是通过取样人员在现场取样，然后将样品运送至化验单位在实验室中完成对应的指标检测。

水质检测的主要指标包括总磷、总氮、氨氮和COD等，这些指标的检测通常均采用分光光度法，但是从取样到出检测结果，检测流程相对繁琐冗长，样品的来回运输，极大地提高了成本、延长了周期，同时由于水质在运输过程中还存在变质问题，导致检测结果不准确。

现有技术中，针对单项目的便携式检测设备层出不穷，但是无法实现多功能检测，若想实现多功能检测，则需要携带大量不同检测项目的设备，不符合检测人员的实际工作需求。

基于此，亟需对水质检测的方法手段以及对应的流程进行优化，在缩短检测周期，降低检测难度的前提下，实现多项目同时检测。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种可以同时用于多种不同项目的水质检测设备及检测方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种水质检测设备，包括基座、消解瓶、运输装置、试剂载样装置、载样驱动装置、混合驱动装置和检测单元；

所述运输装置固定安装在基座表面；

所述试剂载样装置活动安装在基座表面，运输装置用于将消解瓶选择性地运输至试剂载样装置上，所述试剂载样装置用于提供试剂储存空间以及试剂反应空间；

所述载样驱动装置固定安装在基座表面，载样驱动装置用于驱动试剂载样装置内不同的检测工位靠近或远离运输装置；

所述混合驱动装置固定安装在基座表面，混合驱动装置用于驱动位于试剂载样装置内的试剂排出或位于试剂载样装置内的消解瓶内的样品排出，从而使样品与试剂在试剂载样装置中混合；

所述检测单元固定安装在基座表面，检测单元的数量不少于两个，检测单元用于检测试剂载样装置内的样品。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述运输装置包括第一驱动电机、驱动皮带、轨道和夹爪，所述第一驱动电机和轨道均固定安装在基座表面，所述驱动皮带转动设置在基座表面，且驱动皮带的一部分与轨道相互重合，所述第一驱动电机与驱动皮带传动连接，夹爪滑动设置在轨道内且夹爪与驱动皮带固定连接，轨道的一端靠近试剂载样装置，另一端远离试剂载样装置从而便于将消解瓶放入夹爪或从夹爪内取出。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述夹爪的抓取部表面安装有加热装置。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述试剂载样装置包括托盘仓和托盘，托盘仓安装在基座表面，托盘可转动设置在托盘仓内，托盘的表面沿周向阵列设置有若干检测工位，每个检测工位内设置有一个消解瓶工位、若干试剂工位和混合工位，消解瓶工位用于容纳消解瓶，试剂工位用于容纳包裹有试剂的储存单元，混合工位与每一个试剂工位以及消解瓶工位均相互连通。

更进一步优选的，所述载样驱动装置包括第二驱动电机和榫头，所述第二驱动电机固定安装在基座表面，第二驱动电机的输出端固定安装有榫头，所述托盘的底部设置有榫眼，所述榫头与榫眼相互匹配，榫头嵌入在榫眼内。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述载样驱动装置还包括第一驱动缸，所述试剂载样装置还包括滑槽和导向柱，所述第一驱动缸和导向柱均固定安装在基座表面，滑槽滑动安装在导向柱上，第一驱动缸的输出端与滑槽固定连接，第一驱动缸的驱动方向与导向柱的长度方向平行，所述托盘仓滑动安装在滑槽内，滑槽沿导向柱滑动的过程中，榫头选择性地嵌入在榫眼内。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述混合驱动装置包括第二驱动缸、第一刺针和压杆，所述第二驱动缸固定安装在基座表面，第二驱动缸的输出端固定安装有第一刺针和压杆，第二驱动缸驱动第一刺针和压杆做往复运动，从而使压杆选择性地对消解瓶工位内的消解瓶进行压制，从而使消解瓶内的样品液流出，同时还使第一刺针选择性地对试剂工位内试剂的储存单元进行针刺，从而使储存单元内的试剂流出。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述消解瓶包括瓶身、瓶盖和密封片，所述瓶盖正对瓶身开口的位置设有开口，密封片嵌入安装在瓶盖内的开口处并密封开口，瓶盖紧固安装在瓶身开口上，消解瓶的瓶盖朝下选择性地嵌入在消解瓶工位内，消解瓶工位内部安装有第二刺针，第二刺针正对密封片。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述检测单元包括发光原件和与之正对设置的接收元件，所述混合工位选择性地处于发光元件与接收元件之间，所述混合工位为透明材质，多个检测单元周向阵列设置在试剂载样装置的周围。

本发明还提供上述水质检测设备的检测方法，包括如下步骤：

步骤一、将装有待测样品的消解瓶放入运输装置的夹爪内，夹爪对消解瓶进行加热，使其达到检测处理的温度要求，运输装置将带有消解瓶的夹爪运输至试剂载样装置的位置；

步骤二、第二驱动电机驱动托盘运动至对应的检测工位正对运输装置，此时第一驱动缸驱动滑槽运动从而带动托盘运动至消解瓶嵌入在消解瓶工位内，第一驱动缸再次驱动滑槽运动并带动托盘运动至榫头嵌入至榫眼内；

步骤三、混合驱动装置驱动消解瓶内的样品以及对应检测工位内试剂的存储单元内部的试剂挤出并在混合工位内混合；

步骤四、混合完毕，载样驱动装置驱动驱动混合工位运动至对应的检测单元位置，通过检测单元检测得到结果。

在以上技术方案的基础上，优选的，还可以同时进行多种不同项目检测，具体的包括：

步骤五、运输装置驱动夹爪运动至试剂载样装置的位置，第一驱动缸驱动滑槽运动从而带动托盘运动至消解瓶嵌入在夹爪中，夹爪夹紧，第一驱动缸驱动滑槽再次运动，从而带动消解瓶脱离托盘，此时再次重复步骤二至步骤四，完成其他项目检测。

本发明的水质检测设备及检测方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明提供了一种可以携带的水质检测设备，现场取样后，将样品存放在消解瓶中，通过将消解瓶放入本申请的水质检测设备中，从而自动化完成对应的检测步骤，无需将样品携带至实验室进行检测，且该设备检测效率高，相同的样品可以进行多种项目检测，降低了本领域技术人员的工作强度，缩短了检测周期，且检测过程自动化程度高，无需人工操作，可以有效避免操作误差；(2)本发明结构紧凑，进样的过程中可以对样品进行温度控制，可以克服环境因素的影响，检测完毕后，对应的消解瓶和托盘结构可以取出更换，便于现场进行重复检测，本发明一台设备可以实现多种检测项目，一体化程度高，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明水质检测设备使用状态的轴测图；

图2为本发明水质检测设备的轴测图；

图3为本发明水质检测设备另一个视角的轴测图；

图4为本发明水质检测设备中运输装置的轴测图；

图5为本发明水质检测设备中混合驱动装置的轴测图；

图6为本发明水质检测设备中试剂载样装置部分的轴测图；

图7为本发明水质检测设备中试剂载样装置部分的主视图；

图8为本发明水质检测设备中试剂载样装置部分另一个视角的轴测图；

图9为本发明水质检测设备中托盘部分的轴测图；

图10为本发明水质检测设备中消解瓶的局部剖视图。

图中：1-基座、2-消解瓶、3-运输装置、4-试剂载样装置、5-载样驱动装置、6-混合驱动装置、7-检测单元、8-保护壳体、9-提手、21-瓶身、22-瓶盖、23-密封片、221-开口、31-第一驱动电机、32-驱动皮带、33-轨道、34-夹爪、41-托盘仓、42-托盘、43-检测工位、44-滑槽、45-导向柱、421-榫眼、431-消解瓶工位、4311-第二刺针、431-试剂工位、433-混合工位、51-第二驱动电机、52-榫头、53-第一驱动缸、61-第二驱动缸、62-第一刺针、63-压杆、71-发光元件、72-接收元件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，结合图2-10，本发明的水质检测设备，其包括基座1、消解瓶2、运输装置3、试剂载样装置4、载样驱动装置5、混合驱动装置6和检测单元7；

所述运输装置3固定安装在基座1表面；

所述试剂载样装置4活动安装在基座1表面，运输装置3用于将消解瓶2选择性地运输至试剂载样装置4上，所述试剂载样装置4用于提供试剂储存空间以及试剂反应空间；

所述载样驱动装置5固定安装在基座1表面，载样驱动装置5用于驱动试剂载样装置4内不同的检测工位43靠近或远离运输装置3；

所述混合驱动装置6固定安装在基座1表面，混合驱动装置6用于驱动位于试剂载样装置4内的试剂排出或位于试剂载样装置内的消解瓶2内的样品排出，从而使样品与试剂在试剂载样装置中混合；

所述检测单元7固定安装在基座1表面，检测单元7的数量不少于两个，检测单元7用于检测试剂载样装置4内的样品。

以上实施方式中，作为优选的，还包括保护壳体8以及提手9，所述基座1、运输装置3、试剂载样装置4、载样驱动装置5、混合驱动装置6和检测单元7均安装在保护壳体8的内侧，提手9安装在保护壳体8的外侧表面，保护壳体8上设置有开口，用于提供试剂载样装置4在保护壳体8内部与外部之间运输的通道，所述运输装置3的一端靠近试剂载样装置4，另一端靠近保护壳体8，保护壳体8靠近运输装置3的位置设置有进料口，用于将消解瓶2输送至运输装置3的夹爪34上。

在具体实施方式中，所述运输装置3包括第一驱动电机31、驱动皮带32、轨道33和夹爪34，所述第一驱动电机31和轨道33均固定安装在基座1表面，所述驱动皮带32转动设置在基座1表面，且驱动皮带32的一部分与轨道33相互重合，所述第一驱动电机31与驱动皮带32传动连接，夹爪34滑动设置在轨道33内且夹爪34与驱动皮带23固定连接，轨道33的一端靠近试剂载样装置4，另一端远离试剂载样装置4从而便于将消解瓶2放入夹爪34或从夹爪34内取出。

以上实施方式中，轨道33用于限制夹爪34的运动位置以及输送过程中的姿态，从而使消解瓶2被输送至试剂载样装置4时，消解瓶2的开口朝向试剂载样装置4，在具体实施方式中，轨道包括竖直段和与竖直段连接的水平段，所述水平段远离竖直段的一端靠近试剂载样装置，轨道33内设有滑槽，夹爪34靠近轨道33的一端设有滑块，同时夹爪34靠近轨道33的一端还包括第一导轮组和第二导轮，第一导轮组包括两个第一导轮，两个第一导轮分别夹持在水平段宽度方向的两侧，第二导轮是指在水平段宽度方向靠近竖直段的一侧，且第一导轮和滚动轨道与第二导轮的滚动轨道不存在交集且相互平行，竖直段靠近水平段的端部及侧面均设有开口，所述第一导轮可通过开口滚动至竖直段的滑槽内，第二导轮的滚动轨道均位于轨道33的外侧表面，因此，当夹爪34在水平段与竖直段之间滚动时，夹爪34的空间姿态均一致，作为优选的方案，夹爪34为水平夹持。

在具体实施方式中，所述夹爪34的抓取部表面安装有加热装置。

以上实施方式中，作为优选的，所述加热装置可以是薄膜加热片，安装在夹爪34夹持消解瓶2的表面，在夹持的过程中可以对消解瓶2进行加热，使其达到检测要求的温度，作为进一步优选的，还包括温度传感器，温度传感器安装在夹爪34的抓取部，用于检测消解瓶2的加热温度，进行温度反馈，从而便于判断是否对加热装置进行启停。

在具体实施方式中，所述试剂载样装置4包括托盘仓41和托盘42，托盘仓41安装在基座1表面，托盘42可转动设置在托盘仓41内，托盘42的表面沿周向阵列设置有若干检测工位43，每个检测工位43内设置有一个消解瓶工位431、若干试剂工位432和混合工位433，消解瓶工位431用于容纳消解瓶2，试剂工位432用于容纳包裹有试剂的储存单元，混合工位433与每一个试剂工位432以及消解瓶工位431均相互连通。

以上实施方式中，托盘42优选的为圆盘状，托盘仓41内设有对应形状的凹槽，凹槽的底部设有通孔，消解瓶2选择性地插嵌入在不同的检测工位43的消解瓶工位431内，从而可以进行不同的检测项目，每一个检测工位43内对应地放入有不同的检测试剂储存单元，储存单元为一种可针刺刺破的胶囊结构，例如由橡胶外壳包裹的腔体，当针刺时储存单元内的试剂收到挤压从针刺开口处溢出，当针刺撤出时，开口随着包括腔体的回弹而密合。

在以上实施方式中，从消解瓶工位431以及试剂工位432流出的液体会在混合工位433进行混合，具体实现方式，优选的可以是，混合工位433的水平高度最低，试剂和样品因重力而自动流向混合工位433混合，或者混合工位433设置在托盘42靠近托盘42圆心更远的位置，通转动托盘42从而产生离心力，使试剂流向混合管工位433混合，作为优选的实施方案，消解瓶工位431、试剂工位432流向混合工位433的通道中设有止逆结构，例如止逆阀片。

在具体实施方式中，所述载样驱动装置5包括第二驱动电机51和榫头52，所述第二驱动电机51固定安装在基座1表面，第二驱动电机51的输出端固定安装有榫头52，所述托盘42的底部设置有榫眼421，所述榫52与榫眼421相互匹配，榫头52嵌入在榫眼421内。

以上实施方式中，第二驱动电机51通过榫头52与托盘42进行传动连接，从而可以实现驱动托盘42转动，转动的托盘42一方面可以转换检测工位43与运输装置3对接，从而将消解瓶2输送至不同的检测工位43进行检测，另一方面还可以实现高速转动，从而达到离心混合的作用。

在具体实施方式中，所述载样驱动装置5还包括第一驱动缸53，所述试剂载样装置4还包括滑槽44和导向柱45，所述第一驱动缸53和导向柱45均固定安装在基座1表面，滑槽44滑动安装在导向柱45上，第一驱动缸53的输出端与滑槽44固定连接，第一驱动缸53的驱动方向与导向柱45的长度方向平行，所述托盘仓41滑动安装在滑槽44内，滑槽44沿导向柱45滑动的过程中，榫头52选择性地嵌入在榫眼421内。

以上实施方式中，托盘仓41沿水平方向在滑槽44内滑动，托盘仓41随着滑槽44沿导向柱45进行往复运动，作为优选的，所述导向柱45竖直设置，通过驱动托盘仓41沿竖直方向运动，可以让托盘42选择性地脱离榫头52，同时托盘42沿竖直方向运动的过程中，选择性地靠近或远离运输装置3，具体的，当夹爪34运动至试剂载样装置4的位置时，若托盘42上升，夹爪34则靠近托盘42，若夹爪34内夹持有消解瓶2，则消解瓶2可以选择性地嵌入托盘42内的消解瓶工位431内，同样的，通过托盘42的升降、托盘42的旋转以及夹爪34的夹持松开，还可以实现将消解瓶2在托盘42内进行不同检测工位43的转移，以实现同时进行多个检测项目的检测。

在具体实施方式中，所述混合驱动装置6包括第二驱动缸61、第一刺针62和压杆63，所述第二驱动缸61固定安装在基座1表面，第二驱动缸61的输出端固定安装有第一刺针62和压杆63，第二驱动缸61驱动第一刺针62和压杆63做往复运动，从而使压杆63选择性地对消解瓶工位431内的消解瓶2进行压制，从而使消解瓶2内的样品液流出，同时还使第一刺针62选择性地对试剂工位432内试剂的储存单元进行针刺，从而使储存单元内的试剂流出。

以上实施方式中，混合驱动装置6设置在托盘42的上方，第一刺针62用于对同一检测工位43内的试剂工位432进行针刺处理，第一刺针62的数量和位置与同一个检测工位43内的试剂工位432均相互匹配，所述压杆63的位置与消解瓶工位431相互匹配，压杆63用于对消解瓶2进行压制，从而将消解瓶2内的检测样品挤出，第一刺针62用于对试剂工位432内的储存单元进行针刺和挤压，从而将试剂挤出。

在具体实施方式中，所述消解瓶2包括瓶身21、瓶盖22和密封片23，所述瓶盖22正对瓶身21开口的位置设有开口221，密封片23嵌入安装在瓶盖内22的开口221处并密封开口221，瓶盖22紧固安装在瓶身21开口上，消解瓶2的瓶盖22朝下选择性地嵌入在消解瓶工位431内，消解瓶工位431内部安装有第二刺针4311，第二刺针4311正对密封片23。

以上实施方式中，消解瓶2压出样品的方式为通过压力驱动第二刺针4311刺入密封片23，从而使消解瓶2内的样品部分流出。

在具体实施方式中，所述检测单元7包括发光原件71和与之正对设置的接收元件72，所述混合工位433选择性地处于发光元件71与接收元件72之间，所述混合工位433为透明材质，多个检测单元7周向阵列设置在试剂载样装置4的周围。

以上实施方式中，经过试剂处理后的样品液一般都可以采用分光光度检测法进行检测，具体是通过发光原件71发出特定的光，再由接收元件72接收检测，根据预设的算法进行计算，从而得到检测结果，本申请中有多个检测工位43，每个检测工位43可以进行一个不同的检测项目，因此对应的检测单元7也可以设置多个以匹配不同的检测项目，多个检测单元7均可以对混合工位433进行检测，作为优选的，混合工位433采用透明材质，从而可以让发光元件71的光源透过进行检测。

在具体实施方式中，本发明进行单项目检测的方法包括如下步骤：

步骤一、将装有待测样品的消解瓶2放入运输装置3的夹爪34内，夹爪34对消解瓶2进行加热，使其达到检测处理的温度要求，运输装置3将带有消解瓶2的夹爪34运输至试剂载样装置4的位置；

步骤二、第二驱动电机51驱动托盘42运动至对应的检测工位43并正对运输装置3，此时第一驱动缸53驱动滑槽44运动从而带动托盘42运动至消解瓶2嵌入在消解瓶工位431内，第一驱动缸53再次驱动滑槽44运动并带动托盘42运动至榫头52嵌入至榫眼421内；

步骤三、混合驱动装置6驱动消解瓶2内的样品以及对应检测工位43内试剂的存储单元内部的试剂挤出并在混合工位433内混合；

步骤四、混合完毕，载样驱动装置5驱动混合工位433运动至对应的检测单元7位置，通过检测单元7检测得到结果。

以上实施方式中，步骤三中，混合的方法包括直接通过重力混合，或者通过第二驱动电机51驱动托盘42转动，实现物料混合。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。