分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水樣采樣技術，特別涉及一種適用于室內外的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采集系統(tǒng)，屬于水利工程中水工模型試驗技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來，越來越多的水利技術工程學者在投身于分層流相關課題的研究。作為分層流研究的重要手段，水工模型試驗倍受研究人員的青睞，它不僅可以為水體分層流運動理論研究提供定性分析和定量的數(shù)據(jù)，也是解決實際水庫中分層流問題的重要手段。分層流試驗水樣的取樣本身難度較高，又要保證水樣采樣對水樣測量的精度。一般情況下，由于水槽模型試驗中水深相對較淺，加上目前水樣的采集是人工采用針管或取樣勺進行直接取樣，這種水樣取樣方法直接影響水樣采集的準確性及試驗結果的精確性。且人工采樣方式容易發(fā)生取樣不及時或是取樣經常失敗的情況，因此，這對分層流水槽模型試驗水樣采樣結果的精度會產生嚴重的影響。
[0003]針對上述情況，如能開發(fā)一種適用于分層流水槽模型試驗的水樣采樣系統(tǒng)，即能解決目前迫切需要解決的分層流試驗水樣的取樣技術問題，這也正是本發(fā)明的任務所在。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的正是針對現(xiàn)有技術中所存在的缺陷與不足，提出一種適用于室內外的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)。所述的多點同步采樣系統(tǒng)結構簡單、安裝與操作方便、且造價合理;其采樣方式適用于不同的分層流流態(tài)、實現(xiàn)在不同流態(tài)下、不同斷面、不同水深位置的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣；同時還適用于不同長度、寬度與水深的分層流水槽模型試驗，具有較強的適應性。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明是采用由以下技術措施構成的技術方案來實現(xiàn)的。
[0006]本發(fā)明所述的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)，包括為系統(tǒng)提供電力的發(fā)電機和提供負壓的真空栗、廢水收集箱和若干采樣裝置;其中，廢水收集箱設置有廢水收集箱進水口和廢水收集箱出氣口；單個采樣裝置由采樣容器、采樣位置調節(jié)器、采樣鋼管和輔助鋼尺組成;所述采樣容器由采樣瓶和采樣瓶安置臺、水樣取水管、采樣容器進水管和采樣容器出水口、采樣開關轉換裝置構成;采樣容器頂部安裝真空負壓表;所述發(fā)電機與真空栗連接，真空栗與廢水收集箱出氣口連接，廢水收集箱進水口與采樣容器底端的采樣容器出水口連接，采樣瓶放置在采樣容器底部的采樣瓶安置臺上，采樣容器頂部的采樣容器進水管一端通過連接管與水樣取水管連接，另一端與固定在采樣位置調節(jié)器上的采樣鋼管一端通過連接管連接，采樣鋼管另一端浸沒在分層流水槽液面以下;所述采樣位置調節(jié)器安裝在分層流水槽上。
[0007]上述技術方案中，所述廢水收集箱出氣口設置在廢水收集箱的頂部，所述廢水收集箱進水口設置在廢水收集箱的底部。
[0008]上述技術方案中，所述采樣裝置以及其中的采樣容器、采樣位置調節(jié)器、采樣鋼管和輔助鋼尺數(shù)量的設置，應根據(jù)分層流水槽中不同采樣斷面數(shù)量進行相應設置與安裝。
[0009]上述技術方案中，所述采樣裝置中采樣容器底部的采樣瓶安置臺的高度應高出采樣容器底部l-2cm;并在采樣瓶安置臺上每個采樣瓶之間設置隔板，便于采樣瓶的放置。
[0010]上述技術方案中，所述采樣容器中采樣瓶采用并排方式放置在采樣瓶安置臺上，其單排采樣瓶數(shù)量與采樣容器進水管和水樣取水管的數(shù)量相同。
[0011 ]上述技術方案中，所述采樣裝置中采樣鋼管數(shù)量與單排采樣瓶數(shù)量相同。
[0012]上述技術方案中，所述采樣容器中采樣開關轉換裝置由一個帶有若干水樣取水管安置孔的U型聯(lián)動轉片與轉動開關構成。
[0013]上述技術方案中，所述采樣開關轉換裝置中轉動開關采用手動、電動或氣動的方式進行開與關的控制。
[0014]上述技術方案中，所述采樣裝置中的輔助鋼尺設置為水平輔助鋼尺和垂直輔助鋼尺，并固定在采樣位置調節(jié)器上。
[0015]上述技術方案中，所述廢水收集箱中廢水收集箱進水口通過多聯(lián)接頭與多個采樣容器連接，其采樣容器與不同采樣斷面上固定在采樣位置調節(jié)器上的采樣鋼管連通。
[0016]本發(fā)明所述的水樣取水管通過水樣取水管安置孔固定在采樣開關轉換裝置的U型聯(lián)動轉片上，采樣容器內水樣取水管與采樣容器進水管通過連接管進行連接，根據(jù)分層流不同斷面的采樣需求，只需要通過采樣開關轉換裝置，轉動U型聯(lián)動轉片，調整水樣取水管的位置，即可實現(xiàn)水樣采集與不采集狀態(tài)的轉換。
[0017]本發(fā)明所述分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)的基本原理:是利用真空栗抽氣，使得廢水收集箱及采樣容器內形成負壓;并通過采樣位置調節(jié)器調節(jié)固定不同斷面上的多個采樣點的水平與水深位置，在采樣容器內外壓差作用之下，置于分層流水槽模型試驗水體液面以下的采樣鋼管頭部所處位置周圍的水樣會進入采樣容器內，通過控制真空栗的運行功率，調節(jié)采樣容器內外的壓差，控制采樣鋼管進口的流速，以適應不同流態(tài)的分層流水槽模型試驗，而采樣系統(tǒng)是否采樣通過控制采樣開關轉換裝置來進行控制，不采樣時水樣進入廢水收集箱，采樣時水樣則進入采樣瓶。
[0018]本發(fā)明所述的真空負壓表安裝于采樣容器頂部，是為了用于便于觀測采樣容器內的負壓值，以保證采樣容器不受負壓破壞。
[0019]本發(fā)明所述的采樣容器頂部設置的采樣容器進水管，其中部設置的水樣取水管和底部的采樣瓶均為若干數(shù)量，均與采樣裝置中的采樣鋼管數(shù)量配套;其中采樣容器進水管兩端預留有一定長度，以便與水樣取水管通過連接管進行連接;再通過采樣容器進水管與采樣鋼管的連接，很方便地使水樣從水樣取水管中進入采樣瓶。
[0020]本發(fā)明所述分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)是在采樣方式，采樣體積和操作過程均應滿足分層流水槽模型試驗測量要求的基礎上，提出相應的技術要求:首先，采樣系統(tǒng)的采樣方式能夠適合于不同的分層流流態(tài)，且對分層流流態(tài)運動過程的影響小，并可實現(xiàn)在不同流態(tài)下、不同斷面、不同水深位置的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣工作;其次，采樣系統(tǒng)能適用于不同長度、不同寬度與不同水深的分層流水槽模型試驗，具有較強的適應性;再次，采樣系統(tǒng)可以方便的控制水樣的采樣，可以減少以往人工采用針管采樣或采用采樣勺取樣產生的誤差，同時避免了采樣不及時或無法采樣情況的發(fā)生，從而進一步保證分層流水槽模型試驗采樣及時性和測驗結果的精確性，進而提高了分層流水槽模型試驗研究與分析的準確性和可靠性;最后，采樣系統(tǒng)還滿足了工作原理與系統(tǒng)結構簡單、造價合理和操作方便等特點。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點及有益的技術效果:
[0022]1、本發(fā)明設計的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)，結合采樣位置調節(jié)器可以精確的定位多個采樣點的水平與水深位置；同時，根據(jù)試驗需要，可以對分層流水槽模型試驗不同斷面、不同水層進行同步、準確的采樣，適應性強。
[0023]2、本發(fā)明設計的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采集系統(tǒng)，采用真空栗輔助取樣，通過調整真空栗的功率，可以控制采樣鋼管進口的流速，避免對分層流水槽模型試驗局部流態(tài)產生影響，適用于各種流態(tài)的分層流水槽模型試驗水樣采樣。
[0024]3、本發(fā)明設計的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)，其所述的采樣容器內設有采樣開關轉換裝置，通過電動、氣動或手動等方式進行控制，可以快速改變水樣取水管管口的方向，實現(xiàn)水樣采集與不采集狀態(tài)的轉換。
[0025]4、本發(fā)明設計的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)，其整體體積小，工作原理簡單，安裝方便，操作使用極為方便，系統(tǒng)安裝后，除采樣鋼管位置由人工調整外，其余部件均可通過開關電動控制，極大地減少了人力，提高了采樣的效率，避免了傳統(tǒng)人工采樣不及時或無法采樣的情況;且系統(tǒng)所需材料成本低，造價合理，經濟適用，易于推廣。
【附圖說明】
[0026]圖1本發(fā)明所述分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)整體結構方框示意圖；
[0027]圖2本發(fā)明所述分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng)整體結構連接安裝示意圖；
[0028]圖3本發(fā)明圖2中所述采樣容器結構示意圖，其中(a)為正視圖，(b)為側視圖；
[0029]圖4本發(fā)明圖2中所述采樣開關轉換裝置結構示意圖，其中(a)為俯視圖，(b)為正視圖。
[0030]附圖中各代號含義:I發(fā)電機;2真空栗;3廢水收集箱;4廢水收集箱出氣口； 5廢水收集箱進水口 ； 6采樣裝置;7采樣容器;8真空負壓表;9采樣瓶；10水樣取水管；11采樣容器出水口； 12采樣容器進水管；13采樣開關轉換裝置;14采樣瓶安置臺；15采樣鋼管；16輔助鋼尺;17采樣位置調節(jié)器;18分層流水槽;19U型聯(lián)動轉片;20轉動開關;21水樣取水管安置孔。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖并用【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不應理解為是對本發(fā)明保護范圍的任何限定。
[0032]本發(fā)明所述分層流水槽模型試驗的多點同步采樣系統(tǒng)的整體結構框圖圖1中，所述的發(fā)電機I與真空栗2連接，真空栗2與廢水收集箱3連接，廢水收集箱3與若干個采樣裝置6連接，具體采樣裝置6由本發(fā)明的采樣系統(tǒng)圖2中給出解釋;所述發(fā)電機1、真空栗2、廢水收集箱3和采樣裝置6共同構成本發(fā)明的分層流水槽模型試驗水樣的多點同步采樣系統(tǒng);通過所述采樣系統(tǒng)中的采樣裝置6與分層流水槽18相連接。
[0033]本發(fā)明所述的多點同步采樣系統(tǒng)的整體結構連接關系如圖2所示，所述發(fā)電機1、真空栗2與廢水收集箱3它們三者均放置在水平地面上;采樣