一種高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置及取樣方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置及取樣方法，該裝置包括取樣品底盤(pán)和取水管，所述取樣品底盤(pán)上設(shè)有若干個(gè)圓周均布的取樣瓶，取樣品底盤(pán)與取樣品底盤(pán)轉(zhuǎn)軸連接，取樣品底盤(pán)轉(zhuǎn)軸與第一電機(jī)連接，所述取水管一端位于取樣瓶上方，取水管與水泵連接，且取水管安裝在剛性支架上。本發(fā)明取樣瓶底盤(pán)可放置多個(gè)取樣瓶，進(jìn)行多次連續(xù)取樣，且后續(xù)取樣時(shí)會(huì)自動(dòng)排除取水管內(nèi)前一次取樣殘留水，實(shí)現(xiàn)高效、可靠的水下水質(zhì)取樣；取樣品底盤(pán)的鏤空設(shè)計(jì)，能使殘余的水及時(shí)排除；抽水完畢后，可直接取回取樣瓶，蓋好瓶蓋，水樣不會(huì)被二次污染，且方便攜帶運(yùn)輸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置及取樣方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置及取樣方法，屬于水質(zhì)取樣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水資源的過(guò)度利用與污染，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外對(duì)水環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越重視。對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響水質(zhì)的因素，能夠及時(shí)采取有效的措施，對(duì)水資源進(jìn)行有效的管理與保護(hù)。
[0003]水質(zhì)作為水環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)衡量水域破壞程度和飲用水是否符合要求，準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)水質(zhì)是制定保護(hù)措施的前提。水樣采集與運(yùn)輸是水質(zhì)監(jiān)測(cè)中最重要的環(huán)節(jié)，采集的水樣要具有代表性，并在采集、保存及運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中沒(méi)有被再次污染。由于各處的河流范圍較大，形狀也各不相同，水樣本采集的主要方式是人工劃船采集樣本，然后送往檢測(cè)中心檢測(cè)?，F(xiàn)有的技術(shù)主要存在如下缺陷:采集水樣時(shí)采集人員必需采集不同位置、不同深度的水樣本，采集的水樣本位置精確度不高；水樣在船上保存時(shí)會(huì)受到污染，且溫度、時(shí)間等因素也會(huì)對(duì)水樣造成影響;耗費(fèi)大量的人力與物力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置及取樣方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)大范圍內(nèi)不同深度水質(zhì)的高效、連續(xù)、可靠取樣，使水樣的檢測(cè)更加準(zhǔn)確，運(yùn)輸和儲(chǔ)存更加方便。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，包括取樣品底盤(pán)和取水管，所述取樣品底盤(pán)上設(shè)有若干個(gè)圓周均布的取樣瓶，取樣品底盤(pán)與取樣品底盤(pán)轉(zhuǎn)軸連接，取樣品底盤(pán)轉(zhuǎn)軸與第一電機(jī)連接，所述取水管一端位于取樣瓶上方，取水管與水栗連接，且取水管一端安裝在剛性支架上，所述剛性支架安裝于第二電機(jī)上，剛性支架的初始位置與水面平行，通過(guò)第二電機(jī)帶動(dòng)剛性支架旋轉(zhuǎn)，取水管安裝于剛性支架上并跟著剛性支架移動(dòng)，不受外界條件的影響，保證了位置的精確性。
[0006]作為優(yōu)選，所述第一電機(jī)、水栗和第二電機(jī)分別與主控制器連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述取樣品底盤(pán)為鏤空狀。
[0008]作為優(yōu)選，所述剛性支架遠(yuǎn)離第一電機(jī)的一端設(shè)有液位傳感器，液位傳感器與主控制器連接。
[0009]作為優(yōu)選，一個(gè)取樣瓶?jī)?nèi)設(shè)置多個(gè)儲(chǔ)樣空間，多個(gè)儲(chǔ)樣空間可以多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，防止一次未使用的取樣樣品二次污染。
[0010]作為優(yōu)選，所述主控制器與打印機(jī)連接。
[0011]—種上述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟:
[0012]I)準(zhǔn)備工作:將取樣瓶底盤(pán)安裝于取樣作業(yè)臺(tái)上，將取樣瓶準(zhǔn)確放置于取樣瓶底盤(pán)上，調(diào)整好管道出口與瓶口的位置，選擇需要取樣的深度，安裝好同樣長(zhǎng)度的剛性支架和位于管道取水管底部的液位傳感器，利用主控制器設(shè)置兩次抽水時(shí)間為取水管內(nèi)殘余水抽出的時(shí)間，t2為取樣瓶取水時(shí)間，設(shè)置完成后，取樣平臺(tái)行駛到第一個(gè)取樣點(diǎn)；
[0013]2)取樣過(guò)程:通過(guò)主控制器控制電機(jī)5啟動(dòng)，向下放置取水管，并啟動(dòng)水栗開(kāi)始抽水，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，啟動(dòng)第一電機(jī)使取樣底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，使取水管的管口正對(duì)取樣瓶口，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2，主控制器控制水栗停止抽水，收起取樣管道，啟動(dòng)第一電機(jī)，取樣底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，完成一次水下水質(zhì)取樣；
[0014]3)取樣完畢后，主控制器連接打印機(jī)，打印出取樣深度、位置及時(shí)間信息標(biāo)簽，貝占在取樣瓶上；
[0015]如若需要繼續(xù)取樣，重復(fù)執(zhí)行步驟2)和步驟3)，直到取樣完畢。
[0016]在本發(fā)明中，取樣瓶為小口瓶;作為優(yōu)選，取樣瓶底盤(pán)采用鏤空設(shè)計(jì);作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)裝置為可控制旋轉(zhuǎn)角度的步進(jìn)電機(jī)。水下水質(zhì)取樣裝置采用無(wú)人控制、遠(yuǎn)程遙控和手動(dòng)控制等方式，根據(jù)取樣作業(yè)臺(tái)、取樣工作范圍和任務(wù)進(jìn)行選擇。無(wú)人船自動(dòng)取樣時(shí)，設(shè)為無(wú)人控制;視野廣闊、區(qū)域較小的地點(diǎn)取樣時(shí)，設(shè)為遠(yuǎn)程遙控;在大型船上長(zhǎng)期連續(xù)作業(yè)取樣時(shí)，設(shè)為手動(dòng)控制。
[0017]有益效果:本發(fā)明的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置及取樣方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]a)取樣瓶底盤(pán)可放置多個(gè)取樣瓶，進(jìn)行多次連續(xù)取樣，且后續(xù)取樣時(shí)會(huì)自動(dòng)排除取水管內(nèi)前一次取樣殘留水，實(shí)現(xiàn)高效、可靠的水下水質(zhì)取樣；
[0019]b)取樣瓶?jī)?nèi)置多個(gè)取樣空間，可對(duì)同一水質(zhì)進(jìn)行多次檢測(cè)，且不會(huì)相互污染；
[0020]c)取樣品底盤(pán)的鏤空設(shè)計(jì)，能使殘余的水及時(shí)排除；
[0021 ] d)抽水完畢后，可直接取回取樣瓶，蓋好瓶蓋，水樣不會(huì)進(jìn)行二次污染，且方便攜帶運(yùn)輸；
[0022]e)伸入水下取水管的剛性支架有多種規(guī)格，可根據(jù)不同取水深度進(jìn)行選擇安裝；
[0023]f)本發(fā)明可以根據(jù)不同的需要設(shè)定控制方式，降低人力、物力損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為取樣管道與取樣瓶起始位置關(guān)系圖；
[0026]圖3取樣瓶?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖4取樣瓶瓶蓋示意圖；
[0028]圖5取水流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1至圖4所示，本發(fā)明所述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，包括取樣瓶底盤(pán)I，取樣瓶2，取水管3，第二電機(jī)5，水栗4，剛性支架6，液位傳感器7，第一電機(jī)8，取樣瓶底盤(pán)轉(zhuǎn)軸9，主控制器10，取樣瓶瓶蓋11。
[0030]所述取樣瓶底盤(pán)I安裝于轉(zhuǎn)軸9上，取樣品底盤(pán)I上設(shè)有若干個(gè)圓周均布的取樣瓶2，所述取樣瓶2放置于取樣瓶底盤(pán)I上，所述取水管3放置于取樣瓶3瓶口上方，取水管3與水栗4連接并安裝于剛性構(gòu)件6上，所述第一電機(jī)8、第二電機(jī)5分別安裝于轉(zhuǎn)軸9和剛性構(gòu)件6上，液位傳感器7安裝于取樣管3底端，所述主控制器分別與打印機(jī)、液位傳感器連接。
[0031]所述的取樣瓶底盤(pán)安裝于取樣船上，所述的取樣瓶安裝于取樣瓶底盤(pán)上，所述管道伸入水下取水管與水栗連接后再連接至取樣瓶瓶口上端，所述剛性支架位于取水管管道，所述轉(zhuǎn)軸安裝于取樣瓶底盤(pán)軸心，所述驅(qū)動(dòng)裝置及控制器安裝于取樣船上。一個(gè)取樣瓶?jī)?nèi)設(shè)置多個(gè)儲(chǔ)樣空間，多個(gè)儲(chǔ)樣空間可以多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，防止一次未使用的取樣樣品二次污染。
[0032]實(shí)施范例以無(wú)人船為取樣作業(yè)臺(tái)，采用上述高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置取樣方法，如圖5所示，主要包括以下步驟:
[0033]I)控制方式:采用無(wú)人船自動(dòng)取樣，選擇自動(dòng)控制方式；
[0034]2)準(zhǔn)備工作:將取樣瓶底盤(pán)I安裝于取樣船上，將取樣瓶2準(zhǔn)確放置于底盤(pán)上，調(diào)整好管道3與取樣瓶2瓶口的位置，選擇要取樣的深度，選擇并安裝取樣管道的剛性支架6與管道取水管底部的液位傳感器7，設(shè)置兩次水栗4取水的時(shí)間tl、t2，并將取樣船行駛到第一個(gè)取樣點(diǎn)；
[0035]3)取樣過(guò)程:利用主控制器10啟動(dòng)第二電機(jī)5，向下放置取水管3及剛性支架6至固定位置(圖1虛線位置)，利用主控制器10啟動(dòng)水栗4開(kāi)始抽水，經(jīng)過(guò)時(shí)間tl，主控制器10啟動(dòng)第一電機(jī)8控制取樣底盤(pán)I轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，使管道3的管口正對(duì)取樣瓶2的瓶口，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2，主控制器10控制水栗4停止抽水，利用主控制器10啟動(dòng)第二電機(jī)5收起取樣管道3及剛性支架6，主控制器10啟動(dòng)第一電機(jī)8控制取樣底盤(pán)I轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，第一次抽水完畢；
[0036]4)取樣完畢后，主控制器1連接打印機(jī)，打印出深度、位置、時(shí)間等信息標(biāo)簽，貼在取樣瓶上，以備后續(xù)檢測(cè)使用；
[0037]5)如若需要繼續(xù)取樣，重復(fù)執(zhí)行步驟3)和4)，直到取樣完畢。
[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，其特征在于:包括取樣品底盤(pán)和取水管，所述取樣品底盤(pán)上設(shè)有若干個(gè)圓周均布的取樣瓶，取樣品底盤(pán)與取樣品底盤(pán)轉(zhuǎn)軸連接，取樣品底盤(pán)轉(zhuǎn)軸與第一電機(jī)連接，所述取水管一端位于取樣瓶上方，取水管與水栗連接，且取水管一端安裝在剛性支架上，所述剛性支架安裝于第二電機(jī)上，剛性支架的初始位置與水面平行，通過(guò)第二電機(jī)帶動(dòng)剛性支架旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，其特征在于:所述第一電機(jī)、水栗和第二電機(jī)分別與主控制器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，其特征在于:所述取樣品底盤(pán)為鏤空狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，其特征在于:所述剛性支架遠(yuǎn)離第一電機(jī)的一端設(shè)有液位傳感器，液位傳感器與主控制器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，其特征在于:一個(gè)取樣瓶?jī)?nèi)設(shè)置多個(gè)儲(chǔ)樣空間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置，其特征在于:所述主控制器與打印機(jī)連接。7.—種如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的高效可靠的水下水質(zhì)取樣裝置的取樣方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)準(zhǔn)備工作:將取樣瓶底盤(pán)安裝于取樣作業(yè)臺(tái)上，將取樣瓶準(zhǔn)確放置于取樣瓶底盤(pán)上，調(diào)整好管道出口與瓶口的位置，選擇需要取樣的深度，安裝好同樣長(zhǎng)度的剛性支架和位于管道取水管底部的液位傳感器，利用主控制器設(shè)置兩次抽水時(shí)間取水管內(nèi)殘余水抽出的時(shí)間，t2為取樣瓶取水時(shí)間，設(shè)置完成后，取樣平臺(tái)行駛到第一個(gè)取樣點(diǎn)； 2)取樣過(guò)程:通過(guò)主控制器控制第二電機(jī)啟動(dòng)，向下放置取水管，并啟動(dòng)水栗開(kāi)始抽水，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，啟動(dòng)第一電機(jī)使取樣底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，使取水管的管口正對(duì)取樣瓶口，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2，主控制器控制水栗停止抽水，收起取樣管道，啟動(dòng)第一電機(jī)，取樣底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ，完成一次水下水質(zhì)取樣； 3)取樣完畢后，主控制器連接打印機(jī)，打印出取樣深度、位置及時(shí)間信息標(biāo)簽，貼在取樣瓶上； 4)如若需要繼續(xù)取樣，重復(fù)執(zhí)行步驟2)和步驟3)，直到取樣完畢。
【文檔編號(hào)】G01N1/10GK106053136SQ201610331562
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】景旭文, 田桂中, 單晶晶, 李純金, 李國(guó)超, 劉金鋒, 李磊, 周宏根
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)