CN102519752A - 湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，包括：针头、虹吸管、平板、水准仪、容器、采集瓶、三通、蝴蝶固定夹、活塞、玻璃筒、旋转把手、固定支架、立杆、带孔的底板；其中：带有刻度的立杆上设置一个水准仪，立杆通过一带孔的底板固定于底床上，在立杆上通过固定支架连接一平板，同时在平板上设置有多根平行的针头，针头一端为进水口，针头与平板垂直，另一端出水口通过虹吸管连接至不同的带有刻度的容器中，虹吸管上设有三通，带有刻度的容器、采集瓶置于内部有活塞的玻璃筒内，旋转把手设置在玻璃筒和活塞上。本发明能够自由控制采样量，可以连续、同步地采集不同水深处水样，同时实现了临底水样的采集。

Description

湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置

技术领域

本发明涉及的是一种水利工程技术领域的浅水湖泊水样采集装置，具体是是一种采集湖泊底部香灰土及水体中悬浮物水样的装置。

背景技术

香灰土存在于在江河湖泊底部，如西湖，太湖，阳澄湖，主要是民间以其形态酷似香灰而命名，其主要特征是颗粒粒径很小，极易悬扬在水中，阻挡光线，影响微生物、细菌的生物化学作用。此外，一些有毒污染物，营养物极易吸附在细颗粒泥沙上，随着颗粒运动而扩散，严重影响水体的水质。

目前，国内外所生产的水体采样器所采集的水样一般为50厘米厚度的混合样，在研究浅水湖泊生物、物理、化学参数的垂直特征时，难以达到研究要求的精度。此外，对于湖泊的研究，一般需要在不同水层在同一时刻同步采集水样。在海洋水体的研究中，现有的一些商用的分层水样采样器，虽然可以采集不同水层的水样，但其结构复杂，造价昂贵，操作困难，同时需要专用的船只和相关设备，无法用于浅水湖泊的研究。

经对现有技术文献的检索发现：中国专利公开号101221099，公开日：2008.7.16，记载了“一种湖库分层水样采样器”，包括采样瓶及牵引绳，还包括支撑采样瓶的固定架，连接固定架的支架，设置在支架上并可沿支架上下移动、用于密封采样瓶的密封装置，所述牵引绳与支架固定连接，支架的末端设有配重。该技术发明的主要不足之处在于：在一次取样的过程中，只能采集某一水深的水样，无法在同一时刻同步采集不同水深处的水样。此外，由于采用的采集瓶在水体中，容易在周围水体产生漩涡，扰动周围水体，破坏原有的水体特性。同时，该装置无法采集湖泊临底的水样。

中国专利公开号101551304，公开日：2009.5.13，记载了“一种水样分层采样器”，其特征是设置一根刻度标尺立杆，沿立杆高度间隔设有多个活动固定在立杆外径上的支架，每个支架的另一端活动固定有水样收集瓶，收集瓶瓶口设有橡皮塞，橡皮塞上开设有两孔，分别插入排气管和进水管，排气管另一端露出水面，进水管设有堵头，堵头联接绳索，绳索另端也露出水面。其主要不足之处在于：1)每次取样过程结束后，都需要将整个装置移出湖面，较为麻烦，无法连续，长时间的进行水体的取样；2)无法控制取样过程中的取样速度，进水管口的进水速度高，容易在周围水体产生漩涡，采样初期扰动周围水体较大，容易破坏原有的水体特性；3)当采样量不够时，重复采集较为麻烦，需要重新放入该装置，会造成水体的紊动，破坏原有的水体特性；4)该装置无法采集湖泊临底的水样。

发明内容

本发明针对现有的悬浮物取样方法的不足，提出了一种湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，该装置能够自由控制采样量，可以连续、同步地采集不同水深处水样，同时实现了临底水样的采集。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的采样装置包括：针头、虹吸管、平板、水准仪、带有刻度的容器、采集瓶、三通、蝴蝶固定夹、活塞、玻璃筒、旋转把手、固定支架、立杆、带孔的底板。带有刻度标尺的立杆上设置一个水准仪，立杆通过一带孔的底板固定于底床上，在立杆上通过固定支架连接一平板，该固定支架可连接在立杆的任意位置，同时在平板上设置有多根平行针头，针头一端为进水口，针头与平板垂直，另一端出水口通过虹吸管连接至不同的带有刻度的容器中。虹吸管上设有三通，带有刻度的容器和采集瓶置于内部有活塞的玻璃筒内，旋转把手设置在玻璃筒和活塞上，通过旋转把手，使活塞向上移动，在圆筒中产生负压，来抽取水样。该装置操作简单，可以自由控制取样的速度，以及取样量的大小，方便采集不同时刻不同水深处的水样，对于原有水体的扰动较小。同时便于携带，成本较低，适合于野外采样工作的特点，能够适应各种野外采样条件。

所述的针头是一个细短管，与平板垂直设置，其作用是取样。

所述的虹吸管是一根细小的软胶管，一端设置在针头出水端上，另外一端连接至不同的带有刻度的容器中，其作用是将取样输送到容器中。

所述的平板，其作用是用于安装一组取样的针头。

所述的水准仪由一个密闭而透明的内部充满黄色液体且带有一个小气泡的柱体，垂首设置在立杆上，其作用是用于判别测量时立杆是否垂直。

所述的容器设置在玻璃筒内，其作用是用于容纳采样液体。

所述的采集瓶设置在玻璃筒外，其作用是用于容纳采样液体。

所述的三通设置在虹吸管上，其作用是用于向两个不同方向输送采样液体。三通的两个出口端设有蝴蝶固定夹，其作用是用作开关，控制采样液体的流向。

所述的活塞设置在容器内部，其作用是用于排除容器内部的空气，通过活塞的运动使容器内部形成真空负压。

所述的玻璃筒设置在容器上，其作用是用于设置容器内形成真空负压环境。玻璃筒分为上下两部分，两者的连接方式可在底部玻璃筒设置内螺纹，上部玻璃筒设置外螺纹。在玻璃筒底部设置一定数量的孔，在孔上布置三通，虹吸管通过三通连接到带有刻度的容器和采集瓶。

所述的旋转把手设置在玻璃筒和活塞上，其作用是通过向下转动，使容器内形成真空负压环境。

所述的带孔的底板中间设置一带螺纹的开孔，刚好使立杆通过，立杆通过带孔的底板固定在床面上，其作用是用于安装测量的立杆，且在底板下沉安放过程中由于带有小孔，对水体浓度分布和水底底泥的扰动很小。

本发明的工作过程如下：

首先，确定测量水样处的水深，调整立杆的长度，将带有针头的固定支架连接立杆的指定位置上，将立杆底部与带孔的底板连接，插入床面。调节立杆的位置，观察水准仪，使立杆保持垂直。关闭三通中连接采集瓶的蝴蝶固定夹，开启连接虹吸管的蝴蝶固定夹，慢慢的转动旋转把手，使活塞向下运动，徐徐不断排出虹吸管中的气体。取样开始时，匀速的转动旋转把手，使活塞慢慢向上运动，由于气筒内出现真空，底部的水样将进入带有刻度的容器中。把手旋转转动速度决定了采样速度，根据测量垂线上水体的特性决定。待容器的水样达到所需的体积时，停止转动旋转把手，关闭连接虹吸管的蝴蝶固定夹，开启连接采集瓶的蝴蝶固定夹，将容器中的水样释放到采集瓶中。本发明所述的取样过程结束。

与现有的悬浮物测量方法相比，本发明的优点在于：采用针头，虹吸管等仪器，可以精确的获得临底床面的各个高程水样。同时通过匀速的转动把手，可以轻松的平稳的进行水体取样，同时可以人为控制采样速度，可以连续、同步地采集不同水深处水样，同时实现了临底水样的采集。

附图说明

图1是本发明底部收集部分结构示意图。

图2是本发明上部收集部分结构示意图。

图中：针头1、虹吸管2、平板3、固定支架4、立杆5、水准仪6、底板7、三通8、蝴蝶固定夹9、带有刻度的容器10、旋转把手11、活塞12、玻璃筒13、采集瓶14。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例所提供的湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，使用的时候分为底部收集部分和上部收集部分。

如图1所示，本实施例中底部收集部分位于2.5米水深的湖泊的底床处，包括：针头1、虹吸管2、平板3、固定支架4、带有刻度的立杆5、水准仪6、底板7。底板7底部插入河床中，针头1的直径为1毫米，虹吸管的外径为4毫米，分别固定在平板3上，平板3的尺寸：30厘米，宽10厘米，厚3厘米。平板3通过固定支架4固定在带有刻度的立杆5上。

如图2所示，本实施例中上部收集部分置于实验船上，包括：三通8，蝴蝶固定夹9，带有刻度的容器10，旋转把手11，活塞12，有机玻璃筒13。其中，有机玻璃筒13为圆柱体，分为上下两层，其直径为20厘米，底层高20厘米，上层高30厘米。

首先，把针头1和虹吸管2插入平板3中，把平板3通过固定支架4连接在立杆5的底部，将立杆5固定在底板7上插入床面，调节支架的位置，观察水准仪6，使立杆5保持竖直。然后把虹吸管2的另外一端插入三通8中，分别与带有刻度的容器10和采集瓶14连接，连接上部和底部有机玻璃筒，放入活塞12以及旋转把手11。关闭三通8中连接采集瓶的蝴蝶固定夹9，开启连接虹吸管2的蝴蝶固定夹9，慢慢的转动旋转把手11，使活塞12向下运动，排出虹吸管2中的气体。取样开始时，匀速的转动旋转把手11，使活塞12向上运动，由于气筒内出现真空，底部的水样将进入带有刻度的容器10中。待容器的水样达到所需的体积时，停止转动旋转把手11，关闭连接虹吸管2的蝴蝶固定夹9，开启连接采集瓶的蝴蝶固定夹9，将容器10中的水样释放到采集瓶14中。所述的取样过程结束。

本实施例中，所述的针头1是一个细短管，由不锈钢或其它高强度材料做成，与平板3垂直设置，其作用是取样。

本实施例中，所述的虹吸管2是一根细小的软胶管，一端设置在针头1出水端上，另外一端连接至不同的带有刻度的容器10中，其作用是将取样输送到容器中。

本实施例中，所述的平板3由不锈钢或有机玻璃等其它高强度材料做成，其作用是用于安装一组取样的针头1。

本实施例中，所述的固定支架4由不锈钢或其它高强度且不易生锈的材料做成，设置在立杆5和底板7上，其作用是用于安装平板。

本实施例中，所述的立杆5由不锈钢或其它高强度且不易生锈的材料做成，设置在底板7上，其作用是用于安装固定支架4。

本实施例中，所述的水准仪6由一个密闭而透明的内部充满黄色液体且带有一个小气泡的柱体，垂首设置在立杆5上，其作用是用于判别测量时立杆5是否垂直。

本实施例中，所述的底板7由不锈钢或其它高强度且不易生锈的材料做成，设置在测量底床，其作用是用于安装测量的立杆5，且在底板7下沉安放过程中由于带有小孔，对水体浓度分布和水底底泥的扰动很小。

本实施例中，所述的三通8由不锈钢或有机玻璃等其它高强度材料做成，设置在虹吸管2上，其作用是用于向两个不同方向输送采样液体。

本实施例中，所述的蝴蝶固定夹9由不锈钢等其它高强度材料做成，设置在三通8的两个出口端，其作用是用作开关，控制采样液体的流向。

本实施例中，所述的带有刻度的容器10由有机玻璃等其它高强度且透明的材料做成，设置在有机玻璃筒13内，其作用是用于容纳采样液体。

本实施例中，所述的旋转把手11由不锈钢或其它高强度材料做成，设置在有机玻璃筒13和活塞12上，其作用是通过向下转动，使容器10内形成真空负压环境。

本实施例中，所述的活塞12由不锈钢或橡胶等其它材料做成，设置在容器10内部，其作用是用于排除容器内部的空气，通过活塞12的运动使容器10内部形成真空负压。

本实施例中，所述的有机玻璃筒13由有机玻璃或其它透明的高强度材料做成，设置在容器10上，其作用是用于设置容器和形成真空负压环境。

本实施例中，所述的采集瓶14由有机玻璃等其它高强度且透明的材料做成，设置在有机玻璃筒13外，其作用是用于容纳采样液体。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，其特征在于包括：针头、虹吸管、平板、水准仪、容器、采集瓶、三通、蝴蝶固定夹、活塞、玻璃筒、旋转把手、固定支架、立杆、带孔的底板；其中：带有刻度的立杆上设置一个水准仪，立杆通过一带孔的底板固定于底床上，在立杆上通过固定支架连接一平板，同时在平板上设置有多根平行的针头，针头一端为进水口，针头与平板垂直，另一端出水口通过虹吸管连接至不同的带有刻度的容器中，虹吸管上设有三通，带有刻度的容器、采集瓶置于内部有活塞的玻璃筒内，旋转把手设置在玻璃筒和活塞上。

2.根据权利要求1所述的湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，其特征在于，所述玻璃筒分为上下两部分，两者的连接方式为在底部玻璃筒设置内螺纹，上部玻璃筒设置外螺纹，通过螺纹配合进行连接。

3.根据权利要求1或2所述的湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，其特征在于，所述玻璃筒底部设置一定数量的孔，在孔上布置三通。

4.根据权利要求3所述的湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，其特征在于，所述三通的两个出口端设有蝴蝶固定夹，分别连接带有刻度的容器和采集瓶。

5.根据权利要求1所述的湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，其特征在于，所述的底板中间设置一带螺纹的开孔，该开孔刚好使立杆通过，立杆通过带孔的底板固定在床面上。

6.根据权利要求1所述的湖泊底部香灰土及悬浮物采样装置，其特征在于，所述的水准仪由一个密闭而透明的内部充满黄色液体且带有一个小气泡的柱体，垂首设置在立杆上。

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