CN103808526A - 沉积物采样器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沉积物采样器，包括收放绳，上端连接浮球，下端分叉形成左绳和右绳两根，所述左绳的下端固定在可收缩和展开的左半伞罩上，所述右绳的下端固定在可收缩和展开的右半伞罩上；还包括采样桶、用于固定采样桶的采样桶固定架和四个复位弹簧，通过四个复位弹簧的弹簧力，在采样桶沉底时使得左半伞罩和右半伞罩收缩露出采样桶的上端开口，采样桶接收沉积物，提升采样桶时，使得左半伞罩和右半伞罩展开从而合拢成半球，挡住采样桶的上端开口，避免提升中水流对沉积物的扰动。该沉积物采样器，能对特定点位进行准确定位、避免压缩样品。

Description

沉积物采样器

技术领域

本发明涉及一种对水底沉积物进行收集、采样的观测装置，尤其是能对特定点位进行长期观测、多次采样的沉积物采样器。

背景技术

水底沉积物包含有大量的环境和气候的信息，是研究气候和环境变化规律的重要样品，利用专用采样器将水下沉积物采集上来，进行物理、化学和生物等方面的分析，显得十分必要。

目前，公知的沉积物采样器主要分为抓斗式和管式。其中管式采样器可以采集到柱状样，减少采样时的水土界面扰动，保持样品的原始分布情况。抓斗式采样器适用于采集表层沉积物，然而其采样过程中会强烈扰动沉积物与水体，破坏沉积物的层序分布，采样效率低；公知的管式采样器构造是由可以此连接的接杆、采样头、采样管串联而成。采样时人员持接杆将采样管插入沉积物中，溢流孔上方阀盖打开，沉积物上方水由采样头上的溢流孔流出采样管；向上提采样器时，溢流孔上方阀盖关闭，柱状样留在采样管内被提出水面，该管式采样器在采样过程中对沉积物的扰动较小，采样效率高，同时可获取不同深度分成的沉积物样品。然而，该种管式沉积物采样器均是对沉积物进行主动采样，通过插入采样管获得一定厚度的沉积物，无法对特定点位进行准确定位。采样时，由于采样管管壁摩擦作用，会使样品产生压缩，影响样品厚度的真实性。对于非常松散缺乏粘性的沉积物使用此类采样器极为不便。由于接杆长度有限，此类采样器不适用于水深较大的场合。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种提供能对特定点位进行准确定位、避免压缩样品、适用于松散缺乏粘性沉积物和较深水体的沉积物采样器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种沉积物采样器，其包括：

收放绳，上端连接浮球，下端分叉形成左绳和右绳两根，所述左绳的下端固定在可收缩和展开的左半伞罩上，所述右绳的下端固定在可收缩和展开的右半伞罩上；

采样桶固定架，包括平行的上环和底板，所述上环和底板之间垂直固定有多个竖条，包括第一竖条和第二竖条，所述左半伞罩的下端固定在上环的左半部，所述右半伞罩的下端固定在上环的右半部；

采样桶，所述采样桶底部位于底板上，所述采样桶筒壁的上边沿位于上环内、并与上环面接触，所述左半伞罩和右半伞罩收缩后露出采样桶的上端开口，所述左半伞罩和右半伞罩展开后合拢成一个半球挡住采样桶的上端开口；

四个复位弹簧，可带动左半伞罩和右半伞罩收缩或者展开，分别为第一复位弹簧、第二复位弹簧、第三复位弹簧和第四复位弹簧，所述第一复位弹簧的下端固定在第一竖条上、上端固定在左半伞罩上，所述第二复位弹簧的下端固定在第一竖条上、上端固定在右半伞罩上，所述第三复位弹簧的下端固定在第二竖条上、上端固定在左半伞罩上，所述第四复位弹簧的下端固定在第二竖条上、上端固定在右半伞罩上，所述第一竖条的上端和第二竖条的上端分别位于左半伞罩和右半伞罩分界线的两端。

优选地，所述采样桶由半圆柱状的左半桶和右半桶固定形成，所述左半桶和右半桶通过第一半圆环和第二半圆环箍紧固定，所述第一半圆环和第二半圆环沿着采样桶的周向设置。

进一步地，所述左半桶和右半桶的材料为玻璃钢，所述上环和底板的材料为不锈钢。

进一步地，所述底板为圆盘状，所述底板下方固定多个防滑柱。

进一步地，所述上环为圆环状，所述上环内设有与上环形状匹配的钢丝网，一卡环将钢丝网、左半伞罩的下端、右半伞罩的下端卡紧固定在上环上。

进一步地，所述竖条为3个，分别为所述第一竖条、所述第二竖条、第三竖条，所述第一竖条、第二竖条、第三竖条均与左半桶或右半桶外壁接触。

优选地，所述左半伞罩、右半伞罩和收放绳的材料均是尼龙。

进一步地，所述左半伞罩的上端固定半圆状的左提环，所述右半伞罩的上端固定半圆状的右提环，所述左提环中部设有左圆孔，所述右提环中部设有右圆孔，所述左绳的下端穿过左圆孔与左提环固定，所述右绳的下端穿过右圆孔与右提环固定，所述左提环的两端部分别活动铆接在上环上，所述右提环的两端部分别活动铆接在上环上。

进一步地，所述左提环上均匀分布多个左缝合孔，左半伞罩的一端卷边后通过左缝合孔缝合固定在左提环上，所述右提环上均匀分布多个右缝合孔，右半伞罩的一端卷边后通过右缝合孔缝合固定在右提环上。

优选地，所述第一竖条上、第二竖条上、左提环上和右提环上均焊接有圆柱，所述第一复位弹簧的两端分别固定在左提环的圆柱和第一竖条的圆柱上，所述第二复位弹簧的两端分别固定在右提环的圆柱和第一竖条的圆柱上，所述第三复位弹簧的两端分别固定在左提环的圆柱和第二竖条的圆柱上，所述第四复位弹簧的两端分别固定在右提环的圆柱和第二竖条的圆柱上。

如上所述，本发明的沉积物采样器，能对特定点位进行准确定位、避免压缩样品、适用于松散缺乏粘性沉积物和较深水体的沉积物。

附图说明

图1显示为本发明沉积物采样桶的正面结构示意图。

图2显示为本发明沉积物采样桶的反面结构示意图。

图3显示为本发明沉积物采样桶中钢丝网安装结构的示意图。

图4显示为本发明沉积物采样桶中的采样桶装入采样桶固定架的示意图。

图5显示为本发明沉积物采样桶沉底时的结构示意图。

图6显示为本发明沉积物采样桶提升时的结构示意图。

图中标号说明

1     浮球          2     收放绳

21    左绳          22    右绳

31    左半伞罩      32    右半伞罩

4     采样桶固定架  41    上环

42    底板          43    第一竖条

44    第二竖条      45    第三竖条

46    防滑柱        5     采样桶

51    左半桶        52    右半桶

61    第一复位弹簧  62    第二复位弹簧

63    第三复位弹簧  64    第四复位弹簧

71    第一半圆环    72    第二半圆环

8     左提环        81    左圆孔

9     右提环        91    右圆孔

10    钢丝网        11    卡环

12，13，14，

15     圆柱

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示的沉积物采样器，其包括：

收放绳2，上端连接泡沫的浮球1，下端分叉形成左绳21和右绳22两根，左绳21的下端固定在可收缩和展开的左半伞罩31上，右绳22的下端固定在可收缩和展开的右半伞罩32上；

采样桶固定架4（如图3所示），包括平行的上环41和底板42，上环41和底板42之间垂直固定有多个竖条，包括第一竖条43和第二竖条44，左半伞罩31的下端固定在上环41的左半部，右半伞罩32的下端固定在上环41的右半部；

采样桶5，采样桶5底部位于底板42上，采样桶5筒壁的上边沿位于上环41内、并与上环4面接触，左半伞罩31和右半伞罩32收缩后露出采样桶5的上端开口（如图5所示），左半伞罩31和右半伞罩32展开后合拢成一个半球挡住采样桶5的上端开口（如图6所示）；

四个复位弹簧61、62、63、64，可带动左半伞罩31和右半伞罩32收缩或者展开，分别为第一复位弹簧61、第二复位弹簧62、第三复位弹簧63和第四复位弹簧64，第一复位弹簧61的下端固定在第一竖条43上、上端固定在左半伞罩31上，第二复位弹簧62的下端固定在第一竖条43上、上端固定在右半伞罩32上，第三复位弹簧63的下端固定在第二竖条44上、上端固定在左半伞罩31上，第四复位弹簧64的下端固定在第二竖条44上、上端固定在右半伞罩32上，第一竖条43的上端和第二竖条44的上端分别位于左半伞罩31和右半伞罩32分界线的两端。

如图4所示，采样桶5由半圆柱状的左半桶51和右半桶52固定形成，左半桶51和右半桶52通过第一半圆环71和第二半圆环72箍紧固定，第一半圆环71和第二半圆环72沿着采样桶5的周向设置、通过螺栓螺母连接。

其中，左半桶51和右半桶52的材料为玻璃钢，上环41和底板42的材料为不锈钢，从而在采样桶5和底板42、采样桶5和上环41接触的地方具有一定的摩擦力，使得采样桶5可以较好固定在采样桶固定架4内，如图4所示。

如图2所示，底板42为圆盘状，底板42下方固定多个防滑柱46，本实施例有20个，均匀布置，使采样桶固定架4连同采样桶5固定在底泥上不被水流冲走。

如图3所示，上环41为圆环状，上环41内设有设有与上环形状匹配的钢丝网10，卡环11将钢丝网10、左半伞罩31的下端、右半伞罩32的下端卡紧固定在上环41上。

竖条为3个，分别为第一竖条43、第二竖条44、第三竖条45，第一竖条43、第二竖条44、第三竖条45均与左半桶51或右半桶52外壁接触，如图4所示，是与右半桶52外壁接触，这样第一竖条43和第二竖条44左边的间隙留出来，便于采样桶5从采样桶固定架4中装入或取出。

左半伞罩31、右半伞罩32和收放绳2的材料均是尼龙，如图1所示，左半伞罩31的上端固定半圆状的左提环8，右半伞罩32的上端固定半圆状的右提环9，左提环8中部设有左圆孔81，右提环9中部设有右圆孔91，左绳21的下端穿过左圆孔81与左提环8固定，右绳22的下端穿过右圆孔91与右提环9固定，左提环8的两端部分别活动铆接在上环41上，右提环9的两端部分别活动铆接在上环41上；左提环8上均匀分布多个左缝合孔（直径1mm小孔），左半伞罩31的一端卷边后通过左缝合孔缝合固定在左提环8上，右提环9上均匀分布多个右缝合孔（直径1mm小孔），右半伞罩32的一端卷边后通过右缝合孔缝合固定在右提环9上。

如图1和图2所示，第一竖条43上、第二竖条44上、左提环8上和右提环9上均焊接有圆柱12、13、14、15，第一复位弹簧61的两端分别固定在左提环的圆柱14和第一竖条的圆柱12上，第二复位弹簧62的两端分别固定在右提环的圆柱15和第一竖条的圆柱12上，第三复位弹簧63的两端分别固定在左提环的圆柱14和第二竖条的圆柱13上，第四复位弹簧64的两端分别固定在右提环的圆柱15和第二竖条的圆柱13上。

使用时，将本发明的沉积物采样器沉入水下，当采样桶沉底后，第一复位弹簧、第二复位弹簧、第三复位弹簧和第四复位弹簧共同作用，将左半伞罩和右半伞罩向两边拉下，牵引左半伞罩和右半伞罩向两边收缩，露出采样桶上端开口，采样桶开始接收水中沉积物（如图5所示）。钢丝网可避免鱼类和底栖动物对采样桶内沉积物的扰动，泡沫的浮球漂浮在水面上，指示采样点位置，收集时间结束后，将采样桶提起，左提环和右提环由于收放绳的拉力而向中间聚拢，牵引左半伞罩和右半伞罩闭合，避免提升过程中水流对沉积物的扰动（如图6所示）。采样桶材料为透明玻璃钢，采样桶提出水面后，可观察底泥沉积厚度、分层情况。将采样桶推出采样桶固定架后，拧下螺栓螺母，取下第一半圆环和第二半圆环，即可拆开采样桶，获得沉积物样品。在该过程中，可保证左半伞罩和右半伞罩在提升和沉底的过程中顺利开合，确保沉积物手机效率，避免水流扰动，并且不破坏底泥组分。

本发明的沉积物采样桶结构简单、坚固耐用、操作简便，能对观测点位进行准确定位，适用于松散缺乏粘性沉积物、适用于长期观测和较深水体的场合，具有良好的经济性和实用性。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种沉积物采样器，其特征在于，包括：

收放绳（2），上端连接浮球（1），下端分叉形成左绳（21）和右绳（22）两根，所述左绳（21）的下端固定在可收缩和展开的左半伞罩（31）上，所述右绳（22）的下端固定在可收缩和展开的右半伞罩（32）上；

采样桶固定架（4），包括平行的上环（41）和底板（42），所述上环（41）和底板（42）之间垂直固定有多个竖条，包括第一竖条（43）和第二竖条（44），所述左半伞罩（31）的下端固定在上环（41）的左半部，所述右半伞罩（32）的下端固定在上环（41）的右半部；

采样桶（5），所述采样桶（5）底部位于底板（42）上，所述采样桶（5）筒壁的上边沿位于上环（41）内、并与上环（41）面接触，所述左半伞罩（31）和右半伞罩（32）收缩后露出采样桶（5）的上端开口，所述左半伞罩（31）和右半伞罩（32）展开后合拢成一个半球挡住采样桶（5）的上端开口；

四个复位弹簧（61，62，63，64），可带动左半伞罩（31）和右半伞罩（32）收缩或者展开，分别为第一复位弹簧（61）、第二复位弹簧（62）、第三复位弹簧（63）和第四复位弹簧（64），所述第一复位弹簧（61）的下端固定在第一竖条（43）上、上端固定在左半伞罩（31）上，所述第二复位弹簧（62）的下端固定在第一竖条（43）上、上端固定在右半伞罩（32）上，所述第三复位弹簧（63）的下端固定在第二竖条（44）上、上端固定在左半伞罩（31）上，所述第四复位弹簧（64）的下端固定在第二竖条（44）上、上端固定在右半伞罩（32）上，所述第一竖条（43）的上端和第二竖条（44）的上端分别位于左半伞罩（31）和右半伞罩（32）分界线的两端。

2.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于，所述采样桶（5）由半圆柱状的左半桶（51）和右半桶（52）固定形成，所述左半桶（51）和右半桶（52）通过第一半圆环（71）和第二半圆环（72）箍紧固定，所述第一半圆环（71）和第二半圆环（72）沿着采样桶（5）的周向设置。

3.根据权利要求2所述的沉积物采样器，其特征在于，所述左半桶（51）和右半桶（52）的材料为玻璃钢，所述上环（41）和底板（42）的材料为不锈钢。

4.根据权利要求2所述的沉积物采样器，其特征在于，所述底板（42）为圆盘状，所述底板（42）下方固定多个防滑柱（46）。

5.根据权利要求2所述的沉积物采样器，其特征在于，所述上环（41）为圆环状，所述上环（41）内设有与上环形状匹配的钢丝网（10），一卡环（11）将钢丝网（10）、左半伞罩（31）的下端、右半伞罩（32）的下端卡紧固定在上环（41）上。

6.根据权利要求2所述的沉积物采样器，其特征在于，所述竖条为3个，分别为所述第一竖条（43）、所述第二竖条（44）、第三竖条（45），所述第一竖条（43）、第二竖条（44）、第三竖条（45）均与左半桶（51）或右半桶（52）外壁接触。

7.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于，所述左半伞罩（31）、右半伞罩（32）和收放绳（2）的材料均是尼龙。

8.根据权利要求7所述的沉积物采样器，其特征在于，所述左半伞罩（31）的上端固定半圆状的左提环（8），所述右半伞罩（32）的上端固定半圆状的右提环（9），所述左提环（8）中部设有左圆孔（81），所述右提环（9）中部设有右圆孔（91），所述左绳（21）的下端穿过左圆孔（81）与左提环（8）固定，所述右绳（22）的下端穿过右圆孔（91）与右提环（9）固定，所述左提环（8）的两端部分别活动铆接在上环（41）上，所述右提环（9）的两端部分别活动铆接在上环（41）上。

9.根据权利要求8所述的沉积物采样器，其特征在于，所述左提环（8）上均匀分布多个左缝合孔，左半伞罩（31）的一端卷边后通过左缝合孔缝合固定在左提环（8）上，所述右提环（9）上均匀分布多个右缝合孔，右半伞罩（32）的一端卷边后通过右缝合孔缝合固定在右提环（9）上。

10.根据权利要求9所述的沉积物采样器，其特征在于，所述第一竖条（43）上、第二竖条（44）上、左提环（8）上和右提环（9）上均焊接有圆柱（12，13，14，15），所述第一复位弹簧（61）的两端分别固定在左提环的圆柱（14）和第一竖条的圆柱（12）上，所述第二复位弹簧（62）的两端分别固定在右提环的圆柱（15）和第一竖条的圆柱（12）上，所述第三复位弹簧（63）的两端分别固定在左提环的圆柱（14）和第二竖条的圆柱（13）上，所述第四复位弹簧（64）的两端分别固定在右提环的圆柱（15）和第二竖条的圆柱（13）上。

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