CN108267336A - 多底质剖面通用螺旋压入式柱状采样器 - Google Patents
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Abstract
多底质剖面通用螺旋压入式柱状采样器，涉及采样器。设有采样管、把手、转轴、锁紧环、齿状端面、端盖、逆止片和螺旋叶片，所述采样管内壁刻有用于指示采样深度的刻度，采样管由两个半圆柱组成，两个半圆柱通过锁紧环固定，其中一半圆柱可拆卸，便于观察与收集样品；所述采样管为带齿状端面的可拆卸采样管，把手固定在转轴的顶部，转轴设在采样管内，端盖设在采样管的顶部，逆止片安装在采样管的端部，螺旋叶片固定在逆止片的下方。采用内螺旋压式，可用于泥质、沙质、碎石质等多种底质条件的采样，具有自封闭功能、可快速、取样便捷、样品不泄露、易分离样品、可观测采样深度、高效获取剖面样品。
Description
技术领域
本发明涉及采样器，尤其是涉及多底质剖面通用螺旋压入式柱状采样器。
背景技术
柱状采泥器将地面或水体底部沉积物以柱状形式采出的装置。柱状采样器是进行生态环境调查以及地质勘查过程中的重要取样工具，通过采集的柱状样本可以进一步分析沉积物各层次的粒度组成及物质组成、化学成分(尤其是污染物)的积累分布和转化迁移规律、底栖生物的群落结构组成和分布状况等方面的科学研究。如何方便、快速、省力、完整地获取到研究区域中有代表性的剖面沉积物样品，是深入开展海洋、河流和湖泊底质、环境、生态等现场调查和科学研究的前提。
目前，常见的沉积物采样器按照外形可以分为圆锥式、圆柱式、钻头式、悬锤式、锹式、蚌式等，其中柱状采样器按照取芯器的插入结构可分为压入式、重力式、振动式、冲击式、差压式、旋转式及喷射式等，按照材质又可分为木质、PVC、金属、不锈钢等。海洋调查中的沉积物采样器可分为拖曳式采样器、表层采样器和柱状采样器三类，其中拖曳式采样器适合调查船低速航行时以拖曳方式不定点定量取表层样品，表层采样器用于浅水地区定点定量采样，柱状采样器用于采集被水体覆盖并具有一定深度的柱状样品。比较分析传统的海洋近岸沉积物采样器发现存在以下几个问题：(1)大部分采样器仅适合单一底质类型环境采集沉积物样品，如圆锥式采样器适合沙质底、钻头式适合砂石质底、蚌式采样器适合泥质底等，尤其对于碎石、贝壳、珊瑚礁碎屑混合分布的区域以及红树林或海草床等根系发达的潮滩区域取样却不能满足现场取样要求；(2)大部分采样器仅适合单一目的样品采集，如常用活塞式柱状沉积物采样器由于口径较小采集的柱状样仅适合用作地质和化学分析，不适合底栖生物调查分析；(3)大部分采样器仅适合没有海水覆盖的裸露潮滩或者水深小于50cm的覆水潮滩中取样，但不适合水深大于50cm海水淹没潮滩中取样(单人操作且不依靠船只机器)；(4)大部分采样器一次采样结束后，需拆卸取样后再重新安装后方才能再次取样，由于拆卸安装花费时间较长，不利于具有潮周时间较短的潮滩区域采样；(5)大部分传统采样器采样时无法对采集沉积物样品深度进行精确测量，不便于现场分析记录采样深度与柱状样品的长度关系。
中国专利CN105352760A公开一种采样器，包括内壳旋转握把、外壳旋转握把、外壳旋转盘、外壳上盖、采样内壳、采样外壳、旋进滑块、踏板、切断套、钻头、旋转盘压紧盘、正向凸轮块、内壳压紧轴、正向棘爪、双层棘轮等，其中采样内壳中下部为半圆环，上端为小段圆环，顶部为圆柱，采样外壳分为内外两层，其中部为半圆环，一端封闭，另一端敞开，并在内层开有尖角，上下端为小段圆环，并在其中部外侧开有螺纹。该发明可在取样过程中避免样品压缩和脱落，并保护样品所观察纵向剖面表层不被破坏,在采样后可快捷地对纵向剖面进行观察和分析，并且具有操作简便、成本较低、省力、便于清洗、便于运输等特点。
中国专利CN104316352A公开一种底泥柱状采样器，包括采样管，还包括紧固件，所述采样管的上端与所述紧固件连接，所述紧固件包括多根螺杆、盖板、硅胶圈、支撑盘和压盖，所述盖板设置在所述支撑盘的上方，所述支撑盘设置在所述盖板和所述压盖之间，所述螺杆依次连接所述盖板、所述支撑盘和所述压盖，所述硅胶圈设置在所述支撑盘与所述压盖之间，所述盖板上连接有升降杆，所述紧固件内设有密封件。该发明在采集样品时，可由操作人员站在岸上或船上即可完成采样，不需要潜入水中，这样省时省力，且在采样过程中不会扰动底泥，可采取不同深度分层的底泥，使用效率高，结构简单。
发明内容
本发明的目的在于针对现有传统通用的柱状采样器无法兼顾采集沉积物和生物样品，无法同时满足沙、泥、石、根等底质环境样品采集，组装拆卸复杂等问题，提供多底质剖面通用螺旋压入式柱状采样器。
本发明设有采样管、把手、转轴、锁紧环、齿状端面、端盖、逆止片和螺旋叶片，所述采样管内壁刻有用于指示采样深度的刻度，采样管由两个半圆柱组成，两个半圆柱通过锁紧环固定，其中一半圆柱可拆卸，便于观察与收集样品；所述采样管为带齿状端面的可拆卸采样管，把手固定在转轴的顶部，转轴设在采样管内，端盖设在采样管的顶部，逆止片安装在采样管的端部，螺旋叶片固定在逆止片的下方。
本发明的工作原理如下：
将采样管的下端齿状端面竖直放置在要采集的样品区域，握紧把手，用力下压，使齿状端面没入泥土或沙土，通过转动把手，带动连接转轴，使采样管底部螺旋转动，从而带动样品向上，样品向上输送过程中会把逆止片推开。在不断下压和不断旋转的作用下，样品不断向上累积。待采样管采样至指定深度后，拔起采样管，泥沙向下移动，带动位于采样管端部的逆止片，使其闭合，样品则保留在采样管内。样品采集过程完成后，将采样管上的锁紧环打开，将可拆卸一半圆柱部分掀开，便可从采样管内外壁的刻度观察不同深度样品情况，然后分层收集样品，根据不同需求分装在不同的样品瓶或样品袋内。
本发明可采用316L不锈钢材料制成，成品硬度高且不易变形损坏，可适用于不同底质的场合，如含根茎、树枝、粗砂、石砾等的泥土样品。此外，316L不锈钢材质耐腐蚀性能高，非常适用于采集海水或污水等环境覆被的泥土样品。
与传统采泥器相比，本发明具有以下优点：
(1)可采集沉积物0～200cm柱状样，采集过程中不扰动底质表面的试样，不打乱沉积的自然层次。
(2)易于操作，简便省力。底部设计有齿状端面，对不同底质的环境适应性强，方便深入采样；内部螺旋片的转动在自动将样品向上传输的同时，能够更加省力快捷的向下深入，操作方便省力。内部的螺旋片和转轴为可拆卸式设计，根据实际采样条件操作的难易程度，可将其安装或拆卸，以增强其底质的适应性。
(3)本发明采用内螺旋压式，可用于泥质、沙质、碎石质等多种底质条件的采样，具有自封闭功能、可快速、取样便捷、样品不泄露、易分离样品、可观测采样深度、高效获取剖面样品。
(4)适用于沙、泥沙、泥、砂、碎石、植物根茎等各种沉积物粒径的底质采样特点。该采样器内部逆止片为单向动作，完成取样上提采泥管时，逆止片会自动闭合，可防止细沙等松散小颗粒样品渗漏脱落出管口外，也可防止由于泥沙表面附着力太大而造成的不易提拔出采泥管的情况发生。
(5)适用于退潮后的滩涂区域采样，也适用于0～150cm海水淹没区域采样。
(6)采样管壁内外侧均标有刻度，可用于定量分析采样深度和剖面样品长度关系，也便于根据需要采集定量样品。
(7)本发明设计为可拆卸式，组装简单，快速安装和拆卸，便于在采样区迅速开展作业方便取出柱状样，也方便清洗保养，易清理残留杂质，互相采样不干扰。
(8)采样器设计材料为316L不锈钢，硬度上能够适合多种基底的采样条件，同时耐腐蚀性能好，可应用于高盐度、强酸碱的如海水、污水等环境条件下，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例的剖面俯视图。
图2为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1和2，本发明实施例设有采样管1、把手2、转轴4、锁紧环5、齿状端面6、端盖7、逆止片8和螺旋叶片9，所述采样管1内壁刻有用于指示采样深度的刻度，采样管1由两个半圆柱组成，两个半圆柱通过锁紧环5固定，其中一半圆柱3可拆卸，便于观察与收集样品；所述采样管1为带齿状端面6的可拆卸采样管，把手2固定在转轴4的顶部，转轴4设在采样管1内，端盖7设在采样管1的顶部，逆止片8安装在采样管1的端部，螺旋叶片9固定在逆止片8的下方。
以下给出本发明的工作过程：
(1)当在沙、泥沙、泥、砂等底质环境采集样品时，采样难度相对较小，主要技术难点在于怎样使样品留存在采样管内不泄漏，因此使用时可将内部螺旋叶片与中心转轴去除，直接进行采集，沙泥样向上运动时将逆止片顶开，待沙泥样品充满整个采样管时，提起采样器，样品重力促使逆止片合上，样品即保存在采样管内。观察和收集样品时，将锁紧环打开，采样管掀开后，可观察剖面沙泥样品，并根据刻度和实际需求将样品合并分类收集。
(2)当在砂砾、碎石、植物根茎等底质环境采集样品时，采样难度相对较大，此种环境条件下，需将螺旋叶片安装在采样管上，采样前先将采样管的齿状端面固定在要采样的位点上，向下挤压并转动把手，通过旋转转轴带动螺旋叶片，样品通过螺旋上传，将逆止片顶开，并不断向上输送，直至装满后，逆止片在样品下落的作用下自动闭合，采样完成。此过程中不锈钢齿状端面可将根茎、树枝等割断。由于本发明采用全金属制作，因此可防止采样器被硬质砂石损坏。样品采集完成后，打开锁紧环，将一半圆柱掀开，从采样管管壁对照即可看到不同深度的样品。采集完样品后，可根据需要进行合并或分装收集，进行下一步的测试工作。
Claims (1)
1.多底质剖面通用螺旋压入式柱状采样器，其特征在于设有采样管、把手、转轴、锁紧环、齿状端面、端盖、逆止片和螺旋叶片，所述采样管内壁刻有用于指示采样深度的刻度，采样管由两个半圆柱组成，两个半圆柱通过锁紧环固定，其中一半圆柱可拆卸，便于观察与收集样品；所述采样管为带齿状端面的可拆卸采样管，把手固定在转轴的顶部，转轴设在采样管内，端盖设在采样管的顶部，逆止片安装在采样管的端部，螺旋叶片固定在逆止片的下方。
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