CN108801694A - 一种水体样本的采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水体样本的采样装置，包括有筒体，筒体为锥形桶，筒体内部沿所述筒体的长度方向依次设置具有第一阀组的第一采样腔、具有第二阀组的第二采样腔和具有第三阀组的第三采样腔；筒体之外部的小端可拆卸设置有配重块，筒体之外部的大端间隔设置有吊环、具有控制单元的控制装置和动力装置，吊环与吊装绳可拆卸连接，控制装置无线连接有移动终端，控制装置控制动力装置使得筒体到达指定的采样位置。基于上述结构，能够对多个水层进行同时采样，避免频繁提放采样筒的操作，从而提高了采样效率，降低了采样成本，同时驱动装置对筒体采样位置的调整，使得筒体避免水流波动造成的筒体偏移现象，提高了采样的精度。

Description

一种水体样本的采样装置

技术领域

本发明涉及采样设备技术领域，尤其涉及一种水体样本的采样装置。

背景技术

现在的环境监测中，针对水质的监测占据着重要地位，尤其是对河流、湖泊的水质采样监测，为了保证监测数据的准确性，需要对水系数据进行全面检测，针对水域深度大水系，进行水质监测时需要对不同深度的水质进行采样和检测。

现有技术中，水质的采集装置比较简单，通常用一根绳子栓在采样瓶上，进采样瓶投掷进水中对水样采集，由于瓶子没入水中后即被灌满，只能对浅层水样进行采集，针对不同深度水质采样时，现有的采样装置无法实现，取样深度受到影响；同时采样瓶一次只能采集一个水层的样本，当需要进行多个水层样本时，需要进行多次采样，工作强度大，不利于环境监测的顺利进行；另外采样瓶在水下随着水流运动无法满足定点采样的需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种水体样本的采样装置，包括有筒体，所述筒体为锥形桶，所述筒体内部沿所述筒体的长度方向依次设置具有第一阀组的第一采样腔、具有第二阀组的第二采样腔和具有第三阀组的第三采样腔，所述第一采样腔、所述第二采样腔和所述第三采样腔彼此不贯通；

所述筒体之外部的小端可拆卸设置有配重块，所述筒体之外部的大端间隔设置有吊环、具有控制单元的控制装置和动力装置，所述吊环与吊装绳可拆卸连接，所述控制装置无线连接有移动终端，所述控制装置控制所述动力装置使得所述筒体到达指定的采样位置。

优选地，所述第一阀组包括第一进水阀和第一排气阀，所述第一进水阀与所述第一排气阀间隔设置在所述第一采样腔的侧壁上，所述第一进水阀为电磁阀，所述第一进水阀与所述控制单元电连接，所述第一排气阀为单向阀，所述第一排气阀向所述第一采样腔的外部导通。

优选地，所述第二阀组包括第二进水阀和第二排气阀，所述第二进水阀与所述第二排气阀间隔设置在所述第二采样腔的侧壁上，所述第二进水阀为电磁阀，所述第二进水阀与所述控制单元电连接，所述第二排气阀为单向阀，所述第二排气阀向所述第二采样腔的外部导通。

优选地，所述第三阀组包括第三进水阀和第三排气阀，所述第三进水阀与所述第三排气阀间隔设置在所述第三采样腔的侧壁上，所述第三进水阀为电磁阀，所述第三进水阀与所述控制单元电连接，所述第三排气阀为单向阀，所述第三排气阀向所述第三采样腔的外部导通。

优选地，所述第一进水阀、所述第二进水阀和所述第三进水阀处于同一直线上，所述筒体沿所述直线的径向截面经过所述筒体的轴线。

优选地，所述动力装置包括有角度电机，所述角度电机的基座固接于所述筒体之大端的外端面，所述角度电机的转轴固接有安装架，所述安装架上固接有驱动电机，所述驱动电机的转轴固接有螺旋桨；

所述角度电机和所述驱动电机分别电连接所述控制单元。

优选地，所述角度电机和所述驱动电机均为伺服电机。

优选地，所述控制单元分别电连接有电源、GPS单元、无线通信单元；

所述电源用于所述控制装置和所述驱动装置供电；

所述GPS单元用于所述筒体定位；

所述无线通信单元用于所述控制单元与所述移动终端无线通信。

优选地，所述无线通信单元与所述移动终端的通信方式为水声通信。

优选地，所述配重块的质量规格为多个，更换所述配重块的质量规格以便调整所述筒体的采样深度。

本发明所提供的采样装置，包括有筒体，所述筒体为锥形桶，所述筒体内部沿所述筒体的长度方向依次设置具有第一阀组的第一采样腔、具有第二阀组的第二采样腔和具有第三阀组的第三采样腔，所述第一采样腔、所述第二采样腔和所述第三采样腔彼此不贯通；所述筒体之外部的小端可拆卸设置有配重块，所述筒体之外部的大端间隔设置有吊环、具有控制单元的控制装置和动力装置，所述吊环与吊装绳可拆卸连接，所述控制装置无线连接有移动终端，所述控制装置控制所述动力装置使得所述筒体到达指定的采样位置。上述结构中，筒体为锥形结构，配重块可拆卸连接在筒体的下端(小端)，吊环固接在筒体的上端(大端)，在筒体内部分隔成三个采样腔，其中第一采样腔设置在筒体内部在最底层，第三采样腔设置在筒体内部的最顶层，第二采样腔设置在第一采样腔和第三采样腔之间，第一采样腔通过第一阀组实现与外部的贯通，第二采样腔通过第二阀组实现与外部的贯通，第三采样腔通过第三阀组实现与外部的贯通，第一阀组、第二阀组和第三阀组分别与控制装置电连接，同时动力装置与控制装置电连接。

在采样时，将配重块与筒体固定，将吊装绳与吊环固接，将筒体设置在水中，筒体的小端在下大端在上，筒体在配重块的作用下，沉入水中，当筒体到达水中后，通过吊装绳控制筒体处于水中的深度，移动终端与控制装置无线通信，通过控制装置控制驱动装置启动，筒体在驱动装置的作用下实现同时在水中位置的调整，当筒体调整至指定位置后，控制装置控制第一阀组、第二阀组和第三阀组同时打开，使得不同水层的样本分别进入对应的采样腔内，从而实现对不同水层的采样。

基于上述结构，能够实现对多个水层进行同时采样，避免频繁提放采样筒的操作，从而有效提高了采样的效率，降低了采样的成本，同时通过驱动装置对筒体采样位置的调整，使得筒体避免水流波动造成的筒体偏移现象，从而提高了采样的精度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明所提供的采样装置的结构示意图；

图2为图1所示的采样装置之另一角的结构示意图；

图3为图2所示采样装置A-A的剖视图；

图4为图3所示的驱动装置的结构示意图；

图5为图1所示的采样装置的控制结构框图。

附图标记

1为筒体，11为第一采样腔，111为第一进水阀，112为第一排气阀，113为第一传感器，12为第二采样腔，121为第二进水阀，122为第二排气阀，123为第二传感器，13为第三采样腔，131为第三进水阀，132为第三排气阀，133为第三传感器；

2为配重块；

3为吊环；

4为控制装置，41为控制单元，411为无线通信单元，412为GPS单元；

5为驱动装置，51为角度电机，52为安装架，53为驱动电机，54为螺旋桨；

6为电源。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的采样装置的结构示意图；图2为图1所示的采样装置之另一角的结构示意图；图3为图2所示采样装置A-A的剖视图；图4为图3所示的驱动装置的结构示意图；图5为图1所示的采样装置的控制结构框图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的采样装置，包括有筒体1，所述筒体1为锥形桶，所述筒体1内部沿所述筒体1的长度方向依次设置具有第一阀组的第一采样腔11、具有第二阀组的第二采样腔12和具有第三阀组的第三采样腔13，所述第一采样腔11、所述第二采样腔12和所述第三采样腔13彼此不贯通；所述筒体1之外部的小端可拆卸设置有配重块2，所述筒体1之外部的大端间隔设置有吊环3、具有控制单元41的控制装置4和动力装置，所述吊环3与吊装绳可拆卸连接，所述控制装置4无线连接有移动终端，所述控制装置4控制所述动力装置使得所述筒体1到达指定的采样位置。上述结构中，筒体1为锥形结构，配重块2可拆卸连接在筒体1的下端(小端)，吊环3固接在筒体1的上端(大端)，在筒体1内部分隔成三个采样腔，其中第一采样腔11设置在筒体1内部在最底层，第三采样腔13设置在筒体1内部的最顶层，第二采样腔12设置在第一采样腔11和第三采样腔13之间，第一采样腔11通过第一阀组实现与外部的贯通，第二采样腔12通过第二阀组实现与外部的贯通，第三采样腔13通过第三阀组实现与外部的贯通，第一阀组、第二阀组和第三阀组分别与控制装置4电连接，同时动力装置与控制装置4电连接。

在采样时，将配重块2与筒体1固定，将吊装绳与吊环3固接，将筒体1设置在水中，筒体1的小端在下大端在上，筒体1在配重块2的作用下，沉入水中，当筒体1到达水中后，通过吊装绳控制筒体1处于水中的深度，移动终端与控制装置4无线通信，通过控制装置4控制驱动装置5启动，筒体1在驱动装置5的作用下实现同时在水中位置的调整，当筒体1调整至指定位置后，控制装置4控制第一阀组、第二阀组和第三阀组同时打开，使得不同水层的样本分别进入对应的采样腔内，从而实现对不同水层的采样。

基于上述结构，能够实现对多个水层进行同时采样，避免频繁提放采样筒的操作，从而有效提高了采样的效率，降低了采样的成本，同时通过驱动装置5对筒体1采样位置的调整，使得筒体1避免水流波动造成的筒体1偏移现象，从而提高了采样的精度。

进一步理解的是，所述第一阀组包括第一进水阀111和第一排气阀112，所述第一进水阀111与所述第一排气阀112间隔设置在所述第一采样腔11的侧壁上，所述第一进水阀111为电磁阀，所述第一进水阀111与所述控制单元41电连接，所述第一排气阀112为单向阀，所述第一排气阀112向所述第一采样腔11的外部导通。上述第一进水阀111为电磁阀，通过控制装置4中的控制单元41实现打开或者关闭，第一排气阀112为单向阀，其导通方向为第一采样腔11至外部导通，当控制单元41控制第一进水阀111打开时，外部水层的水经过第一进水阀111进入第一采样腔11内部，第一采样腔11内部的空气通过第一排气阀112排至外部，从而实现水层采样工作。

需要理解的是，上述第一排气阀112不具有预设压力，当水进入第一采样腔11后，第一排气阀112实时进行排气操作，该种结构能够有效降低第一采样腔11的进水阻力，从而提高了进水采样的效率。

需要指出的是，上述第一排气阀112和第一进水阀111处于筒体1的同一圆周面上，两者之间间隔的中心角为180°，该种结构能够使得进水和排气的过程中筒体1的稳定性得到保证，避免出现筒体1晃动、侧翻等现象，并且提高了定层采样时样本的精度。另外在第一采样腔11内设置用于检测水位的第一传感器113，第一传感器113预设第一水位阈值，第一传感器113实时检测第一采样腔11内的水位，当第一采样腔11内的水位达到第一水位阈值时，第一传感器113向控制单元41反馈信号，控制单元41控制第一进水阀111关闭，从而完成第一采样腔11的采样工作。

进一步地，所述第二阀组包括第二进水阀121和第二排气阀122，所述第二进水阀121与所述第二排气阀122间隔设置在所述第二采样腔12的侧壁上，所述第二进水阀121为电磁阀，所述第二进水阀121与所述控制单元41电连接，所述第二排气阀122为单向阀，所述第二排气阀122向所述第二采样腔12的外部导通。上述第二进水阀121为电磁阀，通过控制装置4中的控制单元41实现打开或者关闭，第二排气阀122为单向阀，其导通方向为第二采样腔12至外部导通，当控制单元41控制第二进水阀121打开时，外部水层的水经过第二进水阀121进入第二采样腔12内部，第二采样腔12内部的空气通过第二排气阀122排至外部，从而实现水层采样工作。

需要理解的是，上述第二排气阀122不具有预设压力，当水进入第二采样腔12后，第二排气阀122实时进行排气操作，该种结构能够有效降低第二采样腔12的进水阻力，从而提高了进水采样的效率。

需要指出的是，上述第二排气阀122和第二进水阀121处于筒体1的同一圆周面上，两者之间间隔的中心角为180°，该种结构能够使得进水和排气的过程中筒体1的稳定性得到保证，避免出现筒体1晃动、侧翻等现象，并且提高了定层采样时样本的精度。另外在第二采样腔12内设置用于检测水位的第二传感器123，第二传感器123预设第二水位阈值，第二传感器123实时检测第二采样腔12内的水位，当第二采样腔12内的水位达到第二水位阈值时，第二传感器123向控制单元41反馈信号，控制单元41控制第二进水阀121关闭，从而完成第二采样腔12的采样工作。

进一步地，所述第三阀组包括第三进水阀131和第三排气阀132，所述第三进水阀131与所述第三排气阀132间隔设置在所述第三采样腔13的侧壁上，所述第三进水阀131为电磁阀，所述第三进水阀131与所述控制单元41电连接，所述第三排气阀132为单向阀，所述第三排气阀132向所述第三采样腔13的外部导通。上述第三进水阀131为电磁阀，通过控制装置4中的控制单元41实现打开或者关闭，第三排气阀132为单向阀，其导通方向为第三采样腔13至外部导通，当控制单元41控制第三进水阀131打开时，外部水层的水经过第三进水阀131进入第三采样腔13内部，第三采样腔13内部的空气通过第三排气阀132排至外部，从而实现水层采样工作。

需要理解的是，上述第三排气阀132不具有预设压力，当水进入第三采样腔13后，第三排气阀132实时进行排气操作，该种结构能够有效降低第三采样腔13的进水阻力，从而提高了进水采样的效率。

需要指出的是，上述第三排气阀132和第三进水阀131处于筒体1的同一圆周面上，两者之间间隔的中心角为180°，该种结构能够使得进水和排气的过程中筒体1的稳定性得到保证，避免出现筒体1晃动、侧翻等现象，并且提高了定层采样时样本的精度。另外在第三采样腔13内设置用于检测水位的第三传感器133，第三传感器133预设第三水位阈值，第三传感器133实时检测第三采样腔13内的水位，当第三采样腔13内的水位达到第三水位阈值时，第三传感器133向控制单元41反馈信号，控制单元41控制第三进水阀131关闭，从而完成第三采样腔13的采样工作。

进一步地，所述第一进水阀111、所述第二进水阀121和所述第三进水阀131处于同一直线上，所述筒体1沿所述直线的径向截面经过所述筒体1的轴线。上述结构中，三个进水阀的设置方式能够实现三个采样腔采样时为同侧进水，避免筒体1多方向进水使得筒体1受力不均导致的筒体1晃动、侧翻现象的发生，进而使得采样工作顺利进行，有效提高了采样的精度。

进一步地，所述动力装置包括有角度电机51，所述角度电机51的基座固接于所述筒体1之大端的外端面，所述角度电机51的转轴固接有安装架52，所述安装架52上固接有驱动电机53，所述驱动电机53的转轴固接有螺旋桨54；所述角度电机51和所述驱动电机53分别电连接所述控制单元41。上述结构中，角度电机51固接在筒体1顶部的外端面上，角度电机51的转轴水平旋转，从而使得安装架52带动驱动电机53及螺旋桨54水平转动，驱动电机53转动带动螺旋桨54转动，从而为筒体1提供驱动力，使得筒体1移动。使用时，通过角度电机51的转动调整筒体1的移动方向，通过驱动电机53带动螺旋桨54的转动为筒体1移动提供动力，该结构制造简单，使得筒体1在水下能够灵活调整位置，从而有效实现定点采样，进而提高采样的精度。

进一步地，所述角度电机51和所述驱动电机53均为伺服电机。伺服电机能够实现精确控制，通过采用伺服电机作为角度调整和驱动行进的动力，使得筒体1的位置调整精度有效提高，从而保证了采样的精度。

具体理解的是，所述控制单元41分别电连接有电源6、GPS单元412、无线通信单元411；所述电源6用于所述控制装置4和所述驱动装置5供电；所述GPS单元412用于所述筒体1定位；所述无线通信单元411用于所述控制单元41与所述移动终端无线通信。上述电源6为控制装置4和驱动装置5供电，GPS单元412实时接收卫星信号，从而获得筒体1当前的经度和纬度的数据，并将该数据反馈至控制单元41，无线通信单元411用于移动终端与控制单元41的实时通信，移动终端无线发送控制指令至控制单元41，控制单元41接收控制指令从而控制各工作部件进行工作，并且控制单元41将筒体1当前的信息实时反馈至移动终端，使得移动终端能够及时有效的掌握筒体1的当前状况，进而为移动终端的控制提供了有效的依据，使得筒体1的采样精度得到保证。

具体地，所述无线通信单元411与所述移动终端的通信方式为水声通信。该种通信方式能够进行远距离通信，同时能够有效保证信号传输的稳定性，从而实现移动终端对筒体1的准确控制，进而提高了采样的精度。

具体地，所述配重块2的质量规格为多个，更换所述配重块2的质量规格以便调整所述筒体1的采样深度。由于需要对不同深度的水层进行采样，为了保证筒体1能够沉入对应的位置，通过更换不同质量规格的配重块2，从而满足筒体1的投放需求，进而有效保证采样的顺利进行。

应当理解的是，尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水体样本的采样装置，包括有筒体，其特征在于，所述筒体为锥形桶，所述筒体内部沿所述筒体的长度方向依次设置具有第一阀组的第一采样腔、具有第二阀组的第二采样腔和具有第三阀组的第三采样腔，所述第一采样腔、所述第二采样腔和所述第三采样腔彼此不贯通；

所述筒体之外部的小端可拆卸设置有配重块，所述筒体之外部的大端间隔设置有吊环、具有控制单元的控制装置和动力装置，所述吊环与吊装绳可拆卸连接，所述控制装置无线连接有移动终端，所述控制装置控制所述动力装置使得所述筒体到达指定的采样位置。

2.根据权利要求1所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述第一阀组包括第一进水阀和第一排气阀，所述第一进水阀与所述第一排气阀间隔设置在所述第一采样腔的侧壁上，所述第一进水阀为电磁阀，所述第一进水阀与所述控制单元电连接，所述第一排气阀为单向阀，所述第一排气阀向所述第一采样腔的外部导通。

3.根据权利要求2所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述第二阀组包括第二进水阀和第二排气阀，所述第二进水阀与所述第二排气阀间隔设置在所述第二采样腔的侧壁上，所述第二进水阀为电磁阀，所述第二进水阀与所述控制单元电连接，所述第二排气阀为单向阀，所述第二排气阀向所述第二采样腔的外部导通。

4.根据权利要求3所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述第三阀组包括第三进水阀和第三排气阀，所述第三进水阀与所述第三排气阀间隔设置在所述第三采样腔的侧壁上，所述第三进水阀为电磁阀，所述第三进水阀与所述控制单元电连接，所述第三排气阀为单向阀，所述第三排气阀向所述第三采样腔的外部导通。

5.根据权利要求4所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述第一进水阀、所述第二进水阀和所述第三进水阀处于同一直线上，所述筒体沿所述直线的径向截面经过所述筒体的轴线。

6.根据权利要求1所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述动力装置包括有角度电机，所述角度电机的基座固接于所述筒体之大端的外端面，所述角度电机的转轴固接有安装架，所述安装架上固接有驱动电机，所述驱动电机的转轴固接有螺旋桨；

所述角度电机和所述驱动电机分别电连接所述控制单元。

7.根据权利要求6所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述角度电机和所述驱动电机均为伺服电机。

8.根据权利要求7所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述控制单元分别电连接有电源、GPS单元、无线通信单元；

所述电源用于所述控制装置和所述驱动装置供电；

所述GPS单元用于所述筒体定位；

所述无线通信单元用于所述控制单元与所述移动终端无线通信。

9.根据权利要求8所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述无线通信单元与所述移动终端的通信方式为水声通信。

10.根据权利要求1所述的水体样本的采样装置，其特征在于，所述配重块的质量规格为多个，更换所述配重块的质量规格以便调整所述筒体的采样深度。