CN108918178B - 一种便携式着生藻类采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式着生藻类采样器，电源分别与充电接口、电源开关相连，电机与微型水泵连接。充电接口、电源、电源开关、电机、微型水泵通过螺丝固定于外壳上。传动轴与电机通过毛刷固定螺栓再与毛刷相连，套筒通过螺纹拧至外壳上，在套筒前端焊接金属圆管，金属圆管前端套接柔性密封罩，微型水泵分别与第一、第二水泵导管相连，第二水泵导管与储水瓶相连。金属圆管前端下部开有样品收集口，导管分别与样品收集口、样品收集瓶相连，套筒上设置进水口。结构简单、成本低廉、操作便捷、易于携带、高效精确。极大地提高在野外采集着生藻类的效率，节省人力物力和时间，同时能够采集用传统方法无法准确获取的基质表面上的着生藻类样品。

Description

一种便携式着生藻类采样器

技术领域

本发明属于一种藻类采样器技术领域，特别涉及一种水生态学研究中着生藻类的样品采集器，适用于在各种稳定基质(如石块、混凝土堤岸、木头等)上附着生长的藻类的便捷快速定量采集。

背景技术

在水生生物学、水生态学和水环境科学的研究过程中经常需要采集着生藻类的样品，用于后续的分析测试。传统的采集方法都是通过拾取浸没在水体中的稳定基质(如小石块、小木块、贝壳等)，用小刀刮取或者用毛刷刷取附着生长在基质表面的藻类，再用水冲洗收集。该方法费时费力，而且不易精确定量，也容易造成样品损失，使数据失真。而当稳定基质为不可拾取的类型(如混凝土堤岸、巨石、船体等)时，就无法通过传统的方法采集着生藻类样品。同时，当需要采集数量较多的着生藻类样品时，传统方法采集效率更为低下。因此，急需研发一种便携、高效、自动的着生藻类采样器。

发明内容

本发明目的是在于提供了一种便携式着生藻类采样器，结构简单、成本低廉、操作便捷、易于携带、高效精确。可极大地提高了在野外采集着生藻类的效率，节省了人力物力和时间，同时能够克服了对不可拾取的稳定基质上着生藻类样品不能采集的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种便携式着生藻类采样器，它由充电接口、外壳、电机、传动轴、套筒、柔性密封罩、毛刷、样品收集口、毛刷固定螺栓、第一水泵导管、微型水泵、第二水泵导管、储水瓶、电源开关、电源、导管、样品收集瓶、进水口组成。其连接关系是：电源分别与充电接口、电源开关相连，电机与微型水泵连接。充电接口、电源、电源开关、电机、微型水泵通过螺丝固定于外壳上。传动轴与电机通过毛刷固定螺栓再与毛刷相连，套筒通过螺纹拧至外壳上，在套筒前端焊接金属圆管，金属圆管前端套接柔性密封罩，微型水泵分别与第一水泵导管、第二水泵导管相连，第二水泵导管与储水瓶相连。金属圆管前端下部开有样品收集口，导管分别与样品收集口、样品收集瓶相连，套筒上设置进水口。

优选的，所述的电源为可充电锂电池。

优选的，当采集可拾取基质上的着生藻类时，所述储水收集机构包括储水瓶、样品收集瓶、导管，储水瓶储存和供给清水，样品收集瓶用以收集刷落的着生藻类。所述的微型水泵将储水瓶中的水抽至作业面。

优选的，当采集不可拾取基质上的着生藻类时，所述储水收集机构包括样品收集瓶、导管，样品收集瓶用以收集刷落的着生藻类。所述的微型水泵将作业面的样品抽至样品收集瓶。

现有的着生藻类采集方法都是通过人工操作完成，并无专用的机器或设备可供使用。本发明通过电机驱动毛刷实现着生藻类的刷取，通过微型水泵、储水收集机构、样品收集瓶实现着生藻类样品的收集与存储。

本发明和现有的技术相比，具有以下优点和效果：

1、可以极大地缩短取样时间，操作更为简单，效率高，节约人力物力。

2、可以减少样品的损失，便于更为精确地定量分析。

3、设备结构简单，维护容易，可以长期重复使用。

4、能够实现不可拾取稳定基质上着生藻类的原位定量采集。

附图说明

图1为一种便携式着生藻类采样器结构示意图。

图2为一种不可拾取基质着生藻类采样器结构示意图。

图3为传统采样方法与一种便携式着生藻类采样器采集样品所需操作人员与时间对比图。

其中，1－充电接口、2－外壳、3－电机(普通)、4－传动轴、5－套筒、6－柔性密封罩、7－毛刷、8－样品收集口、9－毛刷固定螺栓、10－第一水泵导管、11－微型水泵(普通)、12－第二水泵导管、13－储水瓶(普通)、14－电源开关、15－电源、16－导管、17－样品收集瓶(普通)、18－进水口。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

由图1所示，一种便携式着生藻类采样器，该采样装置包括：充电接口1、外壳2、电机3、传动轴4、套筒5、柔性密封罩6、毛刷7、样品收集口8、毛刷固定螺栓9、第一水泵导管10、微型水泵11、第二水泵导管12、储水瓶13、电源开关14、电源15、导管16、样品收集瓶17。其连接关系是：电源15分别与充电接口1、电源开关14相连，电机3与微型水泵11连接。充电接口1、电源15、电源开关14、电机3、微型水泵11通过螺丝固定于外壳2上。传动轴4与电机3通过毛刷固定螺栓9再与毛刷7相连，套筒5通过螺纹拧至外壳2上，在套筒5前端焊接金属圆管，金属圆管前端套接柔性密封罩6，微型水泵11分别与第一水泵导管10、第二水泵导管12相连，第二水泵导管12与储水瓶13相连，金属圆管前端下部开有样品收集口8，导管16分别与样品收集口8、样品收集瓶17相连。

充电接口1、电源15、电源开关14、电机3、微型水泵11通过螺丝固定于外壳2上。

充电接口1为DC插口。适配的DC插头外径为5.5mm，内径为2.1mm，圆孔，输入电压为为AC100-240V，50/60Hz。输出电压为DC5V，输出电流为0.2-2A。

电机3为微型直流电机，工作电压DC3-4.5V，转速2000-3000rpm，机身直径为10-15mm，机身不含抽长为20-40mm。

微型水泵11为直流型水泵，工作电压DC3-4.5V，流量为300-500mL/min，机身直径为15-25mm，机身不含抽长为20-40mm。

电源15为可充电式锂电池，电压DC3-4.5V。

电源开关14同时控制电机3与微型水泵11，二者同步工作。

外壳2为硬质塑料，具有较高强度，同时防水防漏电，外壳2握柄外附橡胶，适合人手握持。握柄上有电源开关14，可以控制电动机工作与否，进而控制毛刷7工作。

电机3为普通微型电动马达，由电源15供电，电源15为可充电锂电池，可以持续充电放电，循环使用，通过充电接口1为锂电池充电，220V市电通过交直流转换器为锂电池充电。电机3的启动与关闭受电源开关14的控制。

电机3通过传动轴4驱动毛刷7旋转，旋转的毛刷能将着生藻类刷擦下来，毛刷7通过毛刷固定螺栓9固定于传动轴4上。毛刷7为圆形，上面固定有PP塑料丝，毛刷7为损耗品，可以更换。

套筒5为金属材质圆管，长度为10-30cm，直径3-4cm，通过螺纹拧至外壳2上。前端焊接直径5-6cm金属圆管以容纳毛刷7的旋转作业。直径5-6cm的金属圆管前端套接柔性密封罩6。

柔性密封罩6用于防止刷取的藻液外溅或者外流，材质为较为柔软的橡胶，可以紧密贴合表面不平整的着生藻附着基质，比如石块、木头等。

储水瓶13储存蒸馏水或超纯水，由微型水泵11通过第二水泵导管12输送至到毛刷7的作业面，供刷取和冲洗用。

储水瓶13通过瓶口螺纹拧到外壳2上。

样品收集瓶17用于收集刷取的着生藻类样品，采集作业时，着生藻类样品通过样品收集口8流入导管16，最后进入样品收集瓶17。

使用本采样器进行可拾取基质着生藻类样品采集时，首先将储水瓶13装满蒸馏水或超纯水，并将其拧在外壳2上。随机选取并拾取具有代表性的着生藻类附着基质，同时须确保基质着生面表面积大于柔性密封罩6，着生面应尽量平整。竖直手持基质，作业时着生藻类便捷采样器应与基质着生面垂直。将柔性密封罩6紧扣在基质上，使其表面紧密贴合，打开电源开关14，电机3通过传动轴4驱动毛刷7开始作业，同时微型水泵11将储水瓶13中的蒸馏水或超纯水通过第一水泵导管10抽至作业面，毛刷7将基质上的着生藻刷洗下来，着生藻样品通过样品收集口8流入导管16，最后进入样品收集瓶17。为了使着生藻类样品刷洗彻底，可进行多次重复刷洗。在采集获得的着生藻类样品中加入鲁哥氏液固定后可以长期保存。采用本采样器进行可拾取基质附着藻类样品采集，仅需1人进行操作，平均每块可拾取基质耗时2-3min，而传统方法需2人配合，平均每块可拾取基质耗时10-15min(图3)，大大提升了附着藻类样品采集的效率。

实施例2：

由图2所示，一种不可拾取基质着生藻类采样器，包括充电接口1，外壳2，电机3，传动轴4，套筒5，柔性密封罩6，毛刷7，毛刷固定螺栓9，第一水泵导管10，微型水泵11，第二水泵导管12，电源开关14，电源15，导管16，样品收集瓶17，进水口18。其连接关系是：电源15分别与充电接口1、电源开关14相连，电机3与微型水泵11连接。充电接口1、电源15、电源开关14、电机3、微型水泵11通过螺丝固定于外壳2上。传动轴4与电机3通过毛刷固定螺栓9再与毛刷7相连，套筒5通过螺纹拧至外壳2上，在套筒5前端焊接金属圆管，金属圆管前端套接柔性密封罩6，微型水泵11分别与第一水泵导管10、第二水泵导管12相连，导管16分别与第二水泵导管12、样品收集瓶17相连，金属圆管前端设置进水口18。

套筒5长度为50-70cm，相应的增加传动轴3与第一水泵导管10的长度。套筒5上设置进水口18，进水口18为直径1-2cm的金属圆管，圆管外端以网孔直径0.064mm的纱绢布覆盖进水口。

样品收集瓶17用于收集刷取的着生藻类样品，采集作业时，着生藻类样品通过第二水泵导管12流入导管16，最后进入样品收集瓶17。

作业时，自然水通过进水口18过滤后进入刷洗腔室，微型水泵11通过第一水泵导管10将刷洗获得的着生藻类样品输送至第二水泵导管12，通过导管16进入样品收集瓶17。

其余部分与实施例1相同。

使用本采样器进行不可拾取基质着生藻类样品采集时，随机选取具有代表性的着生藻类附着基质，同时须确保基质着生面表面积大于柔性密封罩6，着生面应尽量平整。作业时将套管5及其前段伸入水下，将柔性密封罩6紧扣在基质上，使其表面紧密贴合，打开电源开关14，电机3通过传动轴4驱动毛刷7开始作业，自然水通过进水口18过滤后进入刷洗腔室，毛刷7将基质上的着生藻刷洗下来，微型水泵11通过第一水泵导管10将刷洗获得的着生藻类样品输送至第二水泵导管12，通过导管16进入样品收集瓶17。为了使着生藻类样品刷洗彻底，可进行多次重复刷洗。在采集获得的着生藻类样品中加入鲁哥氏液固定后可以长期保存。采用本采样器进行不可拾取基质附着藻类样品采集，仅需1人进行操作，平均采集一处不可拾取基质单次耗时3-5min，而传统方法无法对不可拾取基质上的附着藻类进行有效采集。

实施例1与实施例2之间的主要区别在于适用对象的不同。实施例1主要针对可拾取基质着生藻类样品采集，可拾取基质在人工拾取后脱离水体，采样器工作界面缺少水进行刷洗流程，因此实施例1的储水收集机构包括样品收集口8、储水瓶13、导管16、样品收集瓶17，储水瓶13储存和供给清水，微型水泵11将储水瓶13中的水抽至作业面，刷洗下来的着生藻类样品通过样品收集口8流经导管16进入样品收集瓶17进行存储。实施例2主要针对的是不可拾取基质着生藻类样品采集，不可拾取基质不能通过人工拾取脱离水体，只能在水体中进行原位采集，因此实施例2增加了套筒5的长度，主要作用是便于将套筒前端伸入水中进行原位刷取。由于实施例2在有水的情况下进行样品采集，因此不需要实施例1中的储水瓶13，相应的设置进水口18并用纱绢布覆盖进水口实现对水的过滤。实施例2的储水收集机构包括导管16、样品收集瓶17、进水口18，取消了实施例1中的样品收集口8，自然水经进水口18进入刷洗作业面，而微型水泵11将作业面的着生藻类样品抽至第二水泵导管12，经导管16进入样品收集瓶17进行存储。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种基于便携式着生藻类采样器采集不可拾取基质着生藻类的方法，所述的便携式着生藻类采样器由充电接口（1）、外壳（2）、电机（3）、传动轴（4）、套筒（5）、柔性密封罩（6）、毛刷（7）、毛刷固定螺栓（9）、第一水泵导管（10）、微型水泵（11）、第二水泵导管（12）、电源开关（14）、电源（15）、导管（16）、样品收集瓶（17）、进水口18组成，其特征在于：电源（15）分别与充电接口（1）、电源开关（14）相连，电机（3）与微型水泵（11）连接，充电接口（1）、电源（15）、电源开关（14）、电机（3）、微型水泵（11）通过螺丝固定于外壳（2）上，传动轴（4）与电机（3）通过毛刷固定螺栓（9）再与毛刷（7）相连，套筒（5）通过螺纹拧至外壳（2）上，在套筒（5）前端焊接金属圆管，金属圆管前端套接柔性密封罩（6），微型水泵（11）分别与第一水泵导管（10）、第二水泵导管（12）相连，导管（16）分别与第二水泵导管（12）、样品收集瓶（17）相连，金属圆管前端设置进水口（18）；

作业时，将套管(5)及其前段伸入水下，将柔性密封罩(6)紧扣在基质上，使其表面紧密贴合，打开电源开关(14)，电机(3)通过传动轴(4)驱动毛刷(7)开始作业，自然水通过进水口(18)过滤后进入刷洗腔室，毛刷(7)将基质上的着生藻刷洗下来，微型水泵(11)通过第一水泵导管(10)将刷洗获得的着生藻类样品输送至第二水泵导管(12)，通过导管(16)进入样品收集瓶(17)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的毛刷（7）通过毛刷固定螺栓（9）固定于传动轴（4）上，毛刷（7）为圆形，上面固定有PP塑料丝。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的套筒（5）为金属材质圆管，长度为10-30cm，直径3-4cm，金属圆管前端套接柔性密封罩（6）。

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