CN109883765A - 一种分层河水混合采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分层河水混合采集装置，包括固定支架、若干位于所述固定支架上沿高度方向依次分布的集水箱、用于所述集水箱侧壁上部进水口启闭的第一电磁控制开关装置、与所述集水箱底部出水口连接的第一出水管、位于所述集水箱上的进气管、与所有所述第一出水管连接的水泵进水管、水泵、与所述水泵出水口连接且其管壁上具有若干用于采样出水口的第二出水管、若干采样装置、用于所述第二出水管上出水口启闭的第二电磁控制开关装置、电源以及控制器。本发明可用于自动收集不同深度的混合水样，具有使用方便、安全的特点。

Description

一种分层河水混合采集装置

技术领域

本发明涉及一种分层河水混合采集装置，属于河水采样技术领域。

背景技术

水资源是人们赖以生存和发展的基本物质条件之一，作为国家发展的重要资源，对国民经济的发展具有举足轻重的地位。水资源是一种可再生资源，由于太阳辐射的不均匀分布和地球重力作用形成了水汽输送，降水，蒸发，径流的循环模式。随着经济的不断发展，人类对环境的影响越来越严重，使得对水资源的规范管理和研究变得弥足重要。而这些研究往往通过揭示水流的汇流路径，流域滞时以及流域蓄量来探究流域对降水事件的响应。

20世纪50年代，同位素测量精度的提高使得同位素水文学的研究有了重大突破，同时随着水文学的不断发展，同位素示踪技术在水文学中应用变得越发重要。国际原子能机构和世界气象组织密切合作，建立全球降水同位素站网用来收集数据。随着质谱仪器的发展，测试费用在逐渐降低，越来越多的水文学家也开始应用同位素示踪剂开展一系列的研究。其中流域出口断面的流量过程线作为流域对降水的响应，包含了流域水文的各种信息，但是这些信息过于综合，很难分别探究各因素对降水的响应，因此很难应用到水文模型中。

研究出口断面河水的同位素变化，离不开河水水样的采样，然而河水水位的上升期主要集中在降水时间段内。同时为了减少人类活动对流域的影响，我们通常会选择人迹罕至的流域进行研究。在进行野外采样的过程中，也会存在一些缺陷，主要包括一下几点：1.采样的数据代表性不够，通常采集河水水样主要集中在断面的某一点处，当河道流量比较大的时候，这些采样点往往处于河边伸手不可以够到的地方。2.采样人员的安全问题，为了揭示降水同位素沿河道的变化，往往需要布设很多采样点，这样无疑需要大量采样人员同时工作。一些采样点布置的很分散，下雨时候河道周边湿滑，这对于采样人员人身安全具有很大威胁。因此为了提高河水水样的代表性以及保证采样人员的安全，发明一种定时采集分层混合均匀的河水水样的装置很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于自动收集不同深度的混合水样的采集装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种分层河水混合采集装置，包括固定支架、若干位于所述固定支架上沿高度方向依次分布的集水箱、用于所述集水箱侧壁上部进水口启闭的第一电磁控制开关装置、与所述集水箱底部出水口连接的第一出水管、位于所述集水箱上的进气管、与所有所述第一出水管连接的水泵进水管、水泵、与所述水泵出水口连接且其管壁上具有若干用于采样出水口的第二出水管、若干采样装置、用于所述第二出水管上出水口启闭的第二电磁控制开关装置、电源以及控制器。

进一步的，所述第二电磁控制开关装置包括第二电磁铁、与所述第二电磁铁位置对应的第二电磁铁轴以及位于所述第二电磁铁轴顶部的挡水片，所述挡水片用于所述第二出水管上出水口启闭。

进一步的，所述采样装置包括采样瓶，位于所述第二电磁铁轴上与其固定套接的集水盘以及与所述集水盘底部出水口连接的用于将水样导流至所述采样瓶中的出水管。

进一步的，所述采样瓶内在采样前放有矿油。

进一步的，所述第一电磁控制开关装置包括第一电磁铁、与所述第一电磁铁位置对应的第一电磁铁轴以及位于所述第一电磁铁轴顶部的橡胶活塞。

进一步的，所述集水箱侧壁进水口处设有过滤装置。

本发明所达到的有益效果：本装置可用于不同深度的水样混合收集，且在采样前可以对管路进行冲洗，减小对本次采样河水的同位素相对丰度的影响。采集水样能更合理的代表河水的同位素组成，并且通过控制器，可以实现自动化定时采样作业，可以显著提高采样效率以及减少实验人员采样时的安全隐患。

附图说明

图1是实施例结构示意图；

附图标记说明：1、支撑脚，2、支撑杆，3、底座，4、第一出水管，5、第一电磁铁，6、集水箱，7、第一电磁铁轴，8、第一橡胶活塞，9、水泵进水管，10、集水盘，11、第二橡胶活塞，12、第二出水管，13、水泵，14、电源，15、单片机，16、采样瓶，17、第二电磁铁，18、第二电磁铁轴，19、进气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种分层河水混合采集装置，包括固定支架、多组位于所述固定支架上沿高度方向依次分布的集水箱、多组采样装置、水泵、电源以及单片机，具体结构如下。

固定支架由支撑脚1、支撑杆2、底座3以及安装支架组成，用于将集水箱6固定在河底，避免发生装置发生倾斜。

每组集水箱6侧壁上部设有进水口，底部设有出水口，进水口内部设有电磁控制的橡胶活塞8，可用于进水口的自动启闭控制，橡胶活塞8另一端与第一电磁铁轴7连接，第一电磁铁轴7与第一电磁铁5在单片机15的控制下进行断开吸合，左右移动来实现橡胶活塞8对进水口启闭的控制。且进水口处还设有过滤装置，如过滤网，可以避免异物进入集水箱内6，底部的出水口与第一出水管4连接，每组集水箱的第一出水管4连接至同一水平高度后，再分别与水泵13的进水管9连接，通过水泵13的启动来实现所有集水箱6内水样的混合输出。

水泵13的出水管12管壁底部沿长度方向分别设有若干组出水口，用于将水泵抽出的水样再依次从该出水口输出至外部的采样瓶16中，该出水口处同样设置了电磁控制的第二弹性橡胶11，第二弹性橡胶11底部与第二电磁铁轴18连接，第二电磁铁轴18与下方的第二电磁铁17在单片机15的控制下进行断开吸合，上下移动实现第二弹性橡胶11对出水口的启闭控制，出水口外部还设有导流片，使水样平缓流入下方的集水盘10内，集水盘10固定套接在第二电磁铁轴18轴上，用于采集出水口处输出端的水样，集水盘10一侧底部设有导流管，将水样导流至下方的采样瓶16中，通过单片机对每个出水口处的挡水片进行控制，可以实现每个集水箱内水样的依次收集。

具体使用方法如下：

(1)根据需求设置合适数量的集水箱6固定在固定支架上后，将其放置在合适位置处；

(2)在采样瓶16内放入矿油，防止水样蒸发分馏导致同位素相对丰度发生变化；

(3)单片机13控制个集水箱6上的第一电磁铁轴7与第一电磁铁5得电吸合，第一橡胶活塞8打开集水箱6上的进水口，各集水箱开始采集对应深度的河水，蓄满水后，控制第一电磁铁轴7与第一电磁铁5失电断开，橡胶活塞8复位，重新堵住进水口；

(4)启动水泵13对仪器管路进行冲洗，避免之前残留水样的影响，冲洗液从出水管12出口处流出，可以通过单片机13设置冲洗时间；

(5)单片机13依次控制第二出水管12上出水口对应的第二电磁铁轴18与第二电磁铁17得电吸合，带动第二弹性橡胶11下移，水样经导流片流入下方的集水盘10，再经导流管流入下方的采样瓶16内，根据水泵速率，设置合适的第二电磁铁17失电时间，即可将对应的第二弹性橡胶复位，关闭出水口，完成采样，多余的水样可经第二出水管12末端排出，下一次采样则对应打开下一个采样瓶对应的出水口，如此，即可实现自动化、定时、定量的采集不同水深的混合水样。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种分层河水混合采集装置，其特征是，包括固定支架、若干位于所述固定支架上沿高度方向依次分布的集水箱、用于所述集水箱侧壁上部进水口启闭的第一电磁控制开关装置、与所述集水箱底部出水口连接的第一出水管、位于所述集水箱上的进气管、与所有所述第一出水管连接的水泵进水管、水泵、与所述水泵出水口连接且其管壁上具有若干用于采样出水口的第二出水管、若干采样装置、用于所述第二出水管上出水口启闭的第二电磁控制开关装置、电源以及控制器。

2.根据权利要求1所述的一种分层河水混合采集装置，其特征是，所述第二电磁控制开关装置包括第二电磁铁、与所述第二电磁铁位置对应的第二电磁铁轴以及位于所述第二电磁铁轴顶部的第二橡胶活塞。

3.根据权利要求2所述的一种分层河水混合采集装置，其特征是，所述采样装置包括采样瓶，位于所述第二电磁铁轴上与其固定套接的集水盘以及与所述集水盘底部出水口连接的用于将水样导流至所述采样瓶中的出水管。

4.根据权利要求3所述的一种分层河水混合采集装置，其特征是，所述第二出水管出水口处还设有用于导流片。

5.根据权利要求3所述的一种分层河水混合采集装置，其特征是，所述采样瓶内在采样前放有矿油。

6.根据权利要求1所述的一种分层河水混合采集装置，其特征是，所述第一电磁控制开关装置包括第一电磁铁、与所述第一电磁铁位置对应的第一电磁铁轴以及位于所述第一电磁铁轴顶部的第一橡胶活塞。

7.根据权利要求1所述的一种分层河水混合采集装置，其特征是，所述集水箱侧壁进水口处设有过滤装置。