CN110146336B - 一种采集不同水深的水质取样器及取水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采集不同水深的水质取样器及取水方法。该装置包括有漂浮在水面上的小船，所述小船上设置有竖直的支撑杆，支撑杆上旋转套接有套管，套管的上部外周铰接有一对连杆，两连杆以支撑杆为中心轴呈对称设置，各连杆的自由端连接有用于取水的取样容器，取样容器包括水瓶状容器以及塞在水瓶状容器顶部开口处的橡皮塞，橡皮塞上表面连接有细绳，位于各连杆下方设有第一气缸，第一气缸的缸筒底部与套管下部外周铰接，第一气缸的活塞杆自由端与对应连杆的中部铰接。由于套管与连杆相配合，铰接的第一气缸控制连杆自由端的取样容器上下运动，从而控制取样容器进入水里的深度，从而采集不同水深的水质。

Description

一种采集不同水深的水质取样器及取水方法

技术领域

本发明涉及水质取样器技术领域，尤其涉及一种采集不同水深的水质取样器及取水方法。

背景技术

现有的中国专利数据库中公开了一种可同时分层取样的水质取样器的专利，其专利申请号为 CN201621291106.2，申请日为2016.11.29，授权公告号CN206725285U，授权公告日为2017.12.08，该装置包括伸缩节杆，它还包括顶部控制段、伸缩绳索，其中，伸缩节杆分为若干段，每段伸缩节杆上均设有取样器，伸缩节杆与顶部控制段连接，相邻的每段伸缩节杆之间通过转轴上的伸缩绳索连接，顶部控制段上的开关分别控制伸缩绳索的伸缩和取样器的打开和关闭。其不足之处在于：上述装置结构复杂，依靠人力抓取比较困难，同时搬运困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单、取水方便快捷，采集不同水深的水质取样器。

为了实现上述目的，本发明一种采集不同水深的水质取样器所采取的技术方案：

一种采集不同水深的水质取样器，包括有漂浮在水面上的小船，所述小船上设置有竖直的支撑杆，支撑杆上旋转套接有套管，套管的上部外周铰接有一对连杆，两连杆以支撑杆为中心轴呈对称设置，各连杆的自由端连接有用于取水的取样容器，取样容器包括水瓶状容器以及塞在水瓶状容器顶部开口处的橡皮塞，橡皮塞上表面连接有细绳，位于各连杆下方设有第一气缸，第一气缸的缸筒底部与套管下部外周铰接，第一气缸的活塞杆自由端与对应连杆的中部铰接。

本发明工作时，启动第一气缸，第一气缸活塞杆伸长，使取样容器位于水面之上，将橡皮塞塞在水瓶状容器的顶部开口处，将小船划至取水点，启动第一气缸，第一气缸活塞杆收缩，取样容器进入水中，当取样容器到达取水深度时，第一气缸暂停工作，拉动细绳，使橡皮塞与水瓶状容器的顶部开口之间留有进水缝隙，水瓶状容器取水，当水面无气泡时，松开细绳，橡皮塞落到水瓶状容器的顶部开口处，启动第一气缸，第一气缸活塞杆伸长，使取样容器离开水面，划动小船，使小船靠岸，转动套管，使连杆上的取样容器位于地面上，启动第一气缸，第一气缸活塞杆收缩，取样容器落地，将取样容器内的水倒出。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：由于套管与连杆相配合，铰接的第一气缸控制连杆自由端的取样容器上下运动，从而控制取样容器进入水里的深度，从而采集不同水深的水质。

各连杆下表面上开设有沿对应连杆长度方向的滑槽，滑槽内滑动连接有滑块，位于滑槽左右两侧的连杆上均设有沿滑槽长度方向的长条板，各长条板上开设有沿滑槽长度方向的U型孔，各U型孔内插接有螺丝，抵触在U型孔边檐的螺丝旋接在对应的滑块上，各第一气缸的活塞杆自由端与对应的滑块铰接。由于滑块经螺丝固定在滑槽内，便于计算出第一气缸收缩时，取样容器位于水体内的深度。

位于第一气缸下方的套管上固接有从动轮，位于支撑杆侧面的小船上设有伺服电机，伺服电机的输出轴上固接有主动轮，主动轮与从动轮经传动带传动连接。伺服电机驱使套管转动，从而使取样容器从地面到水面之间往复运动。

位于水瓶状容器的顶部开口处边缘设有外扩的锥形罩，锥形罩边缘呈放射性铰接有多个扭簧，各扭簧一端抵触在锥形罩上，另一端与橡皮塞上端面边缘铰接，水瓶状容器上端与连杆的自由端连接，水瓶状容器下端连接有出水龙头。锥形罩对橡皮塞进行限位，又由于扭簧的存在，扭簧可使橡皮塞锁死在水瓶状容器的顶部开口处，避免别的水层水质进入水瓶状容器。

各连杆的自由端连接有水平的U型架，U型架的中间连板与连杆的自由端连接，所述水瓶状容器位于U型架的两耳板之间，各耳板与水瓶状容器上端铰接，所述水瓶状容器底部设有配重块。配重块确保水瓶状容器的顶部开口始终朝向，便于水瓶状容器内的气体完全排除。

所述小船船底设有滚轮。滚轮有效提高小船的机动性。

与一种采集不同水深的水质取样器相对应，本发明还提供采用采集不同水深水质取样器的取水方法，采取的技术方案：

采用采集不同水深水质取样器的取水方法，包括下列步骤：

步骤一：清洗取样容器，首先使用清洗剂浸泡取样容器以及橡皮塞25min-35min，然后使用杯刷搓洗取样容器和橡皮塞，将搓洗后的取样容器和橡皮塞浸泡在自来水中10min-20min，再使用流动的清水冲洗取样容器与橡皮塞，将冲洗后的取样容器上的水分与橡皮塞上的水分烘干，最后将烘干的橡皮塞经扭簧压装在取样容器上，密封储存留以待用；

步骤二：预准备，操控两第一气缸，使两第一气缸的活塞杆均伸长，确保两U型架均位于小船甲板上方，再启动伺服电机，伺服电机使套管转动，从而使一连杆自由端与小船头部同向，另一连杆自由端与小船尾部同向，操作人员手持小船尾部的连杆自由端，将小船从岸边推到岸边的水面上，根据取水深度h，计算出第一气缸活塞杆收缩时，对应连杆自由端的U型架到小船底面的竖直高度L，小船吃水深度l，当h＝L+l时，确定滑块的位置，使用螺丝将滑块固定在连杆上；

步骤三：安装取样容器，使用清水冲刷小船尾部的U型架与连杆，确保小船尾部的U型架与连杆无灰尘无杂物，再将细绳清洗干净，将步骤一中的取样容器铰接在清洗干净的U型架上，再将清洗干净的细绳一端固定在取样容器的橡皮塞上，另一端双手握紧，启动伺服电机，伺服电机使套管转动，从而使两连杆交换位置，操作人员手持小船尾部的连杆自由端，将小船往水面中间推去，留以待用；

步骤四：取水，当小船尾部的连杆自由端位于岸边时，操控小船头部的第一气缸，第一气缸的活塞杆收缩，使对应的连杆自由端进入水体中，从而使取样容器进入需要的水体深度处，然后双手拉拽细绳，细绳使橡皮塞向上运动，扭簧形变，橡皮塞与水瓶状容器顶部开口处留有缝隙，水瓶状容器内的气体排出，待取水质进入水瓶状容器内，当水面无气泡冒出时，松开细绳，扭簧复位，将橡皮塞封堵在水瓶状容器顶部开口处，操控小船头部的第一气缸，第一气缸的活塞杆伸长，使水体内的取样容器出水，启动伺服电机，伺服电机使套管转动，从而使两连杆交换位置，操作人员将取样容器内的水体取出，用于测量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：该方法科学严谨，取水的深度准确，取出的水质无外在污染，还原水体本身的水质，便于准确无误的检测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大示意图。

图3为图1中U型架的结构示意图。

图4为图1中B处的局部放大示意图。

其中，1小船，101伺服电机，102主动轮，103传动带，104滚轮，2支撑杆，3套管，301从动轮，4连杆，401滑块，402长条板，403为U型孔，404螺丝，5取样容器，501水瓶状容器，502顶部开口处，503橡皮塞，504细绳，505锥形罩，506扭簧，507出水龙头，508配重块，6第一气缸， 7为U型架，701中间连板，702耳板。

具体实施方式

如图1-4所述，为一种采集不同水深的水质取样器，包括有漂浮在水面上的小船1，小船1上设置有竖直的支撑杆2，支撑杆2上旋转套接有套管3，套管3的上部外周铰接有一对连杆4，两连杆4 以支撑杆2为中心轴呈对称设置，各连杆4的自由端连接有用于取水的取样容器5，取样容器5包括水瓶状容器501以及塞在水瓶状容器501顶部开口处502的橡皮塞503，橡皮塞503上表面连接有细绳504，位于各连杆4下方设有第一气缸6，第一气缸6的缸筒底部与套管3下部外周铰接，第一气缸6的活塞杆自由端与对应连杆4的中部铰接，各连杆4下表面上开设有沿对应连杆4长度方向的滑槽，滑槽内滑动连接有滑块401，位于滑槽左右两侧的连杆4上均设有沿滑槽长度方向的长条板402，各长条板402上开设有沿滑槽长度方向的U型孔403，各U型孔403内插接有螺丝404，抵触在U型孔403边檐的螺丝404旋接在对应的滑块401上，各第一气缸6的活塞杆自由端与对应的滑块401铰接。由于滑块401经螺丝404固定在滑槽内，便于计算出第一气缸6收缩时，取样容器5位于水体内的深度，位于第一气缸6下方的套管3上固接有从动轮301，位于支撑杆2侧面的小船1上设有伺服电机101，伺服电机101的输出轴上固接有主动轮102，主动轮102与从动轮301经传动带103传动连接。伺服电机101驱使套管3转动，从而使取样容器5从地面到水面之间往复运动，位于水瓶状容器501的顶部开口处502边缘设有外扩的锥形罩505，锥形罩505边缘呈放射性铰接有多个扭簧506，各扭簧506一端抵触在锥形罩505上，另一端与橡皮塞503上端面边缘铰接，水瓶状容器501上端与连杆4的自由端连接，水瓶状容器501下端连接有出水龙头507。锥形罩505对橡皮塞503进行限位，又由于扭簧506的存在，扭簧506可使橡皮塞503锁死在水瓶状容器501的顶部开口处502，避免别的水层水质进入水瓶状容器501，各连杆4的自由端连接有水平的U型架7，U型架7的中间连板701 与连杆4的自由端连接，水瓶状容器501位于U型架7的两耳板702之间，各耳板702与水瓶状容器 501上端铰接，水瓶状容器501底部设有配重块508。配重块508确保水瓶状容器501的顶部开口始终朝向，便于水瓶状容器501内的气体完全排除，小船1船底设有滚轮104。滚轮104有效提高小船 1的机动性。

工作时，操控第一气缸6，第一气缸6活塞杆伸长，使取样容器5位于水面之上，将橡皮塞503 塞在水瓶状容器501的顶部开口处502，扭簧506将橡皮塞503压装密封在水瓶状容器501的顶部开口处502，将小船1划至取水点，操控第一气缸6，第一气缸6活塞杆收缩，取样容器5进入水中，当取样容器5到达取水深度时，第一气缸6暂停工作，拉动细绳504，扭簧506收缩，使橡皮塞503 与水瓶状容器501的顶部开口之间留有进水缝隙，水瓶状容器501取水，当水面无气泡时，松开细绳 504，橡皮塞503在扭簧506复位过程中落到水瓶状容器501的顶部开口处502，操控第一气缸6，第一气缸6活塞杆伸长，使取样容器5离开水面，划动小船1，使小船1靠岸，转动套管3，使连杆4 上的取样容器5位于地面上，操控第一气缸6，第一气缸6活塞杆收缩，取样容器5落地，将取样容器5内的水倒出。

与一种采集不同水深的水质取样器相对应，本发明还提供采用采集不同水深水质取样器的取水方法，采取的技术方案：

采用采集不同水深水质取样器的取水方法，包括下列步骤：

步骤一：清洗取样容器，首先使用清洗剂浸泡取样容器5以及橡皮塞503，时间为25min-35min，然后使用杯刷搓洗取样容器5和橡皮塞503，将搓洗后的取样容器5和橡皮塞503浸泡在自来水中 10min-20min，再使用流动的清水冲洗取样容器5与橡皮塞503，将冲洗后的取样容器5上的水分与橡皮塞503上的水分烘干，最后将烘干的橡皮塞503经扭簧506压装在取样容器5上，密封储存留以待用；

步骤二：预准备，操控两第一气缸6，使两第一气缸6的活塞杆均伸长，确保两U型架7均位于小船1甲板上方，再启动伺服电机101，伺服电机101使套管3转动，从而使一连杆4自由端与小船 1头部同向，另一连杆4自由端与小船1尾部同向，操作人员手持小船1尾部的连杆4自由端，将小船1从岸边推到岸边的水面上，根据取水深度h，计算出第一气缸6活塞杆收缩时，对应连杆4自由端的U型架7到小船1底面的竖直高度A，小船1吃水深度为a，当h＝A+a时，确定滑块401的位置，使用螺丝404将滑块401固定在连杆4上；

步骤三：安装取样容器，使用清水冲刷小船1尾部的U型架7与连杆4，确保小船1尾部的U型架7与连杆4无灰尘无杂物，再将细绳504清洗干净，将步骤一中的取样容器5铰接在清洗干净的U 型架7上，再将清洗干净的细绳504一端固定在取样容器5的橡皮塞503上，另一端双手握紧，启动伺服电机101，伺服电机101使转动，从而使两连杆4交换位置，操作人员手持小船1尾部的连杆4 自由端，将小船1往水面中间推去，留以待用；

步骤四：取水，当小船1尾部的连杆4自由端位于岸边时，操控小船1头部的第一气缸6，第一气缸6的活塞杆收缩，使对应的连杆4自由端进入水体中，从而使取样容器5进入需要的水体深度处，然后双手拉拽细绳504，细绳504使橡皮塞503向上运动，扭簧506形变，橡皮塞503与水瓶状容器 501顶部开口处502留有缝隙，水瓶状容器501内的气体排出，待取水质进入水瓶状容器501内，当水面无气泡冒出时，松开细绳504，扭簧506复位，将橡皮塞503封堵在水瓶状容器501顶部开口处 502，操控小船1头部的第一气缸6，第一气缸6的活塞杆伸长，使水体内的取样容器5出水，启动伺服电机101，伺服电机101使套管3转动，从而使两连杆4交换位置，操作人员将取样容器5内的水体取出，用于测量。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种采用采集不同水深水质取样器的取水方法，取样器包括有漂浮在水面上的小船，其特征在于：所述小船上设置有竖直的支撑杆，支撑杆上旋转套接有套管，套管的上部外周铰接有一对连杆，两连杆以支撑杆为中心轴呈对称设置，各连杆的自由端连接有用于取水的取样容器，取样容器包括水瓶状容器以及塞在水瓶状容器顶部开口处的橡皮塞，橡皮塞上表面连接有细绳，位于各连杆下方设有第一气缸，第一气缸的缸筒底部与套管下部外周铰接，第一气缸的活塞杆自由端与对应连杆的中部铰接；各连杆下表面上开设有沿对应连杆长度方向的滑槽，滑槽内滑动连接有滑块，位于滑槽左右两侧的连杆上均设有沿滑槽长度方向的长条板，各长条板上开设有沿滑槽长度方向的U型孔，各U型孔内插接有螺丝，抵触在U型孔边檐的螺丝旋接在对应的滑块上，各第一气缸的活塞杆自由端与对应的滑块铰接；位于第一气缸下方的套管上固接有从动轮，位于支撑杆侧面的小船上设有伺服电机，伺服电机的输出轴上固接有主动轮，主动轮与从动轮经传动带传动连接；位于水瓶状容器的顶部开口处边缘设有外扩的锥形罩，锥形罩边缘呈放射性铰接有多个扭簧，各扭簧一端抵触在锥形罩上，另一端与橡皮塞上端面边缘铰接，水瓶状容器上端与连杆的自由端连接，水瓶状容器下端连接有出水龙头；各连杆的自由端连接有水平的U型架，U型架的中间连板与连杆的自由端连接，所述水瓶状容器位于U型架的两耳板之间，各耳板与水瓶状容器上端铰接，所述水瓶状容器底部设有配重块；所述小船船底设有滚轮；

所述的采用采集不同水深水质取样器的取水方法，包括下列步骤：

步骤一：清洗取样容器，首先使用清洗剂浸泡取样容器以及橡皮塞，时间为25min-35min，然后使用杯刷搓洗取样容器和橡皮塞，将搓洗后的取样容器和橡皮塞浸泡在自来水中10min-20min，再使用流动的清水冲洗取样容器与橡皮塞，将冲洗后的取样容器上的水分与橡皮塞上的水分烘干，最后将烘干的橡皮塞经扭簧压装在取样容器上，密封储存留以待用；

步骤二：预准备，操控两第一气缸，使两第一气缸的活塞杆均伸长，确保两U型架均位于小船甲板上方，再启动伺服电机，伺服电机使套管转动，从而使一连杆自由端与小船头部同向，另一连杆自由端与小船尾部同向，操作人员手持小船尾部的连杆自由端，将小船从岸边推到岸边的水面上，根据取水深度h，计算出第一气缸活塞杆收缩时，对应连杆自由端的U型架到小船底面的竖直高度A，小船吃水深度a，当h＝A+a时，确定滑块的位置，使用螺丝将滑块固定在连杆上；

步骤三：安装取样容器，使用清水冲刷小船尾部的U型架与连杆，确保小船尾部的U型架与连杆无灰尘无杂物，再将细绳清洗干净，将步骤一中的取样容器铰接在清洗干净的U型架上，再将清洗干净的细绳一端固定在取样容器的橡皮塞上，另一端双手握紧，启动伺服电机，伺服电机使套管转动，从而使两连杆交换位置，操作人员手持小船尾部的连杆自由端，将小船往水面中间推去，留以待用；

步骤四：取水，当小船尾部的连杆自由端位于岸边时，操控小船头部的第一气缸，第一气缸的活塞杆收缩，使对应的连杆自由端进入水体中，从而使取样容器进入需要的水体深度处，然后双手拉拽细绳，细绳使橡皮塞向上运动，扭簧形变，橡皮塞与水瓶状容器顶部开口处留有缝隙，水瓶状容器内的气体排出，待取水质进入水瓶状容器内，当水面无气泡冒出时，松开细绳，扭簧复位，将橡皮塞封堵在水瓶状容器顶部开口处，操控小船头部的第一气缸，第一气缸的活塞杆伸长，使水体内的取样容器出水，启动伺服电机，伺服电机使套管转动，从而使两连杆交换位置，操作人员将取样容器内的水体取出，用于测量。

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