CN110879158A - 一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，包括底座和组合式取样筛，所述底座上表面设置有旋转支架，所述旋转支架上设置有伸缩支架，所述伸缩支架末端通过悬吊支架与组合式取样筛连接，所述底座通过传输线与电脑连接，电脑通过传输线与烘干称量装置连接。本发明具有就地测量，数据真实可靠，操作简单，节省人工和经济成本等优点。

Description

一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置
技术领域
本发明属于水利工程和环境工程技术领域，特别涉及一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置。
背景技术
为确保河流生态环境健康，一些物理、生化指标需要经常监测。为了某些环境评价或科研目的，其中悬浮和漂浮物(如泥沙和微塑料)需要粒径筛分。传统的物理筛分法，需要大量取样，将样品烘干并筛分，费时费力。且烘干样品可能破碎或凝结，而改变在水中的真实粒径。另外，采用光谱类仪器测量粒径，成本较高，且对粒径范围有严格的限制。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，能直接在取样时将样品筛分，操作简单，成本低廉。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，包括底座和组合式取样筛，所述底座上表面设置有旋转支架，所述旋转支架上设置有伸缩支架，所述伸缩支架末端通过悬吊支架与组合式取样筛连接，所述底座通过传输线与电脑连接，电脑通过传输线与烘干称量装置连接。
进一步的，所述旋转支架与伸缩支架之间通过垂直旋转钮连接，所述伸缩支架与悬吊支架之间通过自由垂吊旋转钮连接。
进一步的，所述组合式取样筛上设置有流速流向仪。
进一步的，所述组合式取样筛由若干层筛网组成，筛网内设置有筛孔，所述每层筛网的筛孔孔径从左至右逐层递减。
进一步的，所述悬吊支架与组合式取样筛之间通过取样器固定夹连接，所述悬吊支架与取样器固定夹之间通过水平旋转钮连接。所述悬吊支架可伸缩。
进一步的，所述伸缩支架所在平面与底座所在平面之间的夹角为10°-60°。
进一步的，所述组合式取样筛中筛网有7-12层。
进一步的，所述筛网内筛孔的孔径为50-5000μm。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明可以在水中取样时直接将粒径筛分，防止烘干样品破碎或凝结。
(2)本发明通过流速流向仪测速，可以自动调整取样筛方向。
(3)本发明可自定义取样分层数和筛孔孔径(样品粒径范围)。
(4)本发明可自定义取样时间、位置和深度。
(5)本发明数据集成，自动分析。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的部件运动轨迹图；
图3为本发明工作状态的结构示意图；
图4为本发明回收状态的结构示意图；
图5为图1中组合式取样筛的拆分图。
1、底座；2、旋转支架；3、伸缩支架；4、悬吊支架；5、取样器固定夹；6、组合式取样筛；7、筛网；8、烘干称重装置；9、电脑；10、流速流向仪；11、垂直旋转钮；12、水平旋转钮；13、自由垂吊旋转钮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1-5所示，本发明为一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，包括岸边固定定位装置、取样测量装置和自动控制装置。其中岸边固定定位装置包括：底座1，旋转支架2，伸缩支架3，悬吊支架4，取样器固定夹5。取样测量装置包括：组合式取样筛6，筛网7，烘干称量装置8，自动控制装置包括：自动控制分析软、电脑9，流速流向仪10。
旋转支架2可旋转，伸缩支架3可伸缩，悬吊支架4可伸缩可旋转。以保证取样筛能正对水流，且在河道中任意位置和深度取样。
组合式取样筛6可任意拆卸拼装，以保证取样的粒径范围和粒径分层数在取样员的预设范围内。
取样之后立刻烘干称量，并将自动将数据录入软件，进行分析。
流速流向仪10在取样筛的后方，避免影响前方水流流态。
筛网的直径(d)范围可根据需要选择为20-30cm。流速流向仪10测得流向，将信息返回给电脑，电脑发出指令，水平旋转钮12，使其转动，使得筛网7筛面正对水流。
组合式取样筛6可根据本次实验的取样范围和精度，决定使用不同直径的筛网，不同层数的筛网，和不同筛孔范围的筛网。
预先将取样位置、时间和深度输入电脑，电脑将控制旋转支架2、垂直旋转钮11、水平旋转钮12、伸缩支架3、悬吊支架4的旋转和伸缩，将组合式取样筛6放入预定位置和深度。此时流速流向仪10工作并测得流向，将信息返回给电脑，电脑发出指令，调整悬吊支架4，使其转动，使得筛网7筛面正对水流。指定时间到达后，电脑将控制旋转支架2、伸缩支架3、悬吊支架4的旋转和伸缩，将组合式取样筛6回收。
本装置的目的是测得漂浮、悬浮物各组分样品的浓度(Ci)，计算公式如下(1)、(2)所示。
Figure BDA0002252949250000031
Figure BDA0002252949250000032
其中(1)式中：V(m3)是总过水体积，v(m/s)是水流速度，d(m)是筛网直径，t(s)是取样时间。(2)式中：Ci(kg/m3)是第i种组分的浓度，mi(kg)是第i种组分的质量。
在装置工作时，d(m)筛网直径，t(s)取样时间，由事先预设定。v(m/s)水流速度流速流向仪10测得并返回电脑。由此根据公式1计算出V(m3)总过水体积。待取样结束后，将各筛面上的样品放入烘干称重装置8，测得质量mi(kg)，由此根据公式1计算出各组分样品的浓度(Ci)。
总共分三大装置：取样装置、自动化控制和计算分析装置9、烘干称量装置8。所述取样装置包括：底座1、旋转支架2、伸缩支架3、悬吊支架4、取样器固定夹5、组合式取样筛6、筛网7、流速流向仪10、垂直旋转钮11水平旋转钮12自由垂吊旋转钮13。
连接方式：自动化控制和计算分析装置9分别连接取样装置中的底座1和烘干称量装置8。取样装置中底座1上部连接旋转支架2，旋转支架2上安装垂直旋转钮11，其上部连接伸缩支架3，伸缩支架3最远端通过自由垂吊旋转钮13连接悬吊支架4的最上端，悬吊支架4的最下端连接水平旋转钮12，其下再安装取样器固定夹5上端，取样器固定夹5下端将组合式取样筛6夹住固定，组合式取样筛6中间装有筛网7。
由于取样时间是操作人员预设在电脑中的，当指定时间到达后，电脑将控制旋转支架2、垂直旋转钮11、水平旋转钮12、伸缩支架3、悬吊支架4的旋转和伸缩，如图4所示将组合式取样筛6回收。
具体操作步骤如下：
1：将组合式取样筛6的直径、层数、筛孔范围确定，并组装起来。把这些参数输入电脑9；
2：如图1所示连接整个装置；
3：将取样位置、时间和深度输入电脑；
4：如图2和3所示电脑将控制旋转支架2旋转到一定角度；伸缩支架3伸缩到一定长度，并控制垂直旋转钮11翘起到一定角度；悬吊支架4的伸缩到一定位置，水平旋转钮12也旋转到一定角度，将组合式取样筛6放入预定位置和深度；
5：流速流向仪10工作并测得流向和流速，将信息返回给电脑；
6：电脑发出指令，调整悬吊支架4，使其转动，使得筛网7筛面正对水流；
7：当指定时间到达后，电脑将控制旋转支架2、伸缩支架3、悬吊支架4的旋转和伸缩，将组合式取样筛6回收；
8：操作人员将组合式取样筛6中样品回收，放入烘干称量装置8；
9：烘干称量装置8将测量的样品质量发送给电脑9；
10：电脑将前面所记录所有数据进行计算分析；得出各个组分的漂浮、悬浮物浓度，和它们的分布关系，反馈给实验人员。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：包括底座和组合式取样筛，所述底座上表面设置有旋转支架，所述旋转支架上设置有伸缩支架，所述伸缩支架末端通过悬吊支架与组合式取样筛连接，所述底座通过传输线与电脑连接，电脑通过传输线与烘干称量装置连接。
2.根据权利要求1中所述的一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：所述旋转支架与伸缩支架之间通过垂直旋转钮连接，所述伸缩支架与悬吊支架之间通过自由垂吊旋转钮连接。
3.根据权利要求1中所述的一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：所述组合式取样筛上设置有流速流向仪，并可将测量数据实时传递给电脑。
4.根据权利要求1中所述的一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：所述组合式取样筛由若干层筛网组成，筛网内设置有筛孔，所述每层筛网的筛孔孔径从左至右逐层递减。
5.根据权利要求1中所述的一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：所述悬吊支架与组合式取样筛之间通过取样器固定夹连接，所述悬吊支架与取样器固定夹之间通过水平旋转钮连接。
6.根据权利要求1中所述的一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：所述伸缩支架所在平面与底座所在平面之间的夹角为10°-60°。
7.根据权利要求1中所述的一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：所述组合式取样筛中筛网有7-12层。
8.根据权利要求1中所述的一种河道漂浮、悬浮物分粒径取样装置，其特征在于：所述筛网内筛孔的孔径为50-5000μm。
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