CN111999161A - 一种便携式水体污染物富集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式水体污染物富集装置，其包括：下壳；柱夹，其连接下壳的内壁面；萃取柱，其可被所述柱夹夹持固定于下壳内；上壳，其与下壳可拆卸的连接；气泵组件，其用于通过充气在所述上壳内部形成高压环境；控制组件，其用于控制所述气泵组件的运行；储样瓶，其内部中空，且可分离的设置于所述上壳内部；富集瓶，其内部中空，且可分离的设置于所述下壳内部，且所述储样瓶部分套设于所述富集瓶内/所述储样瓶整体位于所述富集瓶上方。所述富集装置结构布局合理，体积小、操作方便，便于野外携带，且可有效避免因萃取柱干涸导致富集失败的问题。

Description

一种便携式水体污染物富集装置

技术领域

本发明涉及样品检测领域，具体为一种便携式水体污染物富集装置。

背景技术

随着全球变暖，富营养化水体的蓝藻水华发生频次、持续时间和影响范围均呈显著上升趋势，引发水质恶化、微囊藻毒素等蓝藻毒素污染等一系列严重的环境问题。

目前，世界卫生组织、各发达国家和我国权威机构推荐的微囊藻毒素检测方法是高效液相色谱，该方法具有准确、灵敏、重现性好，能同时分析不同的微囊藻毒素异构体等优点。但由于高效液相色谱对微囊藻毒素的检测限一般为1mg/L左右，而天然水体中的微囊藻毒素含量仅为μg/L左右，因此野外采集水样一般需要通过富集柱进行浓缩并洗脱后再进行高效液相色谱测定。

而目前富集需要的水样在运输过程中，温度变化可能导致细胞破裂释放微囊藻毒素进入水样，因此原水样直接冷藏保存运输至实验室再抽滤富集可能存在人为导致检测值偏高的风险。在平行样需求和采样点多时，大量水样的运输更是显著增加了人力消耗和科研成本，并可能进一步增加实验误差，最终影响检测结果的准确性。现场野外富集可明显减少这些前处理带来的误差，但在野外实际操作时，存在涉及仪器多、富集流速和萃取柱可能干涸导致富集效率低或失败等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种便携式水体污染物(包括微囊藻毒素等蓝藻毒素)富集装置，其结构布局合理，体积小、操作方便，便于野外携带，且可有效避免因萃取柱干涸导致富集失败的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

提供了一种便携式水体污染物富集装置，其包括：下壳，其内部中空；柱夹，其连接所述下壳的内壁面；萃取柱，其可被所述柱夹夹持固定于所述下壳内；上壳，其内部中空，且在轴向上与所述下壳可拆卸的连接，且所述上壳外周面上设置有第一安装位、第二安装位，所述第一安装位、第二安装位均具有内部安装空间；气泵组件，其通过所述第一安装位进行安装，用于通过充气在所述上壳内部形成高压环境；控制组件，其通过所述第二安装位进行安装，且与所述气泵组件电连接，用于控制所述气泵组件的运行；储样瓶，其内部中空，且可分离的设置于所述上壳内部；富集瓶，其内部中空，且可分离的设置于所述下壳内部，且所述储样瓶部分套设于所述富集瓶内/所述储样瓶整体位于所述富集瓶上方。

优选的，所述柱夹包括：柱夹安装座，其连接所述下壳的内壁面；固定件，其一端转动连接所述柱夹安装座，且通过转动动作实现开合；以及紧固件，其连接所述固定件的另一端，用于将所述固定件锁紧在柱夹安装座上。

优选的，所述气泵组件包括：气泵，其设置于所述第一安装位内部；进气管，其一端连接所述气泵的进气孔，另一端连通气源；以及加压软管，其一端连接所述气泵的出气孔。

优选的，所述控制组件包括：线路、控制单元、触摸屏、电源；所述控制单元、触摸屏以及电源均设置于所述第二安装位内部；所述线路两端分别对应电连接所述气泵和触摸屏；所述电源分别与控制单元、触摸屏电连接，以为两者供电；所述控制单元分别连接所述气泵和触摸屏；

通过触摸屏操作设置气泵的运行参数，且控制单元控制气泵按照运行参数运行。

优选的，所述富集装置还包括：提示装置，其连接所述控制单元，用于当气泵按照运行参数运行结束时产生提示信号。

优选的，所述富集装置还包括：上盖，其具有内部空腔，且可开合的设置在所述上壳的上方，以打开/封闭所述上壳的上部开口；所述加压软管的另一端穿过所述上盖后伸入所述内部空腔内部，以通过气泵充气在上壳的上部开口处形成高压环境。

优选的，所述富集装置还包括：上盖限位件，其用于当上盖封闭所述上壳的上部开口时，防止上盖被打开。

优选的，所述上盖限位件包括：限位环，其连接所述上盖的外周面；限位座，其连接所述第二安装位的上端面；以及限位销；所述上盖封闭所述上壳的上部开口时，所述限位环与限位座位置对应，所述限位销穿过限位环与限位座，以固定所述上盖的位置，防止上盖被打开。

优选的，所述富集装置还包括：滤膜，其可拆卸的架设在所述富集瓶上，且位于储样瓶和富集瓶之间。

优选的，所述水体污染物包括蓝藻毒素。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明中的富集装置可适用于包括微囊藻毒素等蓝藻毒素在内的多种水体污染物的富集，其结构布局合理、配重平衡、不易倾倒，且体积小、操作方便，便于野外携带和进行现场野外富集，滤膜以及萃取柱更换方便、快捷，且装置智能化程度高，通过触摸屏、控制单元实现气泵运行参数的设置和气泵的自动化控制，由此进一步提高工作效率。

附图说明

图1为本发明便携式水体污染物富集装置的整体结构图；

图2为本发明便携式水体污染物富集装置的剖视图；

图3为本发明便携式水体污染物富集装置的结构爆炸图；

图4为本发明萃取柱的安装示意图；

图5为本发明上盖打开时的状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-3所示，本实施例中的便携式水体污染物富集装置包括：

下壳5，其整体为内部中空的筒状结构，且外周面上开设有缺口部51；

柱夹9，其连接所述下壳5的内壁面；本实施例中，所述柱夹9包括：柱夹安装座91，其连接所述下壳5的内壁面；固定件92，其一端通过销轴等转动件转动连接所述柱夹安装座92，且通过以转动件为轴的转动动作实现开合；以及紧固件93(如锁扣)，其连接所述固定件92的另一端，用于将所述固定件92锁紧在柱夹安装座91上；

萃取柱8(如C18固相萃取小柱等)，其可被所述柱夹9夹持固定于所述下壳5内；具体的，如图4所示，拉开固定件92，柱夹9打开，然后通过缺口部51放入萃取柱8，然后合拢固定件92，并通过紧固件93将所述固定件92锁紧在柱夹安装座91上，由此实现萃取柱8的夹持固定；优选的，所述柱夹安装座91、固定件92的内壁面形状与萃取柱8的外形匹配，如均为弧形，以充分夹紧萃取柱8；

上壳1，其整体为内部中空的筒状结构，且在轴向上与所述下壳5可拆卸的连接(如卡接等)，同时，所述上壳1外周面上设置有第一安装位101、第二安装位102以及连通所述第一安装位101、第二安装位102的第三安装位103，所述第一安装位101、第二安装位102以及第三安装位103均具有内部安装空间，且为便于加工制造，所述第一安装位101、第二安装位102的第三安装位103均与所述上壳1一体成型；

气泵组件，其通过所述第一安装位101进行安装，用于通过充气在所述上壳1内部形成高压环境；具体的，所述气泵组件包括：气泵10，其设置于所述第一安装位101内部；进气管11，其一端连接所述气泵10的进气孔104，另一端连通气源；以及加压软管12，其一端连接所述气泵10的出气孔105；

控制组件，其通过所述第二安装位102进行安装，且与所述气泵组件电连接，用于控制所述气泵组件的运行；具体的，所述控制组件包括：线路13、控制单元14、触摸屏15、电源16以及电池盖4；所述控制单元14、触摸屏15以及电源16均设置于所述第二安装位102内部；所述线路13设置于所述第三安装位103内部，且两端分别对应电连接所述气泵10和触摸屏15；所述电源16分别与控制单元14、触摸屏15电连接，以为两者供电；所述控制单元14分别连接所述气泵10和触摸屏15；所述电池盖4可拆卸的连接所述第二安装位102，用于将所述电源16固定在所述第二安装位102内/将所述电源16从所述第二安装位102内取出；通过触摸屏15操作设置气泵10的运行参数(如气泵压力、气泵运行时间等)，且控制单元14控制气泵10按照运行参数运行；

上盖3，其具有内部空腔31，且可开合的设置在所述上壳1的上方，以打开/封闭所述上壳1的上部开口，同时，所述加压软管12的另一端穿过所述上盖3后伸入所述内部空腔31内部，以通过气泵充气在上壳1的上部开口处形成高压环境；具体的，如图1-3，5所示，所述上盖3的外周面设有盖体铰接位32，所述上盖3通过所述盖体铰接位32、销轴等部件铰接第一安装位101的上端部，以实现上盖3在所述上壳1上方的开合；

储样瓶2，其内部中空，具有第一上瓶口22以及第一下瓶口21，且可分离的设置于所述上壳1内部，且当所述上盖3封闭所述上壳1的上部开口时，所述储样瓶2内部通过所述第一上瓶口22与上盖3的内部空腔31连通；

富集瓶6，其内部中空，具有第二上瓶口62以及第二下瓶口61，且可分离的设置于所述下壳1内部，且所述第一下瓶口21伸入所述第二上瓶口62内，以使得储样瓶2部分套设于所述富集瓶6内/所述储样瓶2整体位于所述富集瓶6上方，所述第二下瓶口61伸入所述萃取柱8/位于所述萃取柱8上方；

以及滤膜7(如玻璃纤维滤膜等)，其可拆卸的架设在所述第二上瓶口62上，且位于储样瓶2和富集瓶6之间。

使用时，将装置整体放置于平坦地面上，拆下电池盖4，装入电源16，再关闭电池盖4；拆下上壳1，将滤膜7放置于储水瓶2和富集瓶6之间，再将上壳1装配回下壳5上；

打开柱夹9，装配萃取柱8，并用紧固件93锁紧；

打开上盖3，将水样倒入储水瓶2中，再关闭上盖3；所述水样汉堡水体污染物，所述水体污染物包括微囊藻毒素等蓝藻毒素；

通过触摸屏15设置气泵压力、气泵运行时间等参数，控制单元14控制气泵10按照设定参数开始工作；

气泵10通过进气管11连通气源，然后通过加压软管12向储水瓶上部泵入高压气体，以在储水瓶2上部形成高压环境，储水瓶2中的水样在气压下通过滤膜7向下流入富集瓶6中，再通过萃取柱8固相萃取后流出，由此完成水体污染物的萃取富集；

富集完成后，打开柱夹9，取下萃取柱8，分离上壳1并取出滤膜7后再次将上壳1装配到下壳5上。

同时，在使用过程中，储样瓶2和富集瓶6可根据使用次数等情况适时拆卸下来进行更换和清洗，且为了减轻重量、防止锈蚀和便于清洗，所述储样瓶2、富集瓶6中的一项或几项为有机玻璃制成，上壳1、下壳5中的一项或几项由塑料制成。

由此，本实施例中的富集装置结构布局合理，体积小、操作方便，便于野外携带和进行现场野外富集，同时，储样瓶和富集瓶等易碎件均被壳体保护，更加安全，滤膜以及萃取柱更换方便、快捷，且装置智能化程度高，通过触摸屏、控制单元实现气泵运行参数的设置和气泵的自动化控制，例如通过调节气泵气压控制富集速度等，由此进一步提高工作效率。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图1-3所示，所述富集装置还包括：上盖限位件，其用于当上盖3封闭所述上壳1的上部开口时，防止上盖3被打开；具体的，所述上盖限位件包括：限位环18，其连接所述上盖3的外周面；限位座19，其连接所述第二安装位102的上端面；以及限位销17；所述上盖3封闭所述上壳1的上部开口时，所述限位环18与限位座19位置对应，如所述限位环18位于限位座19的侧部，所述限位销17穿过限位环18与限位座19，以固定所述上盖3的位置，防止上盖3被打开；富集完成后，抽出限位销17即可打开上盖3，由此避免富集过程上盖3被意外打开，其他污染物进入水样造成富集失败；

提示装置(如蜂鸣器等声光报警装置)，其连接所述控制单元14，用于当气泵10按照运行参数运行结束时产生提示信号，提醒操作人员富集完成；

以及提手，其连接所述上盖3，便于移动装置整体。

同时，本实施例中，所述第一安装位101和第二安装位102大致沿上壳1的竖直中心轴线对称设置，由此使得装置整体配重平衡，防止装置倾倒。

综上所述，本发明中的富集装置结构布局合理、配重平衡、不易倾倒，且体积小、操作方便，便于野外携带和进行现场野外富集，同时，储样瓶和富集瓶等易碎件均被壳体保护，更加安全，滤膜以及萃取柱更换方便、快捷，且装置智能化程度高，通过触摸屏、控制单元实现气泵运行参数的设置和气泵的自动化控制，例如通过调节气泵气压控制富集速度等，以及通过提示装置即使提醒富集完成，由此进一步提高工作效率。

需要说明的是，上述实施例1至2中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本申请的保护范围。且在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种便携式水体污染物富集装置，其特征在于，包括：

下壳，其内部中空；

柱夹，其连接所述下壳的内壁面；

萃取柱，其可被所述柱夹夹持固定于所述下壳内；

上壳，其内部中空，且在轴向上与所述下壳可拆卸的连接，且所述上壳外周面上设置有第一安装位、第二安装位，所述第一安装位、第二安装位均具有内部安装空间；

气泵组件，其通过所述第一安装位进行安装，用于通过充气在所述上壳内部形成高压环境；

控制组件，其通过所述第二安装位进行安装，且与所述气泵组件电连接，用于控制所述气泵组件的运行；

储样瓶，其内部中空，且可分离的设置于所述上壳内部；

富集瓶，其内部中空，且可分离的设置于所述下壳内部，且所述储样瓶部分套设于所述富集瓶内/所述储样瓶整体位于所述富集瓶上方。

2.如权利要求1所述的富集装置，其特征在于，所述柱夹包括：柱夹安装座，其连接所述下壳的内壁面；固定件，其一端转动连接所述柱夹安装座，且通过转动动作实现开合；以及紧固件，其连接所述固定件的另一端，用于将所述固定件锁紧在柱夹安装座上。

3.如权利要求1所述的富集装置，其特征在于，所述气泵组件包括：气泵，其设置于所述第一安装位内部；进气管，其一端连接所述气泵的进气孔，另一端连通气源；以及加压软管，其一端连接所述气泵的出气孔。

4.如权利要求3所述的富集装置，其特征在于，所述控制组件包括：线路、控制单元、触摸屏、电源；所述控制单元、触摸屏以及电源均设置于所述第二安装位内部；所述线路两端分别对应电连接所述气泵和触摸屏；所述电源分别与控制单元、触摸屏电连接，以为两者供电；所述控制单元分别连接所述气泵和触摸屏；

通过触摸屏操作设置气泵的运行参数，且控制单元控制气泵按照运行参数运行。

5.如权利要求4所述的富集装置，其特征在于，所述富集装置还包括：提示装置，其连接所述控制单元，用于当气泵按照运行参数运行结束时产生提示信号。

6.如权利要求3所述的富集装置，其特征在于，所述富集装置还包括：上盖，其具有内部空腔，且可开合的设置在所述上壳的上方，以打开/封闭所述上壳的上部开口；所述加压软管的另一端穿过所述上盖后伸入所述内部空腔内部，以通过气泵充气在上壳的上部开口处形成高压环境。

7.如权利要求6所述的富集装置，其特征在于，所述富集装置还包括：上盖限位件，其用于当上盖封闭所述上壳的上部开口时，防止上盖被打开。

8.如权利要求7所述的富集装置，其特征在于，所述上盖限位件包括：限位环，其连接所述上盖的外周面；限位座，其连接所述第二安装位的上端面；以及限位销；所述上盖封闭所述上壳的上部开口时，所述限位环与限位座位置对应，所述限位销穿过限位环与限位座，以固定所述上盖的位置，防止上盖被打开。

9.如权利要求1所述的富集装置，其特征在于，所述富集装置还包括：滤膜，其可拆卸的架设在所述富集瓶上，且位于储样瓶和富集瓶之间。

10.如权利要求1所述的富集装置，其特征在于，所述水体污染物包括蓝藻毒素。

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