CN112326310A - 一种用于生态监测的淤泥样本采集装置及其采集方法 - Google Patents

一种用于生态监测的淤泥样本采集装置及其采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,主要包括:外壳、取样机构、采样滑道、气囊机构、吸合机构、推进机构和液压杆;取样机构包括:取样段、螺纹段、内螺纹套筒、压实活塞,压实活塞可滑动至取样段内;取样段底端设置取样口,位于取样口上方设置有斜坡状的取样内壁,取样口和取样段连接处设置有一个可控制淤泥进去的开合机构;采样滑道分为多个台阶,且每节台阶的上表面均设置有漏网,在采样滑道位于每节台阶的相对方向的内壁上设置有控制取样机构滑动轨迹的冲击弹簧;本发明可对淤泥进行快速取样,且采样途中可滤掉多余水分,并对淤泥进行挤压震荡,适合广泛推广。

Description

一种用于生态监测的淤泥样本采集装置及其采集方法
技术领域
本发明涉及淤泥采集技术领域,尤其涉及一种用于生态监测的淤泥样本采集装置及其采集方法。
背景技术
淤泥取样是为了研究排入水体的污染物在底泥中的积累、分布、转化和迁移的规律,是被广泛应用于环境、水文等领域的一种调查手段。目前针对淤泥的取样设备多种多样,对沙质底泥可用圆锥式采样器、钻头式采样器、悬锤式采样器等;对底泥为卵石时,用锹式采样器、蚌式采样器取样。
钻头式取样器是目前取样使用最多的取样装置,其采样速度快,但其扰动较大,取样不完整,且设备较重不易操作。
目前的取样器取样效率较低,且由于淤泥比较滑,取样完成后,容易遗失样品,或者取样不完整,且目前的取样装置取出的淤泥样本分层不够明显,取样时容易破坏淤泥表面,导致淤泥表面漂浮,从而导致取样不够完整。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种用于生态监测的淤泥样本采集装置及其采集方法。
本发明的第一个技术要点为:
一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,主要包括:外壳、设置在所述外壳内的取样机构、用于震荡所述取样机构内样品的采样滑道、设置在所述外壳外侧用于使装置漂浮的气囊机构、设置在所述采样滑道底端的吸合机构、用于推进所述取样机构的推进机构和用于弹起取样机构的液压杆;
所述外壳内设置有一块第一连接板,在所述第一连接板上开设有用于取样机构水平滑动的第一滑槽;
所述取样机构包括:用于伸入淤泥中的取样段、滑动设置在所述第一连接板上的螺纹段、套装在所述螺纹段上且位于所述第一连接板和所述采样滑道之间的内螺纹套筒、套在所述螺纹段内部的压实活塞,所述压实活塞可滑动至所述取样段内;
所述取样段底端设置取样口,位于所述取样口上方设置有斜坡状的取样内壁,所述取样口和取样段连接处设置有一个可控制淤泥进去的开合机构;
所述采样滑道分为多个台阶,且每节台阶的上表面均设置有漏网,在所述采样滑道位于所述每节台阶的相对方向的内壁上设置有控制取样机构滑动轨迹的冲击弹簧;
所述吸合机构包括:通过第一限位转轴开合的吸合门和设置在所述吸合门远离所述第一限位转轴一端上用于产开垃圾的刮体,且在所述吸合门上还设置有一个辅助吸合机构;
所述液压杆一端设置在所述外壳内部底端的内壁上,中间贯穿所述第一连接板,另一端连接有第二连接板,所述第二连接板上设置有供所述取样机构滑动的第二滑槽,所述推进机构设置在所述第二连接板上,所述第二连接板上滑动设置一个用于限制所述压实活塞位置的限位机构;
所述限位机构包括:一个用于所述压实活塞滑动的活塞滑槽、设置在所述活塞滑槽内壁两侧的限位杆,所述限位杆通过第二限位转轴连接在所述活塞滑槽的内壁上,且所述限位杆可在所述压实活塞通过后将其卡在所述限位杆之下。
进一步的,所述外壳的底端设置有多个固定柱,防止取样时装置滑动。
进一步的,所述气囊机构包括:一个气囊和一个连接外部电源的充气机,气囊放置在顶端,防止装置浮起时发生侧翻。
进一步的,所述开合机构包括:位于所述取样段内的开合门、连接在所述开合门底面上的弹簧柱和一个设置在所述弹簧柱另一端上的限位片,配合压实活塞对淤泥样本进行挤压,防止淤泥样本泄露。
进一步的,所述辅助吸合机构包括:设置在所述吸合门上的第一磁体、通过一个复位弹簧推进和收缩的第二磁体,所述第二磁体位于所述取样段的一端为斜面,取样段向下插入将其推缩,使吸合门吸合更加牢固,防止样品重力过大,压开吸合门。
进一步的,所述推进机构包括:用于推进所述第一连接板的第一推杆、用于推进所述压实活塞的第二推杆、用于使所述第一推杆和所述第二推杆同步推进的推进板,使压实活塞和取样机构同时进给。
本发明的第二个技术方案为:一种用于生态监测的淤泥样本采集方法,主要包括以下步骤:
S1:将装置移动到需要采样的淤泥表面,并通过固定柱固定;
S2:通过推进机构的第一推进杆和第二推进杆推动取样机构递进,取样机构通过螺纹段和所述内螺纹套筒的作用,开始旋转,通过取样口顶开吸合机构进入淤泥内,吸合机构的吸合门再被顶开的同时,刮体清除掉淤泥表面的石块和垃圾,当取样口进入淤泥内的第一时间,淤泥顶开弹簧柱并通过开合门进入取样段内;
S3:当取样段采集到样品后,松开推开机构,通过液压杆使取样机构向上回复,压实活塞由于限位机构的作用被卡住,吸合门通过辅助吸合机构和第一限位转轴重新关闭,开合门通过弹簧柱重新闭合,取样机构由于台阶和冲击弹簧的作用,每进入一阶台阶后被震荡一下,并通过固定住的压实活塞被压紧,将多余的水分压出至采样滑道内部进行收集;
S4:抽出取样机构完成淤泥成分检测。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
第一,本发明的采样装置通过推进机构配合液压杆可快速采集淤泥,且在推进取样机构时,通过内螺纹套筒和螺纹段相配合,快速进入淤泥内部,整个过程不会造成淤泥飘散,相比于目前电机带动的取样头,对淤泥表面的扰动更小,采取的样本更完整。
第二,本发明的采样装置通过设置带有台阶的采样滑道,通过液压杆的作用将取样机构向上提,在通过侧面的冲击弹簧将取样机构向内侧挤,完成取样段内样品的震荡,震荡的力度不仅不会使样品的层次发生改变,还能使样品层次更加平整。
第三,本发明的采样装置通过开和机构和吸合机构对样品进行保护,并通过压实活塞对样品进行挤压,挤出多余的水分,并将水分保存至采样滑道内,以便后续的检验工作。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图的主视图;
图2是本发明取样机构内部结构示意图的主视图;
图3是本发明区域B的结构示意图的主视图;
图4是本发明区域A的结构示意图的主视图;
其中,1、外壳,11、固定柱,12、第一连接板,121、第一滑槽,2、气囊机构,21、气囊,22、充气机,3、取样机构,31、取样段,311、取样口,312、取样内壁,313、开合机构,3131、开合门,3132、弹簧柱,3133、限位片,32、内螺纹套筒,321、套筒滑块,33、螺纹段,34、压实活塞,4、采样滑道,41、台阶,42、漏网,43、冲击弹簧,44、吸合机构,441、吸合门,442、刮体,443、第一限位转轴,5、辅助吸合机构,51、第一磁体,52、第二磁体,53、复位弹簧,6、液压杆,7、推进机构,71、推进板,72、第一推杆,73、第二推杆,8、限位机构,81、活塞滑槽,82、限位杆,83、第二限位转轴,9、第二连接板,91、第二滑槽。
具体实施方式
实施例:
如图1所示,一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,主要包括:外壳1、设置在所述外壳1内的取样机构3、用于震荡所述取样机构3内样品的采样滑道4、设置在所述外壳1外侧用于使装置漂浮的气囊机构2、设置在所述采样滑道4底端的吸合机构44、用于推进所述取样机构3的推进机构7和用于弹起取样机构3的液压杆6;
所述外壳1内设置有一块第一连接板12,在所述第一连接板12上开设有用于取样机构3水平滑动的第一滑槽121;
所述取样机构3包括:用于伸入淤泥中的取样段31、滑动设置在所述第一连接板12上的螺纹段33、套装在所述螺纹段33上且位于所述第一连接板12和所述采样滑道4之间的内螺纹套筒32、套在所述螺纹段33内部的压实活塞34,所述压实活塞34可滑动至所述取样段31内;
如图1和图3所示,所述取样段31底端设置取样口311,位于所述取样口311上方设置有斜坡状的取样内壁312,所述取样口311和取样段31连接处设置有一个可控制淤泥进去的开合机构313;
如图1所示,所述采样滑道4分为多个台阶41,且每节台阶41的上表面均设置有漏网42,在所述采样滑道4位于所述每节台阶41的相对方向的内壁上设置有控制取样机构3滑动轨迹的冲击弹簧43;
如图1和图4所示,所述吸合机构44包括:通过第一限位转轴443开合的吸合门441和设置在所述吸合门441远离所述第一限位转轴443一端上用于产开垃圾的刮体442,且在所述吸合门441上还设置有一个辅助吸合机构5;
如图1所示,所述液压杆6一端设置在所述外壳1内部底端的内壁上,中间贯穿所述第一连接板12,另一端连接有第二连接板9,所述第二连接板9上设置有供所述取样机构3滑动的第二滑槽91,所述推进机构7设置在所述第二连接板9上,所述第二连接板9上滑动设置一个用于限制所述压实活塞34位置的限位机构8;
所述限位机构8包括:一个用于所述压实活塞34滑动的活塞滑槽81、设置在所述活塞滑槽81内壁两侧的限位杆82,所述限位杆82通过第二限位转轴连接在所述活塞滑槽81的内壁上,且所述限位杆82可在所述压实活塞34通过后将其卡在所述限位杆82之下,所述限位杆82表面为斜面且截面为三角形,在底部还有一个顶块,顶块是为了防止限位杆82松动而导致的卡位失败。
所述外壳1的底端设置有多个固定柱11。
所述气囊机构2包括:一个气囊21和一个连接外部电源的充气机22。
所述开合机构313包括:位于所述取样段31内的开合门3131、连接在所述开合门3131底面上的弹簧柱3132和一个设置在所述弹簧柱3132另一端上的限位片3133,所述弹簧柱3132的弹簧易于收缩。
所述辅助吸合机构5包括:设置在所述吸合门441上的第一磁体51、通过一个复位弹簧53推进和收缩的第二磁体52,所述第二磁体52位于所述取样段31的一端为斜面,取样段31向下插入将其推缩。
所述推进机构7包括:用于推进所述第一连接板12的第一推杆72、用于推进所述压实活塞34的第二推杆73、用于使所述第一推杆72和所述第二推杆73同步推进的推进板71。
所述的装置进行淤泥采集的方法,主要包括以下步骤:
S1:将装置移动到需要采样的淤泥表面,并通过固定柱11固定;
S2:通过推进机构7的第一推进杆72和第二推进杆73推动取样机构3递进,取样机构3通过螺纹段33和所述内螺纹套筒32的作用,开始旋转,通过取样口311顶开吸合机构44进入淤泥内,吸合机构44的吸合门441再被顶开的同时,刮体442清除掉淤泥表面的石块和垃圾,当取样口311进入淤泥内的第一时间,淤泥顶开弹簧柱3132并通过开合门3131进入取样段31内;
S3:当取样段31采集到样品后,松开推开机构7,通过液压杆6使取样机构3向上回复,压实活塞34由于限位机构8的作用被卡住,吸合门441通过辅助吸合机构5和第一限位转轴443重新关闭,开合门3131通过弹簧柱3132重新闭合,取样机构3由于台阶41和冲击弹簧43的作用,每进入一阶台阶41后被震荡一下,并通过固定住的压实活塞34被压紧,将多余的水分压出至采样滑道4内部进行收集;
S4:抽出取样机构3完成淤泥成分检测。

Claims (7)

1.一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,其特征在于,主要包括:外壳(1)、设置在所述外壳(1)内的取样机构(3)、用于震荡所述取样机构(3)内样品的采样滑道(4)、设置在所述外壳(1)外侧用于使装置漂浮的气囊机构(2)、设置在所述采样滑道(4)底端的吸合机构(44)、用于推进所述取样机构(3)的推进机构(7)和用于弹起取样机构(3)的液压杆(6);
所述外壳(1)内设置有一块第一连接板(12),在所述第一连接板(12)上开设有用于取样机构(3)水平滑动的第一滑槽(121);
所述取样机构(3)包括:用于伸入淤泥中的取样段(31)、滑动设置在所述第一连接板(12)上的螺纹段(33)、套装在所述螺纹段(33)上且位于所述第一连接板(12)和所述采样滑道(4)之间的内螺纹套筒(32)、套在所述螺纹段(33)内部的压实活塞(34),所述压实活塞(34)可滑动至所述取样段(31)内;
所述取样段(31)底端设置取样口(311),位于所述取样口(311)上方设置有斜坡状的取样内壁(312),所述取样口(311)和取样段(31)连接处设置有一个可控制淤泥进去的开合机构(313);
所述采样滑道(4)分为多个台阶(41),且每节台阶(41)的上表面均设置有漏网(42),在所述采样滑道(4)位于所述每节台阶(41)的相对方向的内壁上设置有控制取样机构(3)滑动轨迹的冲击弹簧(43);
所述吸合机构(44)包括:通过第一限位转轴(443)开合的吸合门(441)和设置在所述吸合门(441)远离所述第一限位转轴(443)一端上用于产开垃圾的刮体(442),且在所述吸合门(441)上还设置有一个辅助吸合机构(5);
所述液压杆(6)一端设置在所述外壳(1)内部底端的内壁上,中间贯穿所述第一连接板(12),另一端连接有第二连接板(9),所述第二连接板(9)上设置有供所述取样机构(3)滑动的第二滑槽(91),所述推进机构(7)设置在所述第二连接板(9)上,所述第二连接板(9)上滑动设置一个用于限制所述压实活塞(34)位置的限位机构(8);
所述限位机构(8)包括:一个用于所述压实活塞(34)滑动的活塞滑槽(81)、设置在所述活塞滑槽(81)内壁两侧的限位杆(82),所述限位杆(82)通过第二限位转轴连接在所述活塞滑槽(81)的内壁上,且所述限位杆(82)可在所述压实活塞(34)通过后将其卡在所述限位杆(82)之下。
2.如权利要求1所述的一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,其特征在于,所述外壳(1)的底端设置有多个固定柱(11)。
3.如权利要求1所述的一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,其特征在于,所述气囊机构(2)包括:一个气囊(21)和一个连接外部电源的充气机(22)。
4.如权利要求1所述的一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,其特征在于,所述开合机构(313)包括:位于所述取样段(31)内的开合门(3131)、连接在所述开合门(3131)底面上的弹簧柱(3132)和一个设置在所述弹簧柱(3132)另一端上的限位片(3133)。
5.如权利要求1所述的一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,其特征在于,所述辅助吸合机构(5)包括:设置在所述吸合门(441)上的第一磁体(51)、通过一个复位弹簧(53)推进和收缩的第二磁体(52),所述第二磁体(52)位于所述取样段(31)的一端为斜面,取样段(31)向下插入将其推缩。
6.如权利要求1所述的一种用于生态监测的淤泥样本采集装置,其特征在于,所述推进机构(7)包括:用于推进所述第一连接板(12)的第一推杆(72)、用于推进所述压实活塞(34)的第二推杆(73)、用于使所述第一推杆(72)和所述第二推杆(73)同步推进的推进板(71)。
7.利用权利要求1-6任意一项所述的装置进行淤泥采集的方法,其特征在于,主要包括以下步骤:
S1:将装置移动到需要采样的淤泥表面,并通过固定柱(11)固定;
S2:通过推进机构(7)的第一推进杆(72)和第二推进杆(73)推动取样机构(3)递进,取样机构(3)通过螺纹段(33)和所述内螺纹套筒(32)的作用,开始旋转,通过取样口(311)顶开吸合机构(44)进入淤泥内,吸合机构(44)的吸合门(441)再被顶开的同时,刮体(442)清除掉淤泥表面的石块和垃圾,当取样口(311)进入淤泥内的第一时间,淤泥顶开弹簧柱(3132)并通过开合门(3131)进入取样段(31)内;
S3:当取样段(31)采集到样品后,松开推开机构(7),通过液压杆(6)使取样机构(3)向上回复,压实活塞(34)由于限位机构(8)的作用被卡住,吸合门(441)通过辅助吸合机构(5)和第一限位转轴(443)重新关闭,开合门(3131)通过弹簧柱(3132)重新闭合,取样机构(3)由于台阶(41)和冲击弹簧(43)的作用,每进入一阶台阶(41)后被震荡一下,并通过固定住的压实活塞(34)被压紧,将多余的水分压出至采样滑道(4)内部进行收集;
S4:抽出取样机构(3)完成淤泥成分检测。
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