CN112414783B - 一种海洋水质采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海洋水质采样装置，涉及海洋取样设备领域，包括安装板，所述安装板的顶部固定连接有两个安装支架，且两个安装支架之间铰接有放线轴，所述安装板上设置有用于驱动放线轴的驱动机构，所述放线轴上固定连接有放线轮，所述放线轮上固定连接有钢索，且钢索远离放线轮的一端固定连接有底座。该海洋水质采样装置，当需要取样时，首先将安装板安装在船上或者其他工具上，然后开启液压缸对第二活塞板的位置进行调整，从而对气压箱内的初始气压进行调整，到达指定取样位置后，开启驱动电机，驱动电机带动放线轴旋转，从而使得钢索放长，将底座慢慢沉入水中，因随着水深的增加水压强会不断的变大，而力的大小等于压强乘以受力的表面积。

Description

一种海洋水质采样装置

技术领域

本发明涉及海洋取样设备技术领域，具体为一种海洋水质采样装置。

背景技术

地球表面海洋总面积约为3.6亿平方公里，约占地球表面积的71％，深海海域蕴藏了丰富的石油、天然气等油气资源，是地球上尚未被人类充分认识与利用的最大潜在战略资源基地，随着能源问题的加剧，深海能源开发及研究的重要性也日渐凸出，海水的取样是寻找和勘探海洋油气资源及微生物资源的第一步，另外在海洋污染的问题中，不同深度海域的海水水质采样也是对海洋污染检测的基础。

海水压力是指一定高度的海水柱给予其底部1平方厘米面积上的力。常用符号P表示，单位为达因/厘米2或帕(1巴＝106达因/厘米2)；地面标准大气压等于1.01325×10^5帕，也等于1.03323千克/厘米2，亦即76厘米汞高的压力。若海水的密度取1.03克/厘米3，根据静压公式，则一个大气压相当于水深10.03米。换句话说，即每增加水深10米，约增加一个大气压。压力的单位，实用上常取1“分帕”，亦即0.1帕。在数值上海水深度的米数和压力的分帕数大体上相等。

但是目前市场上现有的海水水质采样装置使用时，无法对一段深度的海水区域进行连续采样，需要多次将采样器放入海中进行采样，采样的效率低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种海洋水质采样装置，解决了上述背景技术中提出的无法对一段深度的海水区域进行连续采样的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种海洋水质采样装置，包括安装板，所述安装板的顶部固定连接有两个安装支架，且两个安装支架之间铰接有放线轴，所述安装板上设置有用于驱动放线轴的驱动机构，所述放线轴上固定连接有放线轮，所述放线轮上固定连接有钢索，且钢索远离放线轮的一端固定连接有底座，所述底座的顶部连接有取样机构。

优选的，所述放线轮的数量设置为两个。

优选的，驱动机构包括驱动电机、主动轮、从动轮、传动带，所述驱动电机固定连接在安装板上，所述主动轮固定连接在驱动电机的输出轴上，所述从动轮固定连接在放线轴上，所述主动轮通过传动带与从动轮传动连接。

优选的，所述安装板上且位于放线轮的下方开设有矩形开口，且矩形开口的长度大于取样机构的长度。

优选的，所述底座的顶部设置有吊耳，所述吊耳的数量设置有四个，且四个吊耳分别固定连接在底座的顶部四角。

优选的，取样机构包括存样箱、气压箱、推板、水压板、第一活塞板、第二活塞板、液压缸、隔板，所述存样箱设置为长方体，且存样箱固定连接在底座的顶部，所述存样箱上开设有多个取样室，多个取样室为等间距设置，且每两个相邻的取样室之间的距离大于取样室的宽度，所述气压箱固定连接在存样箱的一侧，所述存样箱设置为中空的长方体，所述隔板固定连接在气压箱内，隔板为水平设置，且隔板的两侧与气压箱的内壁固定连接，使得隔板将气压箱分隔为上下两个通道，且隔板的长度小于气压箱的长度，使得气压箱的上下两部分连通，所述第一活塞板活塞配合于隔板上方的通道中，所述第二活塞板活塞配合于隔板下方的通道中，所述液压缸固定连接在气压箱内，且液压缸的输出端与第二活塞板固定连接，所述推板滑动配合于存样箱的顶部，所述推板的宽度大于存样箱的宽度，所述推板的长度大于存样箱长度的两倍，所述推板的一端延伸至气压箱内且与第一活塞板固定连接，所述推板远离第一活塞板的一端与水压板固定连接，所述水压板与第一活塞板为相互平行设置，所述推板的顶部开设有与取样室相匹配的取样口，且当推板推入气压箱内时取样口能够依次经过全部取样室的顶部。

优选的，还包括固定组件，固定组件包括电磁铁、铁片，所述电磁铁固定连接在隔板的顶部，所述铁片固定连接在第一活塞板远离推板的一侧，且当推板推入气压箱内到顶时铁片与电磁铁接触。

优选的，所述气压箱内且位于液压缸的一侧固定连接有气压传感器。

优选的，所述气压箱内固定连接有蓄电池，所述蓄电池与液压缸、电磁铁、气压传感器电性连接。

优选的，所述第一活塞板的表面积为水压板表面积的一半。

(三)有益效果

本发明提供了一种海洋水质采样装置。具备以下有益效果：

1、该海洋水质采样装置，当需要取样时，首先将安装板安装在船上或者其他工具上，然后开启液压缸对第二活塞板的位置进行调整，从而对气压箱内的初始气压进行调整，到达指定取样位置后，开启驱动电机，驱动电机带动放线轴旋转，从而使得钢索放长，将底座慢慢沉入水中，因随着水深的增加水压强会不断的变大，而力的大小等于压强乘以受力的表面积，当水压强乘以水压板的表面积大于气压箱内的气压强乘以第一活塞板的表面积时，水压板会推动推板向着气压箱内运动，直至力平衡，因此当到达指定深度后，推板会向着气压箱内运动，随着深度的增加，推板深入的程度越深，直至推板到顶，因此当到达指定深度然后不断向下时，推板会向着气压箱内运动，直至推板运动到顶，而在推板不断向着气压箱内运动的同时推板上开设有的取样口会依次经过多个取样室顶部的开口，这时这多个取样室内会依次存着深度逐渐变深的海水样本，通过放线轮的圈数判断整个装置已经完整经过预定的水样深度范围后，将驱动电机反转，使得整个装置回升出水面然后将取样室内的不同深度的水样取出即可，能够方便的对一段深度内的水样进行连续取样，使用非常方便。

2、该海洋水质采样装置，通过电磁铁和铁片的设置，能够使得推板到顶后铁片与电磁铁接触，从而使得电磁铁与铁片牢牢吸住，使得当推板到顶后，即使整个装置被拉上去推板也不会回弹，使得在装置上升时推板会将取样室的开口盖住，保证了水样在上升时不会因水流对流的作用而脏掉。

附图说明

图1为本发明结构立体图；

图2为本发明取样机构结构立体图；

图3为本发明结构主视图；

图4为本发明取样机构结构剖面图一；

图5为本发明取样机构结构剖面图二。

图中：1安装板、2放线轮、3放线轴、4安装支架、5取样机构、6底座、7从动轮、8传动带、9主动轮、10驱动电机、11钢索、12吊耳、13存样箱、14水压板、15取样口、16推板、17第一活塞板、18铁片、19气压箱、20电磁铁、21隔板、22液压缸、23第二活塞板、24蓄电池、25取样室。

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。

本发明实施例提供一种海洋水质采样装置，如图1-5所示，包括安装板1，安装板1的顶部固定连接有两个安装支架4，且两个安装支架4之间铰接有放线轴3，安装板1上设置有用于驱动放线轴3的驱动机构，放线轴3上固定连接有放线轮2，放线轮2上固定连接有钢索11，且钢索11远离放线轮2的一端固定连接有底座6，底座6的顶部连接有取样机构5。

放线轮2的数量设置为两个。

驱动机构包括驱动电机10、主动轮9、从动轮7、传动带8，驱动电机10固定连接在安装板1上，主动轮9固定连接在驱动电机10的输出轴上，从动轮7固定连接在放线轴3上，主动轮9通过传动带8与从动轮7传动连接。

安装板1上且位于放线轮2的下方开设有矩形开口，且矩形开口的长度大于取样机构5的长度。

底座6的顶部设置有吊耳12，吊耳12的数量设置有四个，且四个吊耳12分别固定连接在底座6的顶部四角。

取样机构5包括存样箱13、气压箱19、推板16、水压板14、第一活塞板17、第二活塞板23、液压缸22、隔板21，存样箱13设置为长方体，且存样箱13固定连接在底座6的顶部，存样箱13上开设有多个取样室25，多个取样室25为等间距设置，且每两个相邻的取样室25之间的距离大于取样室25的宽度，气压箱19固定连接在存样箱13的一侧，存样箱13设置为中空的长方体，隔板21固定连接在气压箱19内，隔板21为水平设置，且隔板21的两侧与气压箱19的内壁固定连接，使得隔板21将气压箱19分隔为上下两个通道，且隔板21的长度小于气压箱19的长度，使得气压箱19的上下两部分连通，第一活塞板17活塞配合于隔板21上方的通道中，第二活塞板23活塞配合于隔板21下方的通道中，液压缸22固定连接在气压箱19内，且液压缸22的输出端与第二活塞板23固定连接，推板16滑动配合于存样箱13的顶部，推板16的宽度大于存样箱13的宽度，推板16的长度大于存样箱13长度的两倍，推板16的一端延伸至气压箱19内且与第一活塞板17固定连接，推板16远离第一活塞板17的一端与水压板14固定连接，水压板14与第一活塞板17为相互平行设置，推板16的顶部开设有与取样室25相匹配的取样口15，且当推板16推入气压箱19内时取样口15能够依次经过全部取样室25的顶部。

当需要取样时，首先将安装板1安装在船上或者其他工具上，然后开启液压缸22对第二活塞板23的位置进行调整，从而对气压箱19内的初始气压进行调整，到达指定取样位置后，开启驱动电机10，驱动电机10带动放线轴3旋转，从而使得钢索11放长，将底座6慢慢沉入水中，因随着水深的增加水压强会不断的变大，而力的大小等于压强乘以受力的表面积，当水压强乘以水压板14的表面积大于气压箱19内的气压强乘以第一活塞板17的表面积时，水压板14会推动推板16向着气压箱19内运动，直至力平衡，因此当到达指定深度后，推板16会向着气压箱19内运动，随着深度的增加，推板16深入的程度越深，直至推板16到顶，因此当到达指定深度然后不断向下时，推板16会向着气压箱19内运动，直至推板16运动到顶，而在推板16不断向着气压箱19内运动的同时推板16上开设有的取样口15会依次经过多个取样室25顶部的开口，这时这多个取样室25内会依次存着深度逐渐变深的海水样本，通过放线轮2的圈数判断整个装置已经完整经过预定的水样深度范围后，将驱动电机10反转，使得整个装置回升出水面然后将取样室25内的不同深度的水样取出即可，能够方便的对一段深度内的水样进行连续取样，使用非常方便。

还包括固定组件，固定组件包括电磁铁20、铁片18，电磁铁20固定连接在隔板21的顶部，铁片18固定连接在第一活塞板17远离推板16的一侧，且当推板16推入气压箱19内到顶时铁片18与电磁铁20接触。

气压箱19内且位于液压缸22的一侧固定连接有气压传感器。

气压箱19内固定连接有蓄电池24，蓄电池24与液压缸22、电磁铁20、气压传感器电性连接。

通过电磁铁20和铁片18的设置，能够使得推板16到顶后铁片18与电磁铁20接触，从而使得电磁铁20与铁片18牢牢吸住，使得当推板16到顶后，即使整个装置被拉上去推板16也不会回弹，使得在装置上升时推板16会将取样室25的开口盖住，保证了水样在上升时不会因水流对流的作用而脏掉。

第一活塞板17的表面积为水压板14表面积的一半。

工作原理：当需要取样时，首先将安装板1安装在船上或者其他工具上，然后开启液压缸22对第二活塞板23的位置进行调整，从而对气压箱19内的初始气压进行调整，到达指定取样位置后，开启驱动电机10，驱动电机10带动放线轴3旋转，从而使得钢索11放长，将底座6慢慢沉入水中，因随着水深的增加水压强会不断的变大，而力的大小等于压强乘以受力的表面积，当水压强乘以水压板14的表面积大于气压箱19内的气压强乘以第一活塞板17的表面积时，水压板14会推动推板16向着气压箱19内运动，直至力平衡，因此当到达指定深度后，推板16会向着气压箱19内运动，随着深度的增加，推板16深入的程度越深，直至推板16到顶，因此当到达指定深度然后不断向下时，推板16会向着气压箱19内运动，直至推板16运动到顶，而在推板16不断向着气压箱19内运动的同时推板16上开设有的取样口15会依次经过多个取样室25顶部的开口，这时这多个取样室25内会依次存着深度逐渐变深的海水样本，通过放线轮2的圈数判断整个装置已经完整经过预定的水样深度范围后，将驱动电机10反转，使得整个装置回升出水面然后将取样室25内的不同深度的水样取出即可，能够方便的对一段深度内的水样进行连续取样，使用非常方便。

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 (9)

1.一种海洋水质采样装置，包括安装板(1)，其特征在于：所述安装板(1)的顶部固定连接有两个安装支架(4)，且两个安装支架(4)之间铰接有放线轴(3)，所述安装板(1)上设置有用于驱动放线轴(3)的驱动机构，所述放线轴(3)上固定连接有放线轮(2)，所述放线轮(2)上固定连接有钢索(11)，且钢索(11)远离放线轮(2)的一端固定连接有底座(6)，所述底座(6)的顶部连接有取样机构(5)；

取样机构(5)包括存样箱(13)、气压箱(19)、推板(16)、水压板(14)、第一活塞板(17)、第二活塞板(23)、液压缸(22)、隔板(21)，所述存样箱(13)设置为长方体，且存样箱(13)固定连接在底座(6)的顶部，所述存样箱(13)上开设有多个取样室(25)，多个取样室(25)为等间距设置，且每两个相邻的取样室(25)之间的距离大于取样室(25)的宽度，所述气压箱(19)固定连接在存样箱(13)的一侧，所述存样箱(13)设置为中空的长方体，所述隔板(21)固定连接在气压箱(19)内，隔板(21)为水平设置，且隔板(21)的两侧与气压箱(19)的内壁固定连接，使得隔板(21)将气压箱(19)分隔为上下两个通道，且隔板(21)的长度小于气压箱(19)的长度，使得气压箱(19)的上下两部分连通，所述第一活塞板(17)活塞配合于隔板(21)上方的通道中，所述第二活塞板(23)活塞配合于隔板(21)下方的通道中，所述液压缸(22)固定连接在气压箱(19)内，且液压缸(22)的输出端与第二活塞板(23)固定连接，所述推板(16)滑动配合于存样箱(13)的顶部，所述推板(16)的宽度大于存样箱(13)的宽度，所述推板(16)的长度大于存样箱(13)长度的两倍，所述推板(16)的一端延伸至气压箱(19)内且与第一活塞板(17)固定连接，所述推板(16)远离第一活塞板(17)的一端与水压板(14)固定连接，所述水压板(14)与第一活塞板(17)为相互平行设置，所述推板(16)的顶部开设有与取样室(25)相匹配的取样口(15)，且当推板(16)推入气压箱(19)内时取样口(15)能够依次经过全部取样室(25)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：所述放线轮(2)的数量设置为两个。

3.根据权利要求2所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：驱动机构包括驱动电机(10)、主动轮(9)、从动轮(7)、传动带(8)，所述驱动电机(10)固定连接在安装板(1)上，所述主动轮(9)固定连接在驱动电机(10)的输出轴上，所述从动轮(7)固定连接在放线轴(3)上，所述主动轮(9)通过传动带(8)与从动轮(7)传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：所述安装板(1)上且位于放线轮(2)的下方开设有矩形开口，且矩形开口的长度大于取样机构(5)的长度。

5.根据权利要求4所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：所述底座(6)的顶部设置有吊耳(12)，所述吊耳(12)的数量设置有四个，且四个吊耳(12)分别固定连接在底座(6)的顶部四角。

6.根据权利要求5所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：还包括固定组件，固定组件包括电磁铁(20)、铁片(18)，所述电磁铁(20)固定连接在隔板(21)的顶部，所述铁片(18)固定连接在第一活塞板(17)远离推板(16)的一侧，且当推板(16)推入气压箱(19)内到顶时铁片(18)与电磁铁(20)接触。

7.根据权利要求6所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：所述气压箱(19)内且位于液压缸(22)的一侧固定连接有气压传感器。

8.根据权利要求7所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：所述气压箱(19)内固定连接有蓄电池(24)，所述蓄电池(24)与液压缸(22)、电磁铁(20)、气压传感器电性连接。

9.根据权利要求7所述的一种海洋水质采样装置，其特征在于：所述第一活塞板(17)的表面积为水压板(14)表面积的一半。

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