CN112577780A - 一种原位地下水监测用采样器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种原位地下水监测用采样器，包括采样罐，所述采样罐下端密封套设有活动套，所述采样罐下端面与活动套组成的密封空间内填充有发热剂，所述活动套下端面竖直开设有通孔，所述通孔内安装有单向压力阀。本发明中，通过设置发热剂、驱动剂、第一活塞板与第二活塞板，当采样罐到达预定取样位置处时，利用水体与发热剂作用放热配合驱动剂可以驱动第一活塞板和第二活塞板运动从而将地下水抽吸至储液区内完成取样，且既能够有避免地下水不同深度的水混合，又能够防止外界气体污染水样，进而可以提高检测结果的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及地下水监测设备技术领域，尤其涉及一种原位地下水监测用采样器。
背景技术
相较于地表水地下水分布均匀性较差，隐蔽性较强，对地下水的监测与保护难度较高，然而随着工业化的发展以及垃圾掩埋场的扩建，部分地区的地下水污染较为严重，污染的地下水对水体的迁移，自然环境的共生以及人体的健康带来严重的伤害。
因此需要实时对地下水进行监测，传统的地下水监测采样时利用水泵来进行，或者通过将采样器下降到单个井眼内来实现，然而实际操作时，由于分层效应不同深度的地下水污染程度相差较大，传统的采样器采样时，不同深度的水样相互混合会导致了监测结果误差较大，且采样时地下水水样与空气直接接触会导致水样的性质发生改变影响最终的检测结果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的传统的地下水采样器实用性差，影响检测结果的缺点，而提出的一种原位地下水监测用采样器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种原位地下水监测用采样器，包括采样罐，所述采样罐下端密封套设有活动套，所述采样罐下端面与活动套组成的密封空间内填充有发热剂，所述活动套下端面竖直开设有通孔，所述通孔内安装有单向压力阀；
所述采样罐内从上至下依次开设有采样槽和缓冲槽，所述采样槽与缓冲槽内分别水平密封滑动连接有第一活塞板和第二活塞板，所述第一活塞板下端面与采样槽组成的密封空间为储液区，所述采样罐侧壁对称开设有将储液区与外界连通的进液口和排液口，所述第二活塞板下端面与缓冲槽组成的密封空间为驱动区，所述驱动区内填充有驱动剂；
所述第一活塞板与第二活塞板之间竖直固定连接有固定杆，所述采样罐上开设有供固定杆自由滑动的开口，且固定杆与开口之间密封滑动连接，所述固定杆与第一活塞板上共同开设有将采样槽和缓冲槽连通的流通槽，所述采样罐上端面竖直开设有多个与采样槽连通的连通孔，每个所述连通孔上端开口处均密封连接有弹性气囊。
优选地，所述进液口与排液口内分别设有止回阀和密封塞。
优选地，所述采样罐与活动套均为金属材质制成。
优选地，所述采样槽内顶壁处安装有压力传感器，所述压力传感器的输出端通过导线与外界信号接收器电性连接。
本发明的有益效果：
1、本发明中，通过设置单向压力阀与活动套，利用不同深度处水体压力的不同配合单向压力阀定位开启关闭，从而实现在不同水位处定点取样的目的。
2、本发明中，通过设置发热剂、驱动剂、第一活塞板与第二活塞板，当采样罐到达预定取样位置处时，利用水体与发热剂作用放热配合驱动剂可以驱动第一活塞板和第二活塞板运动从而将地下水抽吸至储液区内完成取样，且既能够有避免地下水不同深度的水混合，又能够防止外界气体污染水样，进而可以提高检测结果的精确度。
3、本发明中，通过设置流通槽与弹性气囊，在第一活塞板与第二活塞板同步运动取样时，采样槽与缓冲槽内多余的气体被排入弹性气囊内，从而既不会对第一活塞板和第二活塞板的运动造成阻碍，又能够防止采样槽与缓冲槽内的气体直接排至地下水中对地下水造成污染。
附图说明
图1为本发明提出的一种原位地下水监测用采样器的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为本发明提出的一种原位地下水监测用采样器工作时的部分结构示意图。
图中：1采样罐、2活动套、3单向压力阀、4采样槽、5缓冲槽、6第一活塞板、7第二活塞板、8进液口、9排液口、10固定杆、11流通槽、12压力传感器、13牵引线、14弹性气囊。
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。
参照图1-3，一种原位地下水监测用采样器，包括采样罐1，采样罐1下端密封套设有活动套2，采样罐1下端面与活动套2组成的密封空间内填充有发热剂，发热剂为氧化钙，活动套2下端面竖直开设有通孔，通孔内安装有单向压力阀3，单向压力阀3只允许外界压力大于其内预设阈值时才会开启，此时只允许外界气体或者液体经过通孔进入活动套2内，采样罐1与活动套2均为金属材质制成，金属材质的采样罐与活动套密度大，在水中下沉速度快，同时活动套2内产生的高温能够快速传导至驱动区；
采样罐1内从上至下依次开设有采样槽4和缓冲槽5，采样槽4与缓冲槽5内分别水平密封滑动连接有第一活塞板6和第二活塞板7，第一活塞板6下端面与采样槽4组成的密封空间为储液区，采样罐1侧壁对称开设有将储液区与外界连通的进液口8和排液口9，进液口8与排液口9内分别设有止回阀和密封塞，止回阀只允许外界气体或者液体经过进液口8进入储液区，通过进液口8将地下水抽吸至储液区，通过排液口9将储液区内水样取出，第二活塞板7下端面与缓冲槽5组成的密封空间为驱动区，驱动区内填充有驱动剂，且驱动剂采用与驱动剂对应的密封套密封，使用时不会发生泄漏，驱动剂为类似于二氯乙烷等沸点在55摄氏度左右的液体；
第一活塞板6与第二活塞板7之间竖直固定连接有固定杆10，采样罐1上开设有供固定杆10自由滑动的开口，且固定杆10与开口之间密封滑动连接，固定杆10与第一活塞板6上共同开设有将采样槽4和缓冲槽5连通的流通槽11，采样罐1上端面竖直开设有多个与采样槽4连通的连通孔，每个连通孔上端开口处均密封连接有弹性气囊14。
本发明中，采样槽4内顶壁处安装有压力传感器12，压力传感器12的输出端通过导线与外界信号接收器电性连接，采样罐1上端面中部固定连接有牵引线13，且牵引线13上设有长度刻度。
本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：根据水下压力计算公式：p＝ρgh(p是压强，ρ是液体密度，水的密度为1×10^3kg/m^3，g是重力加速度取9.8N/kg，h是取压点到液面高度)，随着采样罐1沉入地下水体深度的增加，采样罐1所承受压力同步增加，在牵引线的配合下当采样罐1到达预定的采样位置处时水体压力大于单向压力阀3的预设阈值，此时地下水通过通孔进入活动套2内，则活动套2内的氧化钙遇水放热，其温度能够快速达到300摄氏度，此反应原理再次不做赘述，则在热量的传导下，驱动区内温度大于驱动剂的沸点，则驱动剂快速气化在驱动区内产生高气压并推动第二活塞板7向上运动，第二活塞板7通过固定杆10带动第一活塞板6同步向上运动，则储液区内产生负压，则外界的地下水通过进液口8被抽吸至储液区，当第一活塞板6上端面与压力传感器12相抵时，压力传感器12发出信号并通过导线传导至外界的信号接收器，则外界工作人员获知采样结束的信号后将采样罐1取出，操作简单，实用性强；
与此同时，随着第一活塞板6与第二活塞板7的上移，则第二活塞板7上端面的气体通过流通槽11进入第一活塞板6上端面，第一活塞板6上端面处的气体通过连通口进入弹性气囊14，从而既不会对第一活塞板6和第二活塞板7的运动造成阻碍，又能够防止采样槽4与缓冲槽5内的气体直接排至地下水中对地下水造成污染；
采样结束后可以将活动套2取下并对其内的发热剂进行更换，从而可以继续使用，实用性强，值得注意的是，通过对单向压力阀3的预设阈值进行更改配合牵引线可以达到多个定位点采样的目的，且在驱动剂的作用下在将采样罐1取出的过程中其内的第一活塞板6上端面始终与压力传感器12相抵，从而既能够有避免地下水不同深度处的水混合，又能够防止外界气体污染水样，进而可以提高检测结果的精确度。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种原位地下水监测用采样器，包括采样罐(1)，其特征在于，所述采样罐(1)下端密封套设有活动套(2)，所述采样罐(1)下端面与活动套(2)组成的密封空间内填充有发热剂，所述活动套(2)下端面竖直开设有通孔，所述通孔内安装有单向压力阀(3)；
所述采样罐(1)内从上至下依次开设有采样槽(4)和缓冲槽(5)，所述采样槽(4)与缓冲槽(5)内分别水平密封滑动连接有第一活塞板(6)和第二活塞板(7)，所述第一活塞板(6)下端面与采样槽(4)组成的密封空间为储液区，所述采样罐(1)侧壁对称开设有将储液区与外界连通的进液口(8)和排液口(9)，所述第二活塞板(7)下端面与缓冲槽(5)组成的密封空间为驱动区，所述驱动区内填充有驱动剂；
所述第一活塞板(6)与第二活塞板(7)之间竖直固定连接有固定杆(10)，所述采样罐(1)上开设有供固定杆(10)自由滑动的开口，且固定杆(10)与开口之间密封滑动连接，所述固定杆(10)与第一活塞板(6)上共同开设有将采样槽(4)和缓冲槽(5)连通的流通槽(11)，所述采样罐(1)上端面竖直开设有多个与采样槽(4)连通的连通孔，每个所述连通孔上端开口处均密封连接有弹性气囊(14)。
2.根据权利要求1所述的一种原位地下水监测用采样器，其特征在于，所述进液口(8)与排液口(9)内分别设有止回阀和密封塞。
3.根据权利要求1所述的一种原位地下水监测用采样器，其特征在于，所述采样罐(1)与活动套(2)均为金属材质制成。
4.根据权利要求1所述的一种原位地下水监测用采样器，其特征在于，所述采样槽(4)内顶壁处安装有压力传感器(12)，所述压力传感器(12)的输出端通过导线与外界信号接收器电性连接。
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| CN202011346972.8A CN112577780A (zh) | 2020-11-26 | 2020-11-26 | 一种原位地下水监测用采样器 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113465994A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-01 | 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队 | 一种用于环境调查的地下气体采样装置 |
| CN114778199A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-22 | 徐州汉晨机械制造有限公司 | 一种海洋地质环境勘探取样器及取样方法 |
| CN116380560A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-07-04 | 山东智迈德智能科技有限公司 | 一种地质勘探用水质取样装置 |
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