CN112697661B - 一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置，包括浮块，挡流板，取样辊，以及驱动机构；浮块为中空框体结构；挡流板的一侧固定浮块，另一侧表面排布有若干减振片；驱动机构包括：对称设置在浮块内壁上的导轨，与导轨配套的滑块，以及通过连杆连接滑块和取样辊；连杆能够带动取样辊沿竖直方向运动，取样辊水平设置，滑块带动取样辊沿导轨的方向水平移动，取样辊以轴线为中心旋转；取样辊的表层平行设置有若干安装槽，每个安装槽中均黏附有吸附试纸，安装槽的表面还附着一层高分子薄膜。通过挡流板为浮块的内部提供一个相对平稳的取样水面，消除水体的流动造成波峰波谷影响，取样和检测更精准。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域或水体检测技术领域，尤其涉及一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置。
背景技术
工业废水、生活污水和其他废弃物进入江河湖海等水体，超过水体自净能力所造成的污染，这会导致水体的物理、化学、生物等方面特征的改变，从而影响到水的利用价值，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象，从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡等，水体中的固体杂质是重金属富集的载体，也是水生物摄取食物的主要来源，因此提取分析水中固体杂质的重金属含量成为必要。
水体微表层即水体表面微层，是界于大气和水体之间的一个薄层，是气-水界面间物质交换的必由之路，微表层中富集有大量金属离子、微生物、烷烃、醇类、多肽等有机物。微表层的变化既是水体变化的表征，又会进一步加剧水体变化。
现有的水体污染物检测因检测量大、检测范围广，因此对检测条件要求不严格，直接随时取样检测即可。但水体微表层不仅厚度微小，同时较为宽广的水面长期存在波浪，微表层随之形成波峰段波谷段，此时不对检测和取样条件约束，而仅从水体表面滑取，不仅会在波峰段取到大量非微表层物质，而且会遗漏波谷段微表层，遗漏大量检测和取样面积。
因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置，其特征在于，包括浮块，挡流板，取样辊，以及驱动机构；所述浮块为中空框体结构；
所述挡流板的一侧固定所述浮块，另一侧表面排布有若干减振片；
所述驱动机构包括：对称设置在浮块内壁上的导轨，与所述导轨配套的滑块，以及通过连杆连接所述滑块和所述取样辊；
所述连杆能够带动所述取样辊沿竖直方向运动，所述取样辊水平设置，所述滑块带动所述取样辊沿所述导轨的方向水平移动，所述取样辊以轴线为中心旋转；
所述取样辊的表层平行设置有若干安装槽，每个所述安装槽中均黏附有吸附试纸。
本发明一个较佳实施例中，所述挡流板为弧形或波浪形结构。
本发明一个较佳实施例中，所述取样辊和所述滑块之间还设置有一浮子，所述浮子能够漂浮于水体表面，所述浮子的顶端搭载探测头，用于探测所述取样辊表面与水体表面的距离。
本发明一个较佳实施例中，所述减振片采用鱼鳞状或平行排布，所述减振片采用柔性材料制成。
本发明一个较佳实施例中，所述浮块漂浮在水体表层，所述浮块下沉高度与水平面的高度差为-5cm～-3cm。
本发明一个较佳实施例中，调整所述连杆垂直运动的距离，使得所述取样辊的表面与水表层相切或下沉0cm～3cm。
本发明一个较佳实施例中，每行所述吸附试纸吸附有机物颗粒的大小不同。
本发明还提供了一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1、将检测装置缓慢放置于水体微表层，浮块使得整体检测装置漂浮于水体表层，同时挡流板稳定水流的波动；
S2、待水体基本稳定时，浮子顶端的探测头探测取样辊的表面与水表层的距离；
S3、通过连杆的垂直运动，调节取样辊的表面与水表层相切或下沉0cm～3cm；
S4、滑块带动取样辊沿导轨的方向水平移动，同时取样辊以自身轴线为中心旋转，水体中富集的有机物通过高分子薄膜的孔隙被吸附试纸吸附；
S5、待取样辊运动至导轨末端后，取下取样辊和每个吸附试纸，检测每个吸附试纸吸附试纸吸附重金属颗粒大小和浓度并进行水体分析。
本发明一个较佳实施例中，在所述S1前，从取样辊表层某一行安装槽开始，按照顺时针或逆时针依次粘附吸附试纸，吸附试纸能够吸附有机物的颗粒逐渐变小，将取样辊和所述连杆固定安装。
本发明一个较佳实施例中，通过对同一水体的不同区域重复S1-S5步骤的检测，并将每次检测的吸附试纸依次取下，检测每个吸附试纸吸附有机物颗粒的大小和浓度，通过不同组的检测结果，使用样本估算法对区域内水体表层有机物浓度进行大数据分析，得到整个水体表层有机物的浓度。
本发明一个较佳实施例中，所述滑块通过内置微型电机驱动，所述微型电机还连接有一微型减振器。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）本发明用于对水体表层富集的金属离子、微生物、烷烃、醇类、多肽等有机物的检测，通过挡流板为浮块的内部提供一个相对平稳的取样水面，消除水体的流动造成波峰波谷影响，进行一定区域的取样和检测，避免遗漏，以及减小对取样表层的影响，取样和检测更精准。
（2）本发明从取样辊表层某一行安装槽开始，按照顺时针或逆时针依次粘附吸附试纸，吸附试纸能够吸附有机物的颗粒逐渐变小，实现在一个结构上实现多梯度吸附的功能，并且每行设置多个吸附试纸，有效地增加了检测数据的数量并且保证了检测的重复性，减少误差，使得检测的结果更加接近实际的数据。通过样本估算法对区域内水体表层有机物浓度进行大数据分析，得到更精确的浓度数值。
（3）本发明通过在挡流板的弧形内表面设置有若干纹路凹槽，波动水流撞击挡流板的内表面，通过纹路凹槽消耗水流的能量，保持浮体稳定，进而保证浮体内部水体表面基本水平稳定。
（4）本发明通过浮子顶端的探测头探测取样辊的表面与水表层的距离，使得取样辊的表面与水表层相切或下沉0cm～3cm，以提高取样辊取样的精度，保证检测到水体表层的有机物浓度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1是本发明的优选实施例的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的挡流板的立体结构图；
图3是本发明的优选实施例的驱动机构的立体结构图；
图4是本发明的优选实施例的取样辊的立体结构图；
图中：100、浮块；200、挡流板；210、减振片；
300、导轨；310、滑块；320、连杆；330、浮子；
400、取样辊；410、安装槽；420、吸附试纸。
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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置，其特征在于，包括浮块100，挡流板200，取样辊400，以及驱动机构。本发明用于对水体表层富集的金属离子、微生物、烷烃、醇类、多肽等有机物的检测，通过挡流板200为浮块100的内部提供一个相对平稳的取样水面，消除水体的流动造成波峰波谷影响，进行一定区域的取样和检测，避免遗漏，以及减小对取样表层的影响，取样和检测更精准。
浮块100为中空框体结构，以圈定一个检测范围，浮块100可以是截面为多种形状的中空结构，例如方形、圆形或其它多边形，本实施例中采用矩形以形成框架的外表面，即中空柱形结构，以减弱水流波动对浮块100的冲击。浮块100漂浮在水体表层，浮块100下沉高度与水平面的高度差为-5cm～-3cm。
如图2所示，挡流板200为弧形或波浪形结构，挡流板200的一侧固定浮块100，另一侧表面排布有若干减振片210，附图中仅示出弧形结构加减振片210的组合；减振片210采用鱼鳞状或平行排布，减振片210采用柔性材料制成。通过波动水流撞击挡流板200的内表面的减振片210消耗水流的能量，保持浮块100稳定，进而保证浮块100内部水体表面基本水平稳定。
如图3所示，驱动机构包括：对称设置在浮块100内壁上的导轨300，与导轨300配套的滑块310，以及通过连杆320连接滑块310和取样辊400。滑块310通过内置微型电机驱动，这是本领域技术人员通过本领域公知常识可以设置的，微型电机还连接有一微型减振器，以削减电机的振动造成水体表面的振动，保证取样辊400始终与水平面相切或下沉0cm～3cm。
连杆320能够带动取样辊400沿竖直方向运动，调整连杆320垂直运动的距离，使得取样辊400的表面与水表层相切或下沉0cm～3cm，保证仅从水体表面滑取有机物。
取样辊400水平设置，滑块310带动取样辊400沿导轨300的方向水平移动，取样辊400以轴线为中心旋转。
取样辊400和滑块310之间还设置有一浮子330，浮子330能够漂浮于水体表面，浮子330的顶端搭载探测头，用于探测取样辊400表面与水体表面的距离。
如图4所示，取样辊400的表层平行设置有若干安装槽410，每个安装槽410中均黏附有吸附试纸420，每行吸附试纸420吸附有机物颗粒的大小不同。
本发明取样辊400和连杆320还能拆卸和安装，从取样辊400表层某一行安装槽410开始，按照顺时针或逆时针依次粘附吸附试纸420，吸附试纸420能够吸附有机物的颗粒逐渐变小，将取样辊400和连杆320固定安装。本发明从取样辊400表层某一行安装槽410开始，按照顺时针或逆时针依次粘附吸附试纸420，吸附试纸420能够吸附有机物的颗粒逐渐变小，实现在一个结构上实现多梯度吸附的功能，并且每行设置多个吸附试纸420，有效地增加了检测数据的数量并且保证了检测的重复性，减少误差，使得检测的结果更加接近实际的数据。通过对同一水体的不同区域重复检测，并将每次检测的吸附试纸420依次取下，检测每个吸附试纸420吸附有机物颗粒的大小和浓度，通过不同组的检测结果，使用样本估算法对区域内水体表层有机物浓度进行大数据分析，得到整个水体表层有机物的浓度，得到更精确的浓度数值。
本发明还提供了一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1、从取样辊400表层某一行安装槽410开始，按照顺时针或逆时针依次粘附吸附试纸420，吸附试纸420能够吸附有机物的颗粒逐渐变小，将取样辊400和连杆320固定安装；
S1、将检测装置缓慢放置于水体微表层，浮块100使得整体检测装置漂浮于水体表层，同时挡流板200稳定水流的波动；
S2、待水体基本稳定时，浮子330顶端的探测头探测取样辊400的表面与水表层的距离；
S3、通过连杆320的垂直运动，调节取样辊400的表面与水表层相切或下沉0cm～3cm；
S4、滑块310带动取样辊400沿导轨300的方向水平移动，同时取样辊400以自身轴线为中心旋转，水体中富集的有机物通过高分子薄膜的孔隙被吸附试纸420吸附；
S5、待取样辊400运动至导轨300末端后，取下取样辊400和每个吸附试纸420，检测每个吸附试纸420吸附试纸420吸附重金属颗粒大小和浓度并进行水体分析。
S6、通过对同一水体的不同区域重复S1-S5步骤的检测，并将每次检测的吸附试纸420依次取下，检测每个吸附试纸420吸附有机物颗粒的大小和浓度，通过不同组的检测结果，使用样本估算法对区域内水体表层有机物浓度进行大数据分析，得到整个水体表层有机物的浓度。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (7)
1.一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，其特征在于，包括浮块，挡流板，取样辊，以及驱动机构；所述浮块为中空框体结构；所述浮块采用矩形以形成框体的外表面；
所述挡流板的一侧固定所述浮块，另一侧表面排布有若干减振片；
所述驱动机构包括：对称设置在浮块内壁上的导轨，与所述导轨配套的滑块，以及通过连杆连接所述滑块和所述取样辊；
所述连杆能够带动所述取样辊沿竖直方向运动，所述取样辊水平设置，所述滑块带动所述取样辊沿所述导轨的方向水平移动，所述取样辊以轴线为中心旋转；
所述取样辊的表层平行设置有若干安装槽，每个所述安装槽中均黏附有吸附试纸；所述安装槽中的吸附试纸按照顺时针或逆时针能够吸附有机物的颗粒逐渐变小；
所述取样辊和所述滑块之间还设置有一浮子，所述浮子能够漂浮于水体表面，所述浮子的顶端搭载探测头，用于探测所述取样辊表面与水体表面的距离；
所述滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，包括：
S1、将检测装置缓慢放置于水体微表层，浮块使得整体检测装置漂浮于水体表层，同时挡流板稳定水流的波动；
S2、待水体基本稳定时，浮子顶端的探测头探测取样辊的表面与水表层的距离；
S3、通过连杆的垂直运动，调节取样辊的表面与水表层相切或下沉0cm～3cm；
S4、滑块带动取样辊沿导轨的方向水平移动，同时取样辊以自身轴线为中心旋转，水体中富集的有机物通过高分子薄膜的孔隙被吸附试纸吸附；
S5、待取样辊运动至导轨末端后，取下取样辊和每个吸附试纸，检测每个吸附试纸吸附试纸吸附有机物颗粒大小和浓度并进行水体分析。
2.根据权利要求1所述的一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，其特征在于：所述挡流板为弧形或波浪形结构。
3.根据权利要求1所述的一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，其特征在于：所述减振片采用鱼鳞状或平行排布，所述减振片采用柔性材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，其特征在于：所述浮块漂浮在水体表层，所述浮块下沉高度与水平面的高度差为-5cm～-3cm。
5.根据权利要求1所述的一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，其特征在于：调整所述连杆垂直运动的距离，使得所述取样辊的表面与水表层相切或下沉0cm～3cm。
6.根据权利要求1所述的一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，其特征在于：在所述S1前，从取样辊表层某一行安装槽开始，按照顺时针或逆时针依次粘附吸附试纸，吸附试纸能够吸附有机物颗粒逐渐变小，将取样辊和所述连杆固定安装。
7.根据权利要求6所述的一种滚筒式水体表层富集有机物浓度检测装置的检测方法，其特征在于：通过对同一水体的不同区域重复S1-S5步骤的检测，并将每次检测的吸附试纸依次取下，检测每个吸附试纸吸附有机物颗粒的大小和浓度，通过不同组的检测结果，使用样本估算法对区域内水体表层有机物浓度进行大数据分析，得到整个水体表层有机物的浓度。
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