CN113073975B - 一种钻孔内定深水样采集装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钻孔内定深水样采集装置及方法，属于水样采集技术领域，解决了现有采集装置采样效率低、工作可靠性差的问题。采集装置包括安装架、采集组件、收放线机构和控制器，采集组件包括具有多个采集室的采集筒，采集室设有抽气口、进样口和出样口，进样口设有进样开关组件；采集筒上设有液位感应器；收放线机构的绕线辊转动设置于安装架上，牵引线的第一端绕接绕线辊，第二端穿过导线组件与采集组件连接，驱动组件用于驱动绕线辊转动以实现牵引线的收线与放线，导线组件用于使采集组件位于钻孔的中心线上；控制器与驱动组件、进样开关组件通讯连接。本发明的结构简单，操作方便，能够准确采集指定深度的水样，采样效率高。

Description

一种钻孔内定深水样采集装置及方法
技术领域
本发明涉及水样采集设备领域，尤其涉及一种钻孔内定深水样采集装置及方法。
背景技术
水文地质，地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和运动的现象，水文地质学是研究地下水的科学，它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等，随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。
为了获得地下含水层的水质参数，需要在地面施工钻孔揭露地下含水层，并通过钻孔对该含水层的水样进行提取、化验和分析。
然而，现有钻孔内定深水样采集装置的采样效率低，功能性差，无法准确采集指定深度水样，而且在采样过程中装置容易在钻孔内移位，导致与钻孔壁碰撞受损，缩短了装置使用寿命，工作可靠性差，影响正常采样。
发明内容
(一)发明目的
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种钻孔内定深水样采集装置及方法，用以解决现有钻孔内定深水样采集装置的采样效率低，功能性差，无法准确采集指定深度水样，而且在采样过程中装置容易在钻孔内移位，导致与钻孔壁碰撞受损，使用寿命短，工作可靠性差的问题中的一者或多者。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，提供一种钻孔内定深水样采集装置，包括
安装架；
采集组件，采集组件包括采集筒，采集筒具有多个采集室，采集室设有抽气口、进样口和出样口，通过抽气口抽气使采集室形成负压，进样口设有进样开关组件，采集的样品由出样口取出；采集筒上设有液位感应器，通过液位感应器的监测数据获取水样采集深度；
收放线机构，收放线机构包括牵引线、绕线辊、导线组件和驱动组件，绕线辊转动设置于安装架上，导线组件设置在绕线辊的下方，牵引线的第一端绕接绕线辊，第二端穿过导线组件与采集组件连接，驱动组件用于驱动绕线辊转动以实现牵引线的收线与放线，导线组件通过引导穿过的牵引线使采集组件位于钻孔的中心线上；
控制器，控制器与驱动组件、进样开关组件通讯连接。
进一步地，进样开关组件包括第一驱动电机、密封板、电磁铁和滑动锁紧件；采集筒的外壁上设置卡槽，卡槽设置在进样口的外围，电磁铁设置于卡槽内部；密封板设置于采集筒的外壁上，密封板上设置有能够与卡槽连通的安装槽，滑动锁紧件设置于安装槽内，第一驱动电机用于驱动密封板运动，密封板的运动轨迹覆盖进样口；当卡槽与安装槽相对时，密封板覆盖进样口，且滑动锁紧件的一部分在电磁铁的吸力作用下滑动至卡槽内，将密封板锁紧固定在采集筒上，实现进样口的关闭。
进一步地，滑动锁紧件包括锁紧套环和导向杆，导向杆固定设置在安装槽内，锁紧套环的一端伸入安装槽，且滑动套设于导向杆上，锁紧套环的另一端在电磁铁通电情况下能够伸入卡槽，与电磁铁磁性连接。
进一步地，进样开关组件还包括弹性复位件，弹性复位件套设于导向杆上，弹性复位件的一端连接安装槽的槽壁，另一端连接锁紧套环，弹性复位件用于在电磁铁断电后将锁紧套环复位至安装槽内。
进一步地，进样口上设置有滤网。
进一步地，进样开关组件还包括清洁刷，清洁刷设置在密封板上，水样进入采集室过程中，驱动电机驱动密封板持续转动，清洁刷能够与滤网滑动接触。
进一步地，导线组件包括丝杠、移动块、导线环、导线板和定位件；丝杠与绕线辊的转轴平行设置，丝杠位于绕线辊的下方，丝杠转动连接于安装架上，丝杠上螺纹安装有移动块，移动块能够沿丝杠水平移动，导线环设置在移动块上供牵引线穿过；导线板设置在丝杠的下方，导线板上设置有导线孔和多组定位件，多组定位件围绕导线孔的中心设置，定位件用于引导牵引线移动至钻孔的中心线上。
进一步地，定位件包括安装套、定位杆和定位辊，安装套转动设置在导线孔的孔壁上，安装套的内壁上设置有内螺纹，定位杆上设置有外螺纹，定位杆的一端伸入安装套且与安装套螺纹连接，定位杆的另一端朝向导线孔的中心位置，且转动连接定位辊。
进一步地，定位棍的外周面设置限位槽，限位槽环周设置，且位于定位辊外周面中心，限位槽的尺寸大于牵引线的直径。
进一步地，限位槽为V形槽，V形槽的槽底尺寸等于牵引线的直径。
进一步地，采集筒上设置有蓝牙模块，控制器上设置有通讯模块，通讯模块与蓝牙模块信号连接。
进一步地，采集筒的外周壁设有缓冲件，缓冲件的数量为多个，多个缓冲件对称设置在采集筒的外围。
进一步地，缓冲件包括缓冲架、伸缩件和弹性垫，缓冲架设置在采集筒的外围，缓冲架为圆弧形结构，弹性垫设置在缓冲架远离采集筒的一端，缓冲架通过伸缩件与采集筒的外周壁连接，伸缩件能够在撞击下弹性收缩。
进一步地，伸缩件包括缓冲杆、缓冲套和弹簧；缓冲套设置在采集筒上，弹簧设置在缓冲套内部，缓冲杆的一端连接缓冲架，另一端伸入缓冲套，且与弹簧连接。
进一步地，伸缩件还包括引导套，引导套的内径等于缓冲架的外径，引导套的一端固定于采集筒的外周壁上，缓冲架的一部分装入引导套内，缓冲杆、缓冲套、弹簧与引导套同轴设置。
进一步地，驱动组件包括第二驱动电机、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，第二驱动电机设置在安装架上，第二驱动电机的主轴与第二齿轮键合连接，转轴和丝杠的一端分别键合连接第一齿轮和第三齿轮，第一齿轮和第三齿轮分别啮合连接第二齿轮。
进一步地，采集室内设置多层筛分网，多层筛分网将采集室在竖直方向上分割为多个筛分空间，各个筛分空间通过筛分网的网眼连通，由上向下筛分网的网眼逐渐变小。
进一步地，筛分网倾斜设置，靠近出样口的一端低于靠近隔板的一端，出样口设置在筛分网最底端的上方。
另一方面，还提供一种钻孔内定深水样采集方法，利用上述任一项技术方案的钻孔内定深水样采集装置，所述方法包括如下步骤：
S1、将安装架移动至钻孔上方，将牵引线依次穿过导线环和定位件，并与提前抽真空的采集组件连接；将采集组件伸入钻孔口，调节定位件，通过旋转安装套使定位杆推动定位辊水平移动，直至采集组件位于钻孔的中心线上；
S2、启动驱动组件，驱动组件带动转轴和丝杠转动，带动绕线辊转动，导线环沿丝杠来回移动，使得牵引线被有序放长；随着牵引线的放长，采集组件不断下降，液位感应器监测采集筒在液面下的深度，并不断将深度数据传输至控制器；
S3、到达第一采样深度h1时，采样人员操作控制器，向蓝牙模块发出信号，启动第一采集室的进样开关组件，电磁铁断电，第一采集室的第一驱动电机驱动对应的密封板转动，使第一进样口打开，第一采样深度h1处的水样在负压作用下进入采集筒；当完成第一采样深度采样后，控制器控制电磁铁通电，密封板在第一驱动电机的驱动下转动，当安装槽与卡槽相对时，通电的电磁铁吸引锁紧套环卡入卡槽，密封板固定，将进样口关闭密封；
S4、重复步骤S2-S3，继续采集第二采样深度h2、第三采样深度h3……第n采样深度hn位置的水样，水样依次储存在第二采集室、第三采集室……第n采集室中，直至完成所有预定采样深度的水样采集；
S5、完成所有预定采样深度的水样采集后，驱动组件作用，收回采集组件；牵引线通过导线环引导，有序绕在绕线辊上，从钻孔中取出采集组件，按照采集室编号分别取出样品，完成采样。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
(1)通过对采集组件的远程操控，能够准确的实现指定深度的水样采集，操作简单，自动性强，采样效率高。
(2)采集组件具有多个独立的采集室，配合采集室内部设置的筛分网，不仅能够实现不同深度的样品采集，而且在取样过程中即可实现沙泥分离，从而实现对不同深度水样、不同类型样品的分类采集，采样效率高，减少了后续处理的时间，功能性强。
(3)通过预先将采集室设置为负压，能够加快进样速度，同时采集室的进样口设置有滤网，密封板上设置清洁刷，清洁刷与滤网滑动接触，利用控制器远程控制进样开关组件实现自动进水，开关组件还能够同时拂去滤网上的杂物，从而进一步加快进样速度，提高了采样效率和效果。
(4)通过设置导线组件，导线环能够沿丝杠的轴向水平移动，定位件的可调节定位，一方面实现牵引线的有序绕放，避免缠线造成工作效率的降低，另一方面使采集组件下落点稳定对应钻孔中心，使得采集组件能够沿钻孔的中心线升降，减少与钻孔壁发生擦碰，从而延长装置的使用寿命，提升装置的工作可靠性。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书和附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
图1为本发明实施例中一种钻孔内定深水样采集装置的结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为图1中B处的剖视图；
图4为图1中C处的剖视图；
图5为图1中D处的剖视图；
图6为本发明实施例中的采集筒的横向剖视图；
图7为图5中E处的剖视图；
图8为图5中F处的剖视图；
图9为实施例中一种采集筒的拆解结构示意图。
附图标记：
1、安装架；2、导线组件；3、牵引线；4、导线板；5、采集组件；6、转轴；7、绕线辊；8、丝杠；9、移动块；10、导线环；11、定位件；12、安装套；13、定位杆；14、定位辊；15、安装腔；16、第二驱动电机；17、第一齿轮；18、第二齿轮；19、第三齿轮；20、采集筒；20-1、筒体；20-2、顶盖；20-3、底盖；20-4、扩容筒体；21、隔板；22、抽气口；23、进样开关组件；24、筛分网；25、出样口；26、液位感应器；27、缓冲件；28、缓冲架；29、伸缩件；30、弹性垫；31、第一驱动电机；32、密封板；33、锁紧套环；34、导向杆；35、电磁铁；36、清洁刷；37、进样口；38、缓冲杆；39、缓冲套；40、蓝牙模块；41、控制器；42、引导套；43、连接件；44、配重件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
本发明的一个具体实施例，公开了一种钻孔内定深水样采集装置，如图1所示，包括：
安装架1，安装架1用于支撑采集装置；
采集组件5，采集组件5包括采集筒20和液位感应器26，采集筒20具有多个独立的采集室，采集室设有抽气口22、进样口37和出样口25，通过抽气口22抽气使采集室形成负压，进样口37设有进样开关组件23，采集的样品由出样口25取出；液位感应器26固定于采集筒20上，通过液位感应器26的监测数据获取水样采集深度；
收放线机构，收放线机构包括牵引线3、绕线辊7、导线组件2和驱动组件，绕线辊7转动设置于安装架1上，导线组件2设置在绕线辊7的下方，牵引线3的第一端绕接绕线辊7，第二端穿过导线组件2与采集组件5连接，驱动组件用于驱动绕线辊7转动以实现牵引线3的收线与放线，导线组件2通过引导穿过的牵引线3使采集组件5位于钻孔的中心线上；
控制器41，控制器41与驱动组件、进样开关组件23通讯连接。
实施时，利用抽气设备通过抽气口22将采集筒20的多个采集室进行抽气处理，通过抽真空处理使得采集室内位负压状态；将安装架1移动至钻孔上方，将牵引线3穿过导线组件2，并与采集组件5连接，操作导线组件2调整穿过其的牵引线3位置，使采集组件5位于钻孔的中心线上；控制器控制驱动组件动作，驱动组件采用驱动电机，驱动组件带动绕线辊7转动以实现牵引线3的放线，将采集组件5下放伸入钻孔；随着采集组件5的不断下降，液位感应器26监测采集筒20在液面下的深度，并不断将深度数据传输至控制器41；当到达第一采样深度h1时，驱动组件停止动作，牵引线3停止放线，采样人员操作控制器41控制第一采集室的第一进样开关组件打开，此深度的水样在负压作用下进入采集筒20的第一采集室，一段时间后，水样充满第一采集室，控制器41控制第一进样开关组件关闭，完成该h1深度水样采集；控制器41控制驱动组件继续动作，牵引线3继续放线，重复上述操作完成h2、h3、h4…等余下深度采样操作。当完成所有预设深度样品采集后，控制器41控制驱动组件动作，驱动绕线辊7反向转动以实现牵引线3的收线，直至将采集组件5收回至地面，按照采集室编号分别取出样品。
在一个可选的实施例中，采集筒20内的多个采集室由隔板21分割而成，隔板21设置在采集筒20内部，并其内部空间分割为多个独立的采集室，每个采集室上设置有独立的抽气口22、进样口37和出样口25，进样开关组件23对应每个进样口37设置，液位感应器26设置在采集筒20外壁底部。
在一个可选的实施例中，采集筒20为圆柱形筒或方形筒，各个采集室的容积可以相同也可以不相同，具体视对不同采样深度采集量设置。
在一个可选的实施例中，如图5所示，采集室内设置有筛分网24，筛分网24对应出样口25位置设置在采集室内，同一采集室内至少布置一层筛分网24，优选布置多层筛分网24，多层筛分网24将采集室在竖直方向上分割为多个筛分空间，各个筛分空间通过筛分网24的网眼连通，由上向下筛分网24的网眼逐渐变小，由进样口37进入采集室的水样，经过筛分网24层层筛分，将水样中的泥沙、微生物分离、保存在相应筛分空间的筛分网24上，同一采集室内能够在采样的同时对原始水样进行物理筛分，得到过滤的水样以及泥沙、微生物等颗粒样品，每个筛分空间均设置有出样口25，示例性的，筛分网24水平设置，出样口25位于筛分网24的上方，且出样口25的下端口与筛分网24的顶面持平，便于倒出各筛分空间的样品。
当完成所有深度水样采集后，将采集组件5移出至地面，需要按采集室编号顺序倒出每个采集室的样品，且每个采集室中不同种类样品(滤的水样、泥沙、微生物等颗粒逐级增大的样品)由下向上依次取出，即最先打开最下端的出样口25，将过滤的水样倒出，随后，打开上一级出样口，取出细颗粒泥沙，依次打开上一级出样口，直至取出所有颗粒样品，并分别编号。
为了更好的实现水样中不同粒径颗粒样品的有效筛分，筛分网24倾斜设置，靠近出样口25的一端低于靠近隔板21的一端，出样口25设置在筛分网24最底端的上方，便于样品倒出。由于采集室预先抽真空处理，采集室内为负压状态，进样口37进入采集室的水样，向隔板21方向喷出，落在筛分网24的上部，水样中的泥沙、微生物等会沿着倾斜设置的筛分网24向下移动，在向下移动过程中利用重力及水流进行逐层筛分。
在一个可选的实施例中，进样开关组件23包括第一驱动电机31、密封板32、电磁铁35和滑动锁紧件；密封板32活动设置于采集筒20的外壁上，第一驱动电机31的输出轴与密封板32连接，用于驱动密封板32沿采集筒20的外壁运动，密封板32的运动轨迹覆盖进样口37，也即密封板32运动过程中能够使进样口37打开和关闭。
若采集筒20为方形筒，采集筒的外壁为平面，则密封板32为平板结构，密封板32可以通过直线往返移动的方式关闭和打开进样口37，也可以通过转动的方式关闭和打开进样口37；若采集筒20为圆形筒，采集筒的外壁为曲面，则密封板32与采集筒外壁接触面为曲面，能够与采集筒的外壁无缝贴合，密封板32可以通过直线往返移动的方式关闭和打开进样口37，直线往返移动轨迹与采集筒20的轴线平行。
以采集筒20为方形筒为例，如图7所示，通过第一驱动电机31传动的密封板32转动设置在采集筒20上，第一驱动电机31的输出轴与密封板32连接，用于驱动密封板32转动，第一驱动电机31的输出轴与密封板32垂直设置，且位于进样口37的一侧，密封板32的转动轨迹覆盖进样口37，也即密封板32转动过程中能够使进样口37打开和关闭。
采集筒20的外壁上设置卡槽，卡槽设置在进样口37的外围，电磁铁35设置于卡槽内部；密封板32上设置有能够与卡槽连通的安装槽，滑动锁紧件设置于安装槽内。当卡槽与安装槽相对时，密封板32能够完全覆盖进样口37，且滑动锁紧件的一部分在电磁铁35的吸力作用下滑动至卡槽内，将密封板32锁紧固定在采集筒20上，实现进样口37的关闭。
具体而言，卡槽内装有电磁铁35，电磁铁35的长度小于卡槽的深度，且电磁铁35的第一端固定安装于卡槽的槽底，电磁铁35的第二端至卡槽的槽口具有一定距离，也就是说，电磁铁35不能装满整个卡槽，卡槽的槽口一侧具有供滑动锁紧件插入的锁定空间；安装槽内安装有滑动锁紧件，滑动锁紧件包括锁紧套环33和导向杆34，导向杆34固定设置在安装槽内，锁紧套环33的一端伸入安装槽，且滑动套设于导向杆34上，锁紧套环33的另一端在电磁铁35通电情况下能够伸入卡槽，且与电磁铁35磁性连接，滑动锁紧件的锁紧套环33能够在电磁铁35的磁吸力作用下滑动伸出安装槽，并插入采集筒20外壁的卡槽的锁定空间内，将密封板32锁定，从而将进样口37封闭，有效防止密封板32发生错位转动，避免其他层位水进入采集室而污染样品。
在一个可选的实施例中，进样开关组件23还包括弹性复位件，弹性复位件套在导向杆34的外部，且一端连接安装槽的槽壁，另一端连接锁紧套环33，弹性复位件用于在电磁铁35断电后将锁紧套环33复位至安装槽内。示例性的，弹性复位件为弹簧，锁紧套环33滑动套设在导向杆34上，弹簧的一端固定在安装槽的槽底，另一端与锁紧套环33连接，自然状态下，整个滑动锁紧件位于安装槽内部，锁紧套环33位于安装槽内，当电磁铁35通电后产生磁吸力，锁紧套环33在磁吸力作用下沿导向杆34向电磁铁35方向移动，进入卡槽内的锁定空间，将密封板32相对固定，完成进样口37的封闭；进样口37封闭状态下，弹簧处于拉伸状态，具有恢复自然状态的弹力，当需要打开进样口37时，电磁铁35断电，磁吸力消失，锁紧套环33在弹簧拉力作用下沿导向杆34缩回至安装槽内，第一驱动电机31驱动密封板32转动，将进样口37打开。通过设置弹簧，能够在电磁铁35断电后锁紧套环33及时缩回至安装槽内，避免锁紧套环33因缩回不及时导致进样口无法打开，保证了装置的运行可靠性。
在一个可选的实施例中，锁紧套环33靠近电磁铁35的一端上设置有金属块，金属块的尺寸与卡槽的尺寸相匹配，设置金属快一方面增加电磁吸力，另一方面提升插入卡槽后的锁紧可靠性。
在一个可选的实施例中，进样口37上设置有滤网，可选的，滤网为不锈钢丝滤网，通过设置滤网能够防止水草、大颗粒漂浮物等进入采集室；并且，进样开关组件23还包括清洁刷36，清洁刷36设置在密封板32上，水样进入采集室过程中，驱动电机31驱动密封板32持续转动，清洁刷36能够与滤网滑动接触，除去滤网上的杂物，提高采样效率。
实施时，采集组件5在放入钻孔之前，关闭进样口37、关闭出样口25，对采集筒进行抽气，抽气完成后封闭抽气口22，并进行密封处理保证采集筒的密封性。利用密封板32将进样口37封住，在进样口37密封状态下，第一驱动电机31未动作，电磁铁35通电，锁紧套环33在磁吸力作用下进入卡槽内的锁定空间，与电磁铁35接触，密封板32始终封住进样口37；当采集组件5到达指定位置时，电磁铁35断电，锁紧套环33与电磁铁35分离，锁紧套环33沿导向杆34缩进安装槽内，使密封板32处于自由转动状态，启动某一个采集室的进样开关组件23，对应该采集室的驱动电机31动作，驱动密封板32转动使进样口37打开状态，水样从进样口37进入该采集室。
本实施例中，绕线辊7的中心固定设有转轴6，转轴6的长度大于绕线辊7的长度，转轴6的两端转动设置在安装架1的上端，绕线辊7能够随转轴6转动。
本实施例中，导线组件2包括丝杠8、移动块9、导线环10、导线板4和定位件11；丝杠8与转轴6水平平行设置，丝杠8位于绕线辊7的下方，丝杠8转动连接于安装架1上；丝杠8上设置有往返螺纹，丝杠8上螺纹安装有移动块9，移动块9能够沿丝杠8水平移动，导线环10供牵引线3穿过，导线环10设置在移动块9上，如图2所示；导线板4设置在丝杠8的下方，导线板4上设置有导线孔，牵引线3穿过导线环10、导线孔；如图3所示，导线板4上设置多组定位件11，多组定位件11围绕导线孔的中心设置，每组定位件11包括安装套12、定位杆13和定位辊14，安装套12转动设置在导线孔的孔壁上，安装套12的内壁上设置有内螺纹，定位杆13上设置有外螺纹，定位杆13的一端伸入安装套12且与安装套12螺纹连接，定位杆13的另一端朝向导线孔的中心位置，且转动连接定位辊14。
利用导线组件2调整穿过的牵引线3，使得采集组件5位于钻孔的中心线上，具体通过旋转定位杆13，调整定位杆13伸入安装套12的长度，定位辊14引导牵引线3移动至钻孔的中心线上，使得采集组件5能够沿钻孔的中心线升降，从而避免采集组件5与钻孔壁碰撞，提升装置的工作可靠性。
在一个可选的实施例中，定位棍14的外周面设置限位槽，限位槽环周设置，且位于定位辊14外周面中心，限位槽的尺寸大于牵引线3的直径，进一步地，限位槽为V形槽，V形槽的槽底尺寸等于牵引线3的直径，能够对牵引线3起到引导作用，V形槽能够防止牵引线3在定位辊14的周面上发生偏转，进而提升牵引线3移动至钻孔的中心线上的对准精度。
在一个可选的实施例中，采集室还设置有抽气口22，抽气口22上设置有第一电控阀，抽气口22用于预先抽真空，完成抽真空后，第一电控阀能够起到密封作用；出样口25上设置有第二电控阀，当从钻井内取出采集筒后，打开第二电控阀，将样品取出。
在一个可选的实施例中，采集筒20上设置有蓝牙模块40，控制器41上设置有通讯模块，通讯模块与蓝牙模块40信号连接，且蓝牙模块40、第一驱动电机31等位于水下部件均采用防水设置。可以理解的是，采集筒20上可以设置其他能够用于水下的有线或无线传输设备，包括但不限定于蓝牙模块，只要能够与控制器实现信号传输及控制均可以，信号传输及控制器本身并非本申请发明点所在，本申请的上述信号传输及控制利用现有技术即可实现，在此不再赘述。
本实施例中，利用现有控制技术就能够实现驱动组件、采集组件5的相应动作，控制器41设置在安装架1上，控制器41与驱动组件、采集组件5通讯连接，操作人员通过控制器41执行牵引线3的收线与放线、进样开关组件23的开关，其中，控制器41的数量可以为多个，每一个动作部件单独设置一个控制器，也可以将多个控制功能集成在一个总控制器上。
与现有技术相比，本发明的钻孔内定深水样采集装置至少具有如下有益效果：
(1)通过设置导线组件，导线环能够沿丝杠的轴向水平移动，定位件的可调节定位，一方面实现牵引线的有序绕放，避免缠线造成工作效率的降低，另一方面使采集组件下落点稳定对应钻孔中心，使得采集组件能够沿钻孔的中心线升降，减少与钻孔壁发生擦碰，从而延长装置的使用寿命，提升装置的工作可靠性。
(2)采集组件具有多个独立的采集室，配合采集室内部设置的筛分网，不仅能够实现不同深度的样品采集，而且在取样过程中即可实现沙泥分离，从而实现对不同深度水样、不同类型样品的分类采集，采样效率高，减少了后续处理的时间，功能性强。
(3)通过预先将采集室设置为负压，能够加快进样速度，同时采集室的进样口设置有滤网，密封板上设置清洁刷，清洁刷与滤网滑动接触，利用控制器远程控制进样开关组件实现自动进水，开关组件还能够同时拂去滤网上的杂物，从而进一步加快进样速度，提高了采样效率和效果。
实施例2
在上述实施例的基础上，本发明提出的一种钻孔内定深水样采集装置，还包括缓冲件27，缓冲件27设置在采集筒20的外周壁，通过设置缓冲件27降低与钻孔壁的撞击力，起到保护作用。
如图8所示，缓冲件27包括缓冲架28、伸缩件29和弹性垫30，缓冲架28设置在采集筒20的外围，缓冲架28的高度大于等于采集筒20的高度，弹性垫30设置在缓冲架28远离采集筒20的一端，缓冲架28通过伸缩件29与采集筒20的外周壁连接，伸缩件29能够在撞击下弹性收缩。当采集筒20与钻孔壁碰撞时，弹性垫30首先与钻孔壁碰撞，弹性垫30起到第一次缓冲作用，随着撞击力传递，缓冲架28会向采集筒20的侧壁移动，缓冲架28与采集筒20之间的距离变短，此时伸缩件29弹性收缩，起到第二次缓冲作用，通过双重缓冲作用，有效提升采集筒20的安全性，延长其使用寿命。
由于水文监测钻孔为圆柱形孔，而且钻孔内往往安装有圆形套管，因此，将缓冲架28整体设置为圆弧形结构，如图6所示，缓冲架28外表面的弧度与钻孔壁/套管内壁的弧度相同，当发生撞击时，圆弧结构的缓冲架28能够与圆弧结构的钻孔壁或套管内壁接触，接触面积大，从而提升缓冲效果。
采集筒20的侧壁上设置多个缓冲件27，多个缓冲件27对称设置在采集筒20的外围，在自然状态下，也即未发生撞击时，多个缓冲架28的圆弧位于同一圆周上，且缓冲架28的弧长之和小于该圆周的周长，缓冲架28的圆弧半径小于钻孔的半径，采集筒20位于两个缓冲件27围成的防护空间内。
在一个可选的实施例中，伸缩件29包括缓冲杆38、缓冲套39和弹簧；缓冲套39设置在采集筒20上，缓冲套39的中心线与采集筒20的中心线垂直；缓冲杆38的外径小于等于缓冲套39的内径，弹簧的外径小于缓冲套39的内径，弹簧设置在缓冲套39的内部，缓冲杆38的一端连接缓冲架28，另一端伸入缓冲套39，且与弹簧连接，弹簧的一端抵靠在缓冲套39的套底(抵靠在采集筒20的外壁上)，弹簧的另一端抵靠在缓冲杆38伸入缓冲套39内的端面上。
在一个可选的实施例中，伸缩件29还包括引导套42，引导套42的内径等于缓冲架28的外径，引导套42的一端固定于采集筒20的外周壁上，缓冲架28的一部分装入引导套42内，缓冲杆38、缓冲套39和弹簧与引导套42同轴设置，引导套42的中心线与缓冲架28的中心线、缓冲杆38的中心线共线。自然状态下，弹簧、缓冲杆38、缓冲架28的连接长度，大于引导套42的长度，可选的，自然状态下，缓冲架28的一半长度位于引导套42内。通过设置引导套42，与缓冲套39配合，能够引导缓冲架28顺利移动，有效避免缓冲架28发生偏转导致缓冲杆38与缓冲套39内壁间摩擦力增大，从而提升缓冲效果。
在一个可选的实施例中，采集筒20为圆柱形筒或方形筒，各个采集室的容积可以相同也可以不相同，具体视对不同采样深度采集量设置。
在一个可选的实施例中，采集筒20为方形筒，具有4个容积相同的采集室，采集室为矩形空间，隔板21的宽度等于方形采集筒的宽度，隔板21的高度等于方形采集筒的高度，两隔板21相互垂直设置，采集筒20的四个侧壁均为平面，并且四个侧壁的尺寸相同。如图6所示，方形采集筒20的侧壁上可以设置两个缓冲件27，两个缓冲件27对称设置在采集筒20的两侧，在自然状态下，未发生撞击时，两个缓冲架28的圆弧位于同一圆周上，且两个缓冲架28的弧长之和小于该圆周的周长，缓冲架28的圆弧半径小于钻孔的半径，方形采集筒20的四个角位于两个缓冲件27围成的防护空间内。
在一个可选的实施例中，采集筒20为圆柱形筒，具有4-6个容积相同的采集室，隔板21的宽度等于圆柱形采集筒的直径，隔板21的高度等于圆柱形采集筒的高度，相邻两隔板21之间的夹角相同，采集筒20的外周壁为曲面，采集筒20的侧壁上均匀设置3-6个缓冲件27，保证从各个角度撞击采集筒20，均直接撞击在缓冲件27上。
与现有技术相比，本发明的采集装置通过在采集筒20的外壁设置缓冲件，缓冲架、伸缩件和弹性垫配合，能够减少外力撞击时产生的振动，有效保护装置，提升装置的使用寿命。
实施例3
如图4所示，在上述实施例的基础上，本发明提出的一种钻孔内定深水样采集装置，驱动组件包括第二驱动电机16、第一齿轮17、第二齿轮18和第三齿轮19，驱动组件能够同时驱动转轴6(也即驱动绕线辊7转动)和丝杠8转动，具体而言，第二驱动电机16设置在安装架1上，安装架1上设置有安装腔15，第二驱动电机16的主轴伸入安装腔15内，且与第二齿轮18键合连接；转轴6与丝杠8平行设置，转轴6和丝杠8的一端伸入安装腔15，且分别键合连接第一齿轮17和第三齿轮19；第一齿轮17和第三齿轮19分别啮合连接第二齿轮18。也就是说，转轴6的第一端伸入安装腔15，且与第一齿轮17键合连接，丝杠8的第一端伸入安装腔15，且与第三齿轮19键合连接，第一齿轮17通过第二齿轮18与第三齿轮19啮合连接，第一齿轮17、第二齿轮18和第三齿轮19的尺寸参数相适配，第二驱动电机16通过第二齿轮18驱动第一齿轮17和第三齿轮19的转动，进而实现转轴6和丝杠8同时转动。
与现有技术相比，本发明的采集装置通过设置驱动组件，实现转轴和丝杠同时转动，不仅能够实现牵引线的收线与放线，而且能够确保采集组件沿钻孔的中心线升降，更加节能，也减小了装置的体积和重量，方便移动和收纳。
实施例4
本发明的又一具体实施例，公开了一种钻孔内定深水样采集方法，基于实施例1-3的钻孔内定深水样采集装置，钻孔内定深水样采集方法包括如下步骤：
S1、将安装架1移动至钻孔上方，将牵引线3依次穿过导线环10和定位件11，并与提前抽真空的采集组件5连接；将采集组件5伸入钻孔口，调节定位件11，通过旋转安装套12使定位杆13推动定位辊14水平移动，直至采集组件5位于钻孔的中心线上；
S2、启动驱动组件，驱动组件带动转轴6和丝杠8转动，带动绕线辊7转动，导线环10沿丝杠8来回移动，使得牵引线3被有序放长；随着牵引线3的放长，采集组件5不断下降，液位感应器26实时监测采集筒20在液面下的深度，并不断将深度数据传输至控制器41；
S3、到达第一采样深度h1时，采样人员操作控制器41，向蓝牙模块发出信号，启动第一采集室的进样开关组件23，电磁铁35断电，第一采集室的第一驱动电机31驱动对应的密封板32转动，使第一进样口打开，第一采样深度h1处的水样在负压作用下进入采集筒20；当完成第一采样深度采样后，控制器41控制电磁铁35通电，密封板32在第一驱动电机31的驱动下转动，当安装槽与卡槽相对时，通电的电磁铁35吸引锁紧套环33卡入卡槽，密封板32固定，将进样口37关闭密封；
S4、重复步骤S2-S3，继续采集第二采样深度h2、第三采样深度h3……第n采样深度hn位置的水样，水样依次储存在第二采集室、第三采集室……第n采集室中，直至完成所有预定采样深度的水样采集；
S5、完成所有预定采样深度的水样采集后，驱动组件作用，收回采集组件5；牵引线3通过导线环10引导，有序绕在绕线辊7上，从钻孔中取出采集组件5，按照采集室编号分别取出样品，完成采样。
在步骤S1中，采集组件5在放入钻孔之前，关闭进样口37、关闭出样口25，对采集筒进行抽气，抽气完成后封闭抽气口22，并进行密封处理保证采集筒的密封性。利用密封板32将进样口37封住，在进样口37密封状态下，第一驱动电机31未动作，电磁铁35通电，锁紧套环33在磁吸力作用下进入卡槽内的锁定空间，与电磁铁35接触，在到达指定采样深度前，密封板32始终封住进样口37。
在步骤S2中，根据牵引线3上的刻度值可以获取采集组件5的深度值；也可以根据井口至液面的距离，结合液位感应器26的监测数据计算采样点距离井口的距离，当液位感应器26首次监测到液位数据，立即读取牵引线3上的刻度值，此时牵引线3上的刻度值即为井口至液面的距离。
在步骤S3中，水样进入采集室过程中，驱动电机31驱动密封板32持续转动，清洁刷36能够与滤网滑动接触，除去滤网上的杂物，提高采样效率。
在步骤S3中，水样进入采集室后，经过筛分网24层层筛分，将水样中的泥沙、微生物分离、保存在相应筛分空间的筛分网24上，同一采集室内能够在采样的同时对原始水样进行物理筛分，得到过滤的水样以及泥沙、微生物等颗粒样品。
在步骤S3中，当采集组件5到达指定位置时，电磁铁35断电，锁紧套环33与电磁铁35分离，锁紧套环33沿导向杆34缩进安装槽内，使密封板32处于自由转动状态，启动某一个采集室的进样开关组件23，对应该采集室的驱动电机31动作，驱动密封板32转动使进样口37打开状态，水样从进样口37进入该采集室。
与现有技术相比，本发明的采集方法至少具有如下有益效果，
(1)通过对采集组件的远程操控，能够准确的实现指定深度的水样采集，采样方法操作简单，自动性强，采样效率高。
(2)利用收放线机构能够实现自动化实现牵引线的有序绕放和回收，避免缠线造成工作效率的降低，还能使采集组件沿钻孔的中心线升降，减少与钻孔壁发生擦碰，从而延长装置的使用寿命，提升装置的工作可靠性。
(3)利用具有多个采集室的采集组件，采集室内部设置的筛分网，不仅能够实现不同深度的样品采集，而且在取样过程中即可实现沙泥分离，从而实现对不同深度水样、不同类型样品的分类采集，采样效率高，减少了后续处理的时间，大幅提升工作效率。
(4)通过预先将采集室设置为负压，能够加快进样速度，提高了采样效率和效果。
实施例5
由于现有钻孔内水样采集装置受限于采集装置的采集空间，每次只能采集特定容积的水样，采样容积不能调整，如果需要在同一深度采集大量水样，现有装置需要反复采集多次，不仅费时费力，而且每次采集深度无法做到完全一致，而且随着时间的变化，在同一深度多次间隔时间采集的样品，在成分上也会有细微差别，对后续分析测试结果有一定影响，因此现有钻孔内水样采集装置无法满足水样需求量大的样品采集需求。
基于上述问题，本发明的又一个具体实施例，公开了一种采集筒，该采集筒的采样容积可调整，本实施例的采集筒可以应用于实施例1至3中的钻孔内定深水样采集装置。
如图9所示，采集筒20包括筒体20-1、顶盖20-2和底盖20-3，顶盖20-2与筒体20-1的顶部一体成型，底盖20-3能够与筒体20-1的底部拆卸密封连接，具体的，底盖20-3上设有第一连接部，筒体20-1的底部设有第二连接部，第一连接部能够与第二连接部拆卸密封连接；采集筒20配套设有扩容筒体20-4，扩容筒体20-4的第一端设置第三连接部，第二端设置第四连接部，第三连接部能够与第一连接部拆卸密封连接，第四连接部能够与第二连接部拆卸密封连接；
在一个可选的实施例中，采集筒20配套设置至少一个扩容筒体20-4，多个扩容筒体20-4独立设置，扩容筒体20-4的结构相同，扩容筒体20-4的容积可以相同也可以不同，优选地，扩容筒体20-4的容积梯度设置，如50ml、100ml、150ml、200ml、300ml、500ml、1000ml等，可根据采样量选择单个扩容筒体20-4的容积和数量，将采集筒组装成相应的容积，也就是说，筒体20-1与底盖20-3之间可以密封安装至少一个扩容筒体20-4，当然，也可以不安装扩容筒体20-4。
在一个可选的实施例中，采集筒20为圆柱体结构，筒体20-1和扩容筒体20-4均为圆柱体结构，顶盖20-2与筒体20-1的顶部一体成型，筒体20-1的底部设有外螺纹，底盖20-3设有内螺纹，底盖20-3能够螺纹密封连接于筒体20-1的底部；扩容筒体20-4的第一端设置有外螺纹，与底盖20-3的内螺纹相适配；扩容筒体20-4的第二端设置有内螺纹，与筒体20-1底部的外螺纹相适配；扩容筒体20-4的两端分别与筒体20-1底部和底盖20-3螺纹密封连接。也就是说，第一连接部和第四连接部均为内螺纹，第二连接部和第三连接部均为外螺纹，且内螺纹能够与外螺纹相适配，第三连接部能够与第一连接部螺纹密封连接，第四连接部能够与第二连接部螺纹密封连接。
在一个可选的实施例中，筒体20-1与底盖20-3的连接处、筒体20-1与扩容筒体20-4的连接处、扩容筒体20-4与底盖20-3的连接处以及扩容筒体20-4与扩容筒体20-4的连接处设置弹性密封组件，可选的，密封组件为弹性密封橡胶圈，弹性密封橡胶圈套设在采集筒的外周壁，覆盖连接处，通过设置弹性密封橡胶圈一方面有助于密封，另一方面，还起到减震缓冲作用，提升装置的工作可靠性。
在一个可选的实施例中，顶盖20-2的中心设有连接件43，牵引线3与连接件43连接，底盖20-3的下端面设置配重件44，配重件44的重心位于采集筒20的中心线上。
通过设置扩容筒体使得采集筒的采样容积可调节，因此可以根据采样量需求对采样筒进行装配实现采样容积调整，方便快捷，而且对于需求量大的水样采集，能够一次完成足够的水样，满足了水样需求量大的样品采集需求，提升了采样效率。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种钻孔内定深水样采集装置，包括：
安装架(1)；
采集组件(5)，采集组件(5)包括采集筒(20)，采集筒(20)具有多个采集室，采集室设有抽气口(22)、进样口(37)和出样口(25)，通过抽气口(22)抽气使采集室形成负压，进样口(37)设有进样开关组件(23)，采集的样品由出样口(25)取出；采集筒(20)上设有液位感应器(26)，通过液位感应器(26)的监测数据获取水样采集深度；
收放线机构，收放线机构包括牵引线(3)、绕线辊(7)、导线组件(2)和驱动组件，绕线辊(7)转动设置于安装架(1)上，导线组件(2)设置在绕线辊(7)的下方，牵引线(3)的第一端绕接绕线辊(7)，第二端穿过导线组件(2)与采集组件(5)连接，驱动组件用于驱动绕线辊(7)转动以实现牵引线(3)的收线与放线，导线组件(2)通过引导穿过的牵引线(3)使采集组件(5)位于钻孔的中心线上；
控制器(41)，控制器(41)与驱动组件、进样开关组件(23)通讯连接；
进样开关组件(23)包括第一驱动电机(31)、密封板(32)、电磁铁(35)和滑动锁紧件；
采集筒(20)的外壁上设置卡槽，卡槽设置在进样口(37)的外围，电磁铁(35)设置于卡槽内部；
密封板(32)设置于采集筒(20)的外壁上，密封板(32)上设置有能够与卡槽连通的安装槽，滑动锁紧件设置于安装槽内，第一驱动电机(31)用于驱动密封板(32)运动，密封板(32)的运动轨迹能够覆盖进样口(37)；
当卡槽与安装槽相对时，密封板(32)覆盖进样口(37)，且滑动锁紧件的一部分在电磁铁(35)的吸力作用下滑动至卡槽内，将密封板(32)锁紧固定在采集筒(20)上，实现进样口(37)的关闭。
2.根据权利要求1所述的钻孔内定深水样采集装置，其特征在于，滑动锁紧件包括锁紧套环(33)和导向杆(34)，导向杆(34)固定设置在安装槽内，锁紧套环(33)的一端伸入安装槽，且滑动套设于导向杆(34)上，锁紧套环(33)的另一端在电磁铁(35)通电情况下能够伸入卡槽，与电磁铁(35)磁性连接。
3.根据权利要求2所述的钻孔内定深水样采集装置，其特征在于，导线组件(2)包括丝杠(8)、移动块(9)、导线环(10)、导线板(4)和定位件(11)；
丝杠(8)与绕线辊(7)的转轴(6)平行设置，丝杠(8)位于绕线辊(7)的下方，丝杠(8)转动连接于安装架(1)上，丝杠(8)上螺纹安装有移动块(9)，移动块(9)能够沿丝杠(8)水平移动，导线环(10)设置在移动块(9)上供牵引线(3)穿过；
导线板(4)设置在丝杠(8)的下方，导线板(4)上设置有导线孔和多组定位件(11)，多组定位件(11)围绕导线孔的中心设置，定位件(11)用于引导牵引线(3)移动至钻孔的中心线上。
4.根据权利要求3所述的钻孔内定深水样采集装置，其特征在于，定位件(11)包括安装套(12)、定位杆(13)和定位辊(14)，安装套(12)转动设置在导线孔的孔壁上，安装套(12)的内壁上设置有内螺纹，定位杆(13)上设置有外螺纹，定位杆(13)的一端伸入安装套(12)且与安装套(12)螺纹连接，定位杆(13)的另一端朝向导线孔的中心位置，且转动连接定位辊(14)。
5.根据权利要求4所述的钻孔内定深水样采集装置，其特征在于，采集筒(20)的外周壁设有缓冲件(27)，缓冲件(27)的数量为多个，多个缓冲件(27)对称设置在采集筒(20)的外围。
6.根据权利要求5所述的钻孔内定深水样采集装置，其特征在于，驱动组件包括第二驱动电机(16)、第一齿轮(17)、第二齿轮(18)和第三齿轮(19)，第二驱动电机(16)设置在安装架(1)上，第二驱动电机(16)的主轴与第二齿轮(18)键合连接，转轴(6)和丝杠(8)的一端分别键合连接第一齿轮(17)和第三齿轮(19)，第一齿轮(17)和第三齿轮(19)分别啮合连接第二齿轮(18)。
7.根据权利要求6所述的钻孔内定深水样采集装置，其特征在于，采集室内设置多层筛分网(24)，多层筛分网(24)将采集室在竖直方向上分割为多个筛分空间，各个筛分空间通过筛分网(24)的网眼连通，由上向下筛分网(24)的网眼逐渐变小。
8.根据权利要求7所述的钻孔内定深水样采集装置，其特征在于，筛分网(24)倾斜设置，靠近出样口(25)的一端低于靠近隔板(21)的一端，出样口(25)设置在筛分网(24)最底端的上方。
9.一种钻孔内定深水样采集方法，其特征在于，利用权利要求8所述的钻孔内定深水样采集装置，所述方法包括如下步骤：
S1、将安装架(1)移动至钻孔上方，将牵引线(3)依次穿过导线环(10)和定位件(11)，并与提前抽真空的采集组件(5)连接；将采集组件(5)伸入钻孔口，调节定位件(11)，通过旋转安装套(12)使定位杆(13)推动定位辊(14)水平移动，直至采集组件(5)位于钻孔的中心线上；
S2、启动驱动组件，驱动组件带动转轴(6)和丝杠(8)转动，带动绕线辊(7)转动，导线环(10)沿丝杠(8)来回移动，使得牵引线(3)被有序放长；随着牵引线(3)的放长，采集组件(5)不断下降，液位感应器(26)监测采集筒(20)在液面下的深度，并不断将深度数据传输至控制器(41)；
S3、到达第一采样深度h1时，采样人员操作控制器(41)，向蓝牙模块发出信号，启动第一采集室的进样开关组件(23)，电磁铁(35)断电，第一采集室的第一驱动电机(31)驱动对应的密封板(32)转动，使第一进样口打开，第一采样深度h1处的水样在负压作用下进入采集筒(20)；当完成第一采样深度采样后，控制器(41)控制电磁铁(35)通电，密封板(32)在第一驱动电机(31)的驱动下转动，当安装槽与卡槽相对时，通电的电磁铁(35)吸引锁紧套环(33)卡入卡槽，密封板(32)固定，将进样口(37)关闭密封；
S4、重复步骤S2-S3，继续采集第二采样深度h2、第三采样深度h3……第n采样深度hn位置的水样，水样依次储存在第二采集室、第三采集室……第n采集室中，直至完成所有预定采样深度的水样采集；
S5、完成所有预定采样深度的水样采集后，驱动组件作用，收回采集组件(5)；牵引线(3)通过导线环(10)引导，有序绕在绕线辊(7)上，从钻孔中取出采集组件(5)，按照采集室编号分别取出样品，完成采样。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114323793B (zh) * 2021-12-30 2023-06-23 河南省科学院地理研究所 一种水质监测深层水体取样装置
CN117703357B (zh) * 2024-02-05 2024-04-26 西南石油大学 一种中深层地热井监测设备

Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5211203A (en) * 1992-05-15 1993-05-18 Vollweiler Timothy J Portable self-contained ground water testing assembly
US5293934A (en) * 1992-09-01 1994-03-15 Burge Russell W Ground water sampling unit having a fluid-operated seal
EP2039880A2 (fr) * 2007-09-24 2009-03-25 Commissariat A L'energie Atomique Préleveur statique multi-niveaux
CN103728159A (zh) * 2014-01-07 2014-04-16 北京联合大学 一种地下/地表水定时自动原位取样装置
CN203745243U (zh) * 2014-03-25 2014-07-30 孙健 一种野外可移动式水样采集装置
CN104343447A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 韩国地质资源研究院 利用多级封隔器的试样采集方法及装置
CN105738157A (zh) * 2016-04-28 2016-07-06 天津工业大学 可采集不同深度水样的远程遥控采样器
CN106066264A (zh) * 2016-06-30 2016-11-02 云南省环境科学研究院 无扰动高精准度深水取样装置
CN205679430U (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 中国地质科学院岩溶地质研究所 钻孔定深取水装置
CN106197607A (zh) * 2016-08-19 2016-12-07 成都理工大学 一种精确测量地下水位的装置及方法
CN106769214A (zh) * 2017-01-09 2017-05-31 仲君 一种土壤环境检测用取样检测一体装置
CN107687338A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 天津大港油田圣达科技有限公司 一种井间监测取样装置
CN107941555A (zh) * 2017-11-20 2018-04-20 中国矿业大学 一种可判断地下水串层污染的水井定深度含水层水样采集器
CN208060170U (zh) * 2018-03-15 2018-11-06 湖南科技大学 海洋船载交流变频绞车试验台
CN110186716A (zh) * 2019-05-20 2019-08-30 武汉科技大学 一种高保真定深水样采集装置
CN110987526A (zh) * 2019-11-25 2020-04-10 徐州志欧机电设备有限公司 一种水样采集装置
CN211038623U (zh) * 2019-11-09 2020-07-17 云南国土资源职业学院 一种钻探泥浆用地下水位探测装置
CN111521444A (zh) * 2020-06-08 2020-08-11 台州市环科环保设备运营维护有限公司 一种水样检测系统
CN211602080U (zh) * 2020-04-11 2020-09-29 河南地矿集团中昊建设工程有限公司 一种便携式孔内地下水的采集装置
CN212079292U (zh) * 2020-03-02 2020-12-04 张庆义 一种水文地质钻孔水位自动采集器
CN212180365U (zh) * 2020-06-08 2020-12-18 台州市环科环保设备运营维护有限公司 一种水样检测系统的便携式取样装置
CN212458947U (zh) * 2020-05-29 2021-02-02 中国地质科学院岩溶地质研究所 一种用于地质环境勘测的采集装置
CN212520020U (zh) * 2020-07-08 2021-02-12 中国水产科学研究院珠江水产研究所 一种底栖藻类采集装置
CN212563215U (zh) * 2020-07-20 2021-02-19 秦学臻 一种水文地质钻孔水位自动采集器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU883381A1 (ru) * 1980-03-24 1981-11-23 Украинский научно-исследовательский институт природных газов Глубинный пробоотборник
KR101394171B1 (ko) * 2013-07-01 2014-05-14 한국지질자원연구원 시추공 내 시료 채취 장치 및 방법
CN106053139A (zh) * 2016-07-24 2016-10-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种多层水样持续、自动采集的深水采样装置
CN208043488U (zh) * 2017-11-09 2018-11-02 马冠芳 一种地下水水质监测用水样采集装置
CN207623061U (zh) * 2017-12-26 2018-07-17 中国热带农业科学院湛江实验站 一种水库环境监测用水质取样装置
CN111912663A (zh) * 2019-05-09 2020-11-10 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司 一种定深水样采集装置及其方法
CA3081494A1 (en) * 2019-05-28 2020-11-28 Waterra Pumps Limited Liquid sampling device and associated methods
CN110902845A (zh) * 2019-12-12 2020-03-24 重庆懿熙品牌策划有限公司 一种监测模块及其水质一体化治理设备
CN111458192A (zh) * 2020-05-30 2020-07-28 江苏众智启澄智能环境科技有限公司 一种定深水样采集装置

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5211203A (en) * 1992-05-15 1993-05-18 Vollweiler Timothy J Portable self-contained ground water testing assembly
US5293934A (en) * 1992-09-01 1994-03-15 Burge Russell W Ground water sampling unit having a fluid-operated seal
EP2039880A2 (fr) * 2007-09-24 2009-03-25 Commissariat A L'energie Atomique Préleveur statique multi-niveaux
CN104343447A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 韩国地质资源研究院 利用多级封隔器的试样采集方法及装置
CN103728159A (zh) * 2014-01-07 2014-04-16 北京联合大学 一种地下/地表水定时自动原位取样装置
CN203745243U (zh) * 2014-03-25 2014-07-30 孙健 一种野外可移动式水样采集装置
CN105738157A (zh) * 2016-04-28 2016-07-06 天津工业大学 可采集不同深度水样的远程遥控采样器
CN205679430U (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 中国地质科学院岩溶地质研究所 钻孔定深取水装置
CN106066264A (zh) * 2016-06-30 2016-11-02 云南省环境科学研究院 无扰动高精准度深水取样装置
CN107687338A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 天津大港油田圣达科技有限公司 一种井间监测取样装置
CN106197607A (zh) * 2016-08-19 2016-12-07 成都理工大学 一种精确测量地下水位的装置及方法
CN106769214A (zh) * 2017-01-09 2017-05-31 仲君 一种土壤环境检测用取样检测一体装置
CN107941555A (zh) * 2017-11-20 2018-04-20 中国矿业大学 一种可判断地下水串层污染的水井定深度含水层水样采集器
CN208060170U (zh) * 2018-03-15 2018-11-06 湖南科技大学 海洋船载交流变频绞车试验台
CN110186716A (zh) * 2019-05-20 2019-08-30 武汉科技大学 一种高保真定深水样采集装置
CN211038623U (zh) * 2019-11-09 2020-07-17 云南国土资源职业学院 一种钻探泥浆用地下水位探测装置
CN110987526A (zh) * 2019-11-25 2020-04-10 徐州志欧机电设备有限公司 一种水样采集装置
CN212079292U (zh) * 2020-03-02 2020-12-04 张庆义 一种水文地质钻孔水位自动采集器
CN211602080U (zh) * 2020-04-11 2020-09-29 河南地矿集团中昊建设工程有限公司 一种便携式孔内地下水的采集装置
CN212458947U (zh) * 2020-05-29 2021-02-02 中国地质科学院岩溶地质研究所 一种用于地质环境勘测的采集装置
CN111521444A (zh) * 2020-06-08 2020-08-11 台州市环科环保设备运营维护有限公司 一种水样检测系统
CN212180365U (zh) * 2020-06-08 2020-12-18 台州市环科环保设备运营维护有限公司 一种水样检测系统的便携式取样装置
CN212520020U (zh) * 2020-07-08 2021-02-12 中国水产科学研究院珠江水产研究所 一种底栖藻类采集装置
CN212563215U (zh) * 2020-07-20 2021-02-19 秦学臻 一种水文地质钻孔水位自动采集器

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"SQY-1型水文水井定深取样器的研制与应用";张绪芬，等;《探矿工程(岩土钻掘工程)》;20100725;第37卷(第7期);全文 *
"介绍一种便携式土壤水分原位采集器";李卫朋，等;《灌溉排水学报》;20150630;第34卷(第6期);全文 *
"便携式水样采集装置在水质监测采样中的应用";韩啸;《黑龙江环境通报》;20190930;第43卷(第3期);全文 *
"浅层地下水定深取样器的研制";刘景涛，等;《环境监测管理与技术》;20081025(第5期);全文 *
"海底沉积物孔隙水原位采样柱设计研究";欧阳爱良;《中国优秀硕士论文全文库基础科学》;20180915(第9期);全文 *

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