CN113567178A - 沉积物采样器 - Google Patents
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Abstract
本方案公开了采样装置领域的一种沉积物采样器，包括采样头，还包括平衡机构和采样杆，所述平衡机构包括连接块和多根均布在连接块四周的平衡杆，多根所述平衡杆处于同一平面，连接块的中部开设有螺纹孔，采样杆外壁设有螺纹，采样杆螺纹连接在连接块的螺纹孔中，采样杆垂直于多根所述平衡杆所在的平面，所述采样头固定连接在采样杆的下端，采样杆的上端设有握持部。本方案利用平衡机构漂浮在水面来保持采样头在水中的竖直。采样装置入水后漂浮于水面，旋转采样杆下行开始采样。相对于采样杆在水底的位置与行进方向，平衡机构的浮力发生变化，产生竖直的推力或拉力，确保了采集到竖直断面的沉积物。相比于现有技术而言，本方案的采集精度显著提高，而且结构简单实用性强。
Description
技术领域
本发明属于采样装置领域，特别涉及一种沉积物采样器。
背景技术
湖泊水环境相关问题的研究和保护工作涉及湖泊水质和沉积物两方面，其中湖泊沉积物作为湖泊水环境中重要的组成部分，接受流域污染输入的汇集地，真实地记录了流域长期的污染负荷输入及湖泊环境的演变历史，因此对沉积物的研究必不可少，通常对沉积物的研究是采集湖底沉积物样品在实验室进行模拟实验，对相关问题进行科学研究工作。
目前大多采用采样头采集沉积物，常用的采样头有洛阳铲和沉积物重力采样管。洛阳铲常作为挖掘探洞、采集探土之用，铲身不是扁形而是半圆筒形，类似于瓦筒状，在采集沉积物时要求尽可能取沉积物的垂直断面，所以在操作洛阳铲时也要尽可能的将其竖直插入沉积物中，然而收到认为因素的影响，要保持竖直的操作并不容易。另外也可使用沉积物重力采样管进行采样，沉积物重力采样管是依靠取样管上方重锤自由下落的冲力，使取样管冲入沉积物中而进行采样的装置。为了将沉积物重力采样管顺利的插入沉积物，通常还借助外力将其使劲扎进沉积物，然而扎的过程中缺乏水平自由度限制不便于掌握力的方向，常常会扎偏导致采集失败，所以有时候可能需要多次操作才能采集到垂直断面的沉积物，工作效率很低。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种具备重力推进功能，且具有限制四个水平自由度保持采样头竖直向下对水底沉积物进行采样的装置。
本方案中的沉积物采样器，包括采样头，还包括平衡机构和采样杆，所述平衡机构包括连接块和多根均布在连接块四周的平衡杆，多根所述平衡杆处于同一平面，连接块的中部开设有螺纹孔，采样杆螺纹连接在连接块的螺纹孔中，采样杆垂直于多根所述平衡杆所在的平面，所述采样头固定连接在采样杆的下端。
本方案的工作原理是：本案中平衡杆的作用之一限制四个水平自由度以保证采样头竖直。采样时，使采样头朝下将采样装置放入水中，直到平衡杆漂浮在水面，由于连接块和平衡杆漂浮在水面，水平转动采样杆时，受到水的阻力作用，连接块和平衡杆在水面几乎处于静态，所以水平转动采样杆即可向下旋转着推动采样头进入沉积物，完成沉积物的采集。
然后反向转动采样杆，将采样头从水下的沉积物中取出，然后向上提起整个采样装置即可将采样头从水体中取出。
本方案的有益技术效果是：本方案利用均布在连接块周围的平衡杆漂浮在水面来保持垂直于平衡杆的采样头竖直行进，采样头向下行进时，平衡杆反向向上行进致使浮力减小产生竖直向下的重力推进作用，反之采样头向上行进取回样品时，平衡杆重新沉入水中，浮力增加产生竖直向上的浮力推进作用。确保了采集到竖直断面的沉积物为，相比于现有技术而言，本方案的采集成功率显著提高，而且结构简单实用性强。
进一步，所述平衡杆的长度方向上连接有多个配重物。增设配重物以增强重力作用，配重物浸入水中，当转动采样杆时，增强平衡机构在水面受到的阻力，确保转动采样杆的过程更顺畅，同时也增强平衡机构在水面的平衡作用，当有风浪时也能够确保采样过程顺利进行。
优选的，配重物可以选用方便收纳的水袋、水桶，采样时向水袋或水桶中装满水即可发挥配重作用。
进一步，所述平衡杆的长度方向上间隔固定连接有多个挂钩，所述配重物挂接在挂钩上。这样可酌情灵活的增减配重物。
进一步，所述平衡杆上连接有密度小于清水密度的漂浮物。当连接块和平衡杆漂浮在水面之前，配重物发挥重力向下助推的作用，在增加配重物的情况下，为避免平衡杆在水面受到的浮力作用减弱，因此增加漂浮物，可在此情况下增强整个装置在水面的浮力作用，避免因增设配重物而影响平衡杆不能稳定的漂浮于水面。
进一步，所述平衡杆之间连接有密度小于清水密度的漂浮条。漂浮条具有漂浮物的功能，同时漂浮条可增强平衡机构在水面的接触面积，当转动采样杆时能够增强平衡作用，减弱转动采样杆过程中产生的摆动。
进一步，所述漂浮条为具有弹力的布条，漂浮条的两端设有连接套，连接套套接在平衡杆上。本方案的漂浮条方便从平衡杆上取放，以便收纳。
进一步，所述采样头与采样杆螺纹连接。采样头时与沉积物接触的部件，受损较快，螺纹连接的方式可方便更换受损严重的采样头。
进一步，所述平衡杆与连接块螺纹连接。方便拆装、收纳。
进一步，所述平衡杆有两根，且两根平衡杆镜像对称设置在连接块的两侧。具有两根对称设置的平衡杆便可达到较佳的平衡效果。
附图说明
图1为本发明沉积物采样器实施例1的主视剖视图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明沉积物采样器实施例2的俯视图；
图4为本发明沉积物采样器实施例3的主视剖视图；
图5为本发明沉积物采样器实施例4的俯视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：握持部1、采样杆2、连接块3、平衡杆4、挂钩5、配重物6、采样头7、半螺纹8、漂浮条9、漂浮物10。
实施例1，基本如附图1及图2所示：沉积物采样器，包括采样头7、平衡机构和采样杆2，平衡机构整体都采用塑料材质制成。平衡机构包括连接块3和四根均布在连接块3四周的平衡杆4，四根平衡杆4处于同一平面，平衡杆4的长度方向上间隔固定连接有3～5个挂钩5，每个挂钩5上挂接有桶状的配重物6。
连接块3的中部开设有螺纹孔，采样杆2外壁的中部设有半螺纹8(即在采样杆2轴向方向的一侧设有螺纹)，通过斜齿条采样杆2可螺纹连接在连接块3的螺纹孔中，采样杆2垂直于多根所述平衡杆4所在的平面，采样头7固定连接在采样杆2的下端，采样杆2的上端设有握持部1，握持部1上设有防滑纹。采样头7与采样杆2、平衡杆4与连接块3均为螺纹连接。
实施例2，与实施例1的区别是：图3所示，平衡杆4之间连接有密度小于清水密度的漂浮条9；漂浮条9为具有弹力的布条，漂浮条9的两端设有连接套，连接套套接在平衡杆4上。
实施例3，与实施例1的区别是：结合图4所示，平衡杆2的长度方向上连接有三至五个密度小于清水密度的漂浮物10，漂浮物10可以是囊状物、中空的球状物或者空瓶。
实施例4，与实施例3的区别是：结合图5所示，平衡杆2只有两根，且两根平衡杆2镜像对称设置在连接块3的两侧。
以实施例2为例，具体实施过程如下：本案中平衡杆4的作用之一限制四个水平自由度以保证采样头7竖直。采样时，使采样头7朝下将采样装置放入水中，直到平衡杆4漂浮在水面，由于连接块3和平衡杆4漂浮在水面，水平转动采样杆7时，受到水的阻力作用，水平转动采样杆2，由于连接块3和平衡杆4漂浮在水面，且漂浮条9可增强平衡机构在水面的接触面积，当转动采样杆2时能够增强平衡作用，减弱转动采样杆2过程中产生的摆动，水平转动采样杆2时，由于受到水的阻力作用，连接块3和平衡杆4在水面几乎处于静态，所以水平转动采样杆2即可向下旋转着推动采样头7进入沉积物，完成沉积物的采集。然后反向转动采样杆2，将采样头7从水下的沉积物中取出，然后向上提起整个采样装置即可将采样头7从水体中取出。
增设配重物6以增强重力作用，配重物6浸入水中，当转动采样杆2时，增强平衡机构在水面受到的阻力，确保转动采样杆2的过程更顺畅，同时也增强平衡机构在水面的平衡作用，当有风浪时也能够确保采样过程顺利进行。从水体中取出采样装置时，因配重物6的上端较小，可较少水的阻力，从而轻松取出。
实施以上任意方案，采样头7都可使用洛阳铲或沉积物重力采样管。
Claims (9)
1.沉积物采样器，包括采样头，其特征在于：还包括平衡机构和采样杆，所述平衡机构包括连接块和多根均布在连接块四周的平衡杆，多根所述平衡杆处于同一平面，连接块的中部开设有螺纹孔，采样杆螺纹连接在连接块的螺纹孔中，采样杆垂直于多根所述平衡杆所在的平面，所述采样头固定连接在采样杆的下端。
2.根据权利要求1所述的沉积物采样器，其特征在于：所述平衡杆的长度方向上连接有多个配重物。
3.根据权利要求2所述的沉积物采样器，其特征在于：所述平衡杆的长度方向上间隔固定连接有多个挂钩，所述配重物挂接在挂钩上。
4.根据权利要求3所述的沉积物采样器，其特征在于：所述平衡杆上连接有密度小于清水密度的漂浮物。
5.根据权利要求3所述的沉积物采样器，其特征在于：所述平衡杆之间连接有密度小于清水密度的漂浮条。
6.根据权利要求5所述的沉积物采样器，其特征在于：所述漂浮条为具有弹力的布条，漂浮条的两端设有连接套，连接套套接在平衡杆上。
7.根据权利要求1～6任一项所述的沉积物采样器，其特征在于：所述采样头与采样杆螺纹连接。
8.根据权利要求1～6任一项所述的沉积物采样器，其特征在于：所述平衡杆与连接块螺纹连接。
9.根据权利要求1～4任一项所述的沉积物采样器，其特征在于：所述平衡杆有两根，且两根平衡杆镜像对称设置在连接块的两侧。
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