CN113884340A - 一种取水检测设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种取水检测设备及其使用方法，包括浮板，浮板连接有拉绳；浮板开设有通孔，通孔内壁连接有两根竖向设置的固定杆，两根固定杆之间转动连接有转轴；还包括取样管，取样管与转轴偏心转动连接；以及定位机构，包括卡盘，卡盘与转轴相连；卡盘侧壁上开设有弧形槽和卡槽；弧形槽的一侧还设置有挡台；固定杆滑动连接有顶针，顶针套装有弹簧，弹簧一端与顶针相连，另一端与固定杆相连；顶针分别与弧形槽和卡槽相卡接；整个装置还包括与取样管自旋转联动的封堵机构以及对取样管进行限位机构。本发明结构简单、设计合理、方便携带，可对河流不同位置进行取样，还具有自封堵功能，便于使用。

Description

一种取水检测设备及其使用方法

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种取水检测设备及其使用方法。

背景技术

河水湖泊等地是重要的水源地，为了掌握河流水的水质情况，工作人员需要经常对河流水进行检测，在进行河水的水质检测过程中，通常都是采用取样的方式来选取样河水样本，再对样本进行分析，以此确定河水的水质状况，因此集水采样是一个重要的环节，其并不是简单地将水样收集起来就行了，因为供分析的水样要有代表性，要能准确反映所测水中所含污染因子的浓度。影响水样采集的因素有很多，如采样点、采样仪器和方法、采样频率、采样体积以及水样的保存方法等；任何一个因素的变化都可能导致分析结果的改变。

目前一般是人工用取样杯或取样桶对河流水进行取样，人工手持取样杯或桶对河流水进行取样只能提取离河岸较近的水，不能够对离岸边较远的水进行取样，这可能会导致检测结果不准确；为了对河流较远的水进行取样需要将取样杯或桶通过拉绳抛向远处再收回，在此过程中，取样杯或桶内还混有其它取样点的水，导致所取的水样并不能代表采样点的真实水样，可能会影响检测结果。因此，需要一种方便携带和使用、可对河流不同位置进行取水检测的、可提高检测结果准确性的集水取样设备。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种取水检测设备及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本技术方案提出了一种取水检测设备，包括浮板，所述浮板连接有拉绳；所述浮板中心位置开设有通孔，所述通孔内壁连接有两根竖向设置的固定杆，两根所述固定杆之间转动连接有转轴；还包括：

取样管，所述取样管与所述转轴偏心转动连接；

以及用于对所述取样管进行定位的定位机构；该定位机构包括卡盘，所述卡盘与所述转轴相连；所述卡盘侧壁上开设有弧形槽和卡槽；在所述弧形槽和卡槽之间，所述的卡盘具有一段弧形边缘；所述弧形槽的一侧还设置有挡台；所述固定杆滑动连接有顶针，所述顶针套装有弹簧，所述弹簧一端与所述顶针相连，另一端与所述固定杆相连；所述顶针分别与所述弧形槽和卡槽相适配卡接；当顶针与所述卡槽卡接时，所述取样管处于竖直状态；当所述顶针与所述弧形槽卡接时，所述取样管处于倾斜状态。

还包括封堵机构，所述封堵机构包括与所述取样管顶部开口相适配插接的堵头；所述堵头连接在一固定块底部；所述固定块与其中一根所述固定杆滑动连接；所述顶针的外壁连接有短接杆，所述短接杆的另一端铰接有联动杆，所述联动杆的顶端活动连接有杠杆，所述杠杆通过销轴转动连接在另一所述固定杆上；所述杠杆的另一端铰接有连杆，所述连杆的另一端与所述固定块相活动连接。

其中一个所述固定杆开设有贯通通腔，所述杠杆自由贯穿该贯通通腔；所述销轴连接在所述贯通通腔内壁上。

所述固定杆底部连接有配重块。

所述卡盘整体呈扇形状设置。

所述顶针的顶部具有锥形头，所述锥形头与所述弧形槽相适配卡接；所述顶针的顶部切除形成有挡肩，所述挡肩与所述挡台相适配卡接。

所述取样管的顶部沿外壁设置边沿；还包括限位机构，所述限位机构包括呈“T”型的漂浮块，所述漂浮块的一侧通过铰轴与所述浮板相铰接；所述漂浮块与所述浮板之间连接有拉簧。

本发明还提出了一种取水检测集水方法，包括如下步骤：

S1:初始状态下，顶针在弹簧的弹力作用下与弧形槽卡接，使得取样管保持倾斜状态；工作人员手持拉绳，将集水设备抛掷至指定取样点，浮板漂浮在水面；取样管的管口位于水面处，取样点的水体流入至倾斜状态下的取样管中；

S2:随着水体的不断流入，取样管中水的重力不断增大，由于取样管与转轴是偏心铰接，取样管会最终旋转并带动卡盘转动，顶针的顶部从弧形槽中脱出，卡盘的弧形边缘与顶针顶部接触并发生相对移动；随着卡盘的旋转，顶针在弹簧的弹力作用下进入到卡槽中完成定位，此时，取样管呈竖直状态并保持该状态，取样管的管口位于水面以上；

S3:工作人员拉动拉绳，将集水设备回收，并将取得的水样倒出并储存，即完成一个取样地点的取样工作；重复上述过程，完成多个位置的取样。

所述步骤S2中还包括联动封堵，具体过程如下：当顶针进入到卡槽中时，顶针在弹簧的弹力作用下会在卡槽中向上移动，并带动短接杆上移，短接杆带动联动杆上移，联动杆带动杠杆旋转，杠杆的另一端下压固定块，固定块向下滑动，固定块带动堵头下移，使得堵头盖在取样管顶部完成封堵。

还包括对取样管的限位，具体过程如下：漂浮块在入水前，漂浮块会对取样管的边沿有阻挡作用，防止取样管在入水前就旋转呈竖直状态；当漂浮块进入水中后，在浮力的作用下，漂浮块会漂浮并绕着铰轴转动，为后续的取样管旋转留出旋转空间。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明利用取样管偏心铰接设置的特点，当取样管中水量达到一定体积后，取样管会发生自旋转，从而简单、方便的完成集水取样工作；本装置整体体积小巧，结构设计合理、巧妙，便于工作人员携带，可方便对河流不同位置进行取样；取样管倾斜入水，便于水样流入取样管中；当取样管自旋转至竖直状态后，取样管的管口高于水面，不再进水，还可防止在收回取样管的过程中，其它地点的水样混入到所取水样中，保证检测结果的准确性。

2.本装置设置有定位机构，方便取样管状态的保持和变换定位；定位机构采用卡盘，卡盘设置有弧形槽和卡槽，还配置有分别可与弧形槽和卡槽适配卡接的顶针；当顶针与弧形槽卡接时，可使取样管保持倾斜状态，以便于进入水中后，水体流入；当取样管中的水量达到一定体积后，取样管会进行旋转，带动卡盘转动，卡盘会对顶针有挤压的作用下，顶针从弧形槽中脱出，卡盘继续转动，最终，当卡槽转动至顶针位置时，顶针进入到卡槽中，完成卡接，从而实现取样管竖向状态的定位，保证取样管在收回过程中的稳定性。

3.本装置还设置有封堵机构，封堵机构与取样管的旋转动作联动，当取样管旋转至竖直状态后，顶针进入卡槽不仅仅是卡接定位，还可以起到上移的效果，顶针上移会联动带动堵头下移，进而完成对取样管管口的封堵，整个机构设计巧妙，在完成取样的同时，还可以自动完成封堵，防止取样管在移动过程中，有水样溅洒，保证每次取得的水样体积一致性，利于提高检测结果，简单、方便、实用。

4.考虑到在抛掷集水设备的过程中，取样管有可能会发生偏转，使得取样管在入水前就呈现竖直状态，导致入水后，水体无法进入到取样管中；本装置设置的限位机构可有效解决这一问题，通过设置漂浮块、铰轴和拉簧，将漂浮块制作成“T”型，漂浮块会对取样管的边沿有阻挡作用，防止取样管在入水前呈竖直状态，漂浮块在入水后可漂浮，在浮力作用下，漂浮块可绕着铰轴旋转，由于漂浮块是“T”型的，漂浮块在旋转后，就可为后续的取样管旋转让出空间；该结构设计合理，优化了功能，更加便于工作人员使用。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例一结构示意图(取样管倾斜状态)。

图2是本发明实施例一结构示意图(取样管旋转后状态)。

图3是卡盘结构放大图。

图4是顶针结构放大图。

图5是本发明实施例二结构示意图(堵头封堵之前状态)。

图6是本发明实施例二结构示意图(堵头封堵之后状态)。

图7是本发明实施例三结构示意图(取样管倾斜状态)。

图8是本发明实施例三结构示意图(限位机构限位时的状态)。

附图标记说明:

1.取样管；2配重块；3弹簧；4浮板；41通孔；5铰轴；6漂浮块；7拉簧；8卡盘；81弧形槽；9卡槽；10挡台；11顶针；111锥形头；112挡肩；12转轴；13固定杆；14滑块；15滑轨；16连杆；17拉绳；18固定块；19杠杆；20联动杆；21堵头；22短接杆；23拉柄。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1-4所示，本实施例提出了一种取水检测设备，包括浮板4，浮板4可漂浮在水面上，浮板4连接有拉绳17，方便抛掷和收回；浮板4中心位置开设有通孔41，通孔41的形状可以为圆形或方形；通孔41内壁连接有两根竖向设置的固定杆13，固定杆13与通孔41内壁固定连接；两根固定杆13之间转动连接有转轴12；转轴12可自由旋转。

整个装置还包括取样管1，取样管1与转轴12偏心转动连接，转轴12连接在取样管1靠近顶部的位置；取样管1在转动时，可带动转轴12一起旋转。

还包括用于对取样管1进行定位的定位机构；该定位机构包括卡盘8，卡盘8与转轴12相连，转轴12在转动时，可带动卡盘8一起旋转；卡盘8侧壁上开设有弧形槽81和卡槽9；在弧形槽81和卡槽9之间，卡盘8具有一段弧形边缘；弧形槽81的一侧还设置有挡台10，起到限位作用；为了方便加工，卡盘8整体呈扇形状设置，卡盘8具有两段不同半径的弧形边，两个弧形边的连接处形成所述的挡台10。

固定杆13滑动连接有顶针11，顶针11可上下移动，顶针11套装有弹簧3，弹簧3一端与顶针11相连，另一端与固定杆13相连；顶针11分别与弧形槽81和卡槽9相适配卡接；当顶针11与卡槽9卡接时，取样管1处于竖直状态；当顶针11与弧形槽81卡接时，取样管1处于倾斜状态。需要说明的是，弧形槽81与卡槽9均设置在同一弧形边上，卡槽9的槽深要远大于弧形槽81的槽深，弧形槽81是一比较浅的小槽口，既能满足实现定位的作用，又能保证取样管1在自旋转时，顶针11能够从弧形槽81中脱出。

为了方便顶针11与弧形槽81配合，顶针11的顶部具有锥形头111，锥形头111与弧形槽81相适配卡接；顶针11的顶部切除形成有挡肩112，挡肩112与挡台10相适配卡接；锥形头111的设置利于顶针11从弧形槽81中顺利脱出。

固定杆13底部连接有配重块2，通过调整配重块2的重量，使得浮板4处于合适的水深，以方便水体流入倾斜设置的取样管1中。

为了方便拉动顶针11，在顶针11的底部连接有拉柄23。

另外，为了方便将取得的水样倒出，取样管1的底部可做成带有底盖的结构样式，底盖与取样管1螺纹密封连接，在倒出水样时，只需将底盖拧下即可，便于操作。当然，取样管1也可以为常规结构，从顶部开口处倒出水样，两种结构都是可以的。

本实施例还提出了一种取水检测集水方法，包括如下步骤：

S1:初始状态下，顶针11在弹簧3的弹力作用下与弧形槽81卡接，使得取样管1保持倾斜状态；工作人员手持拉绳17，将集水设备抛掷至指定取样点，浮板4漂浮在水面；取样管1的管口位于水面处，取样点的水体流入至倾斜状态下的取样管1中。

S2:随着水体的不断流入，取样管1中水的重力不断增大，由于取样管1与转轴12是偏心铰接，当取样管1中的水量达到一定体积后，取样管1会最终旋转并带动卡盘8转动，顶针11的顶部从弧形槽81中脱出，卡盘8的弧形边缘与顶针11顶部接触并发生相对移动，顶针11沿着弧形边缘相对滑动；随着卡盘8的旋转，当卡盘8的卡槽9转动至顶针11位置时，顶针11在弹簧3的弹力作用下进入到卡槽9中完成定位，此时，取样管1呈竖直状态并保持该状态，取样管1的管口位于水面以上，此时，水体无法再进入到取样管1中。需要说明的是，此步骤中，还实现了水样的定量取样，只要取样管1中的水样体积到达临界状态，取样管1就会发生转动，这样可使得每次所取的水样体积几乎一致，保证了样品的一致性，利于提高检测准确性。

S3:工作人员拉动拉绳17，将集水设备回收，并将取得的水样倒出并储存，即完成一个取样地点的取样工作；重复上述过程，完成多个位置的取样。

通过上述实施例，可以看出，本装置利用取样管1偏心铰接设置的特点，当取样管1中水量达到一定体积后，取样管1会发生自旋转，从而简单、方便的完成集水取样工作；本装置整体体积小巧，结构设计合理、巧妙，便于工作人员携带，可方便对河流不同位置进行取样；取样管1倾斜入水，便于水样流入取样管1中；当取样管1自旋转至竖直状态后，取样管1的管口高于水面，不再进水，还可防止在收回取样管1的过程中，其它地点的水样混入到所取水样中，保证检测结果的准确性。本装置设置的定位机构，方便取样管1状态的保持和变换定位；定位机构采用卡盘8，卡盘8设置有弧形槽81和卡槽9，还配置有分别可与弧形槽81和卡槽9适配卡接的顶针11；当顶针11与弧形槽81卡接时，可使取样管1保持倾斜状态，以便于进入水中后，水体流入；当取样管1中的水量达到一定体积后，取样管1会进行旋转，带动卡盘8转动，卡盘8会对顶针11有挤压的作用下，顶针11从弧形槽81中脱出，卡盘8继续转动，最终，当卡槽9转动至顶针11位置时，顶针11进入到卡槽9中，完成卡接，从而实现取样管1竖向状态的定位，保证取样管1在收回过程中的稳定性。

实施例二

如图5-6所示，在实施例一的基础上，整个装置还包括封堵机构，封堵机构包括与取样管1顶部开口相适配插接的堵头21，堵头21起到封堵的作用，防止在拉拽设备时，有水样溅洒出来或者是有其它水体流入到取样管1中造成水样混合；堵头21连接在一固定块18底部；固定块18与其中一根固定杆13滑动连接，具体的，固定块18侧壁连接有滑块14，所述固定杆13连接有滑轨15，该滑块14与滑轨15配合滑动连接，滑块14可以沿着滑轨15上下移动；顶针11的外壁连接有短接杆22，短接杆22的另一端铰接有联动杆20，联动杆20的顶端活动连接有杠杆19，具体的，杠杆19的一端开设有条形槽，联动杆20的顶部连接有轴杆，轴杆可在条形槽中活动；杠杆19通过销轴转动连接在另一所述固定杆13上，销轴作为杠杆19的支点；杠杆19的另一端铰接有连杆16，连杆16的另一端与固定块18相活动连接。

其中一个固定杆13开设有贯通通腔，杠杆19自由贯穿该贯通通腔；销轴连接在贯通通腔内壁上。

本实施例还提出了一种取水检测集水方法，包括如下步骤：

S1:初始状态下，顶针11在弹簧3的弹力作用下与弧形槽81卡接，使得取样管1保持倾斜状态；工作人员手持拉绳17，将集水设备抛掷至指定取样点，浮板4漂浮在水面；取样管1的管口位于水面处，取样点的水体流入至倾斜状态下的取样管1中；

S2:随着水体的不断流入，取样管1中水的重力不断增大，由于取样管1与转轴12是偏心铰接，取样管1会最终旋转并带动卡盘8转动，顶针11的顶部从弧形槽81中脱出，卡盘8的弧形边缘与顶针11顶部接触并发生相对移动；随着卡盘8的旋转，顶针11在弹簧3的弹力作用下进入到卡槽9中完成定位，此时，取样管1呈竖直状态并保持该状态，取样管1的管口位于水面以上；

需要说明的是在步骤S2中还包括联动封堵，具体过程如下：当顶针11进入到卡槽9中时，由于卡槽9的槽深比较深，顶针11在弹簧3的弹力作用下会在卡槽9中向上移动，并带动短接杆22上移，短接杆22带动联动杆20上移，联动杆20带动杠杆19旋转，杠杆19的另一端下压固定块18，固定块18向下滑动，固定块18带动堵头21下移，使得堵头21盖在取样管1顶部完成封堵。

S3:工作人员拉动拉绳17，将集水设备回收，并将取得的水样倒出并储存，即完成一个取样地点的取样工作；重复上述过程，完成多个位置的取样。

本实施例中，封堵机构与取样管1的旋转动作联动，当取样管1旋转至竖直状态后，顶针11进入卡槽9不仅仅是卡接定位，还可以起到上移的效果，顶针11上移会联动带动堵头21下移，进而完成对取样管1管口的封堵，整个机构设计巧妙，在完成取样的同时，还可以自动完成封堵，更好了防止取样管1在移动过程中，有水样溅洒或者有其它位置的水样混合到所取水样中，保证每次取得的水样体积一致性，利于提高检测结果，简单、方便、实用。

实施三

如图7-8所示，在实施例二的基础上，取样管1的顶部沿外壁设置边沿；整个装置还包括限位机构，限位机构包括呈“T”型的漂浮块6，漂浮块6的一侧通过铰轴5与浮板4相铰接；漂浮块6与浮板4之间连接有拉簧7。漂浮块6可对取样管1起到阻挡作用。

上述的集水方法中还包括对取样管1的限位，具体过程如下：漂浮块6在入水前，漂浮块6会对取样管1的边沿有阻挡作用，防止取样管1在入水前就旋转呈竖直状态；当漂浮块6进入水中后，在浮力的作用下，漂浮块6会漂浮并绕着铰轴5转动，为后续的取样管1旋转留出旋转空间。

考虑到在抛掷集水设备的过程中，由于抛掷力的作用或误操作，取样管1有可能会发生偏转，使得取样管1在入水前就呈现竖直状态，导致入水后，水体无法进入到取样管1中；本装置设置的限位机构可有效解决这一问题，通过设置漂浮块6、铰轴5和拉簧7，将漂浮块6制作成“T”型，漂浮块6会对取样管1的边沿有阻挡作用，防止取样管1在入水前呈竖直状态，漂浮块6在入水后可漂浮，在浮力作用下，漂浮块6可绕着铰轴5旋转，由于漂浮块6是“T”型的，漂浮块6在旋转后，就可为后续的取样管1旋转让出空间；该结构设计合理，优化了功能，更加便于工作人员使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种取水检测设备，包括浮板，所述浮板连接有拉绳；所述浮板中心位置开设有通孔，其特征在于，所述通孔内壁连接有两根竖向设置的固定杆，两根所述固定杆之间转动连接有转轴；还包括：

取样管，所述取样管与所述转轴偏心转动连接；

以及用于对所述取样管进行定位的定位机构；该定位机构包括卡盘，所述卡盘与所述转轴相连；所述卡盘侧壁上开设有弧形槽和卡槽；在所述弧形槽和卡槽之间，所述的卡盘具有一段弧形边缘；所述弧形槽的一侧还设置有挡台；所述固定杆滑动连接有顶针，所述顶针套装有弹簧，所述弹簧一端与所述顶针相连，另一端与所述固定杆相连；所述顶针分别与所述弧形槽和卡槽相适配卡接；当顶针与所述卡槽卡接时，所述取样管处于竖直状态；当所述顶针与所述弧形槽卡接时，所述取样管处于倾斜状态。

2.根据权利要求1所述的一种取水检测设备，其特征在于，还包括封堵机构，所述封堵机构包括与所述取样管顶部开口相适配插接的堵头；所述堵头连接在一固定块底部；所述固定块与其中一根所述固定杆滑动连接；所述顶针的外壁连接有短接杆，所述短接杆的另一端铰接有联动杆，所述联动杆的顶端活动连接有杠杆，所述杠杆通过销轴转动连接在另一所述固定杆上；所述杠杆的另一端铰接有连杆，所述连杆的另一端与所述固定块相活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种取水检测设备，其特征在于，其中一个所述固定杆开设有贯通通腔，所述杠杆自由贯穿该贯通通腔；所述销轴连接在所述贯通通腔内壁上。

4.根据权利要求1所述的一种取水检测设备，其特征在于，所述固定杆底部连接有配重块。

5.根据权利要求1所述的一种取水检测设备，其特征在于，所述卡盘整体呈扇形状设置。

6.根据权利要求1所述的一种取水检测设备，其特征在于，所述顶针的顶部具有锥形头，所述锥形头与所述弧形槽相适配卡接；所述顶针的顶部切除形成有挡肩，所述挡肩与所述挡台相适配卡接。

7.根据权利要求1所述的一种取水检测设备，其特征在于，所述取样管的顶部沿外壁设置边沿；还包括限位机构，所述限位机构包括呈“T”型的漂浮块，所述漂浮块的一侧通过铰轴与所述浮板相铰接；所述漂浮块与所述浮板之间连接有拉簧。

8.一种取水检测集水方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的一种取水检测设备，包括如下步骤：

S1:初始状态下，顶针在弹簧的弹力作用下与弧形槽卡接，使得取样管保持倾斜状态；工作人员手持拉绳，将集水设备抛掷至指定取样点，浮板漂浮在水面；取样管的管口位于水面处，取样点的水体流入至倾斜状态下的取样管中；

S2:随着水体的不断流入，取样管中水的重力不断增大，由于取样管与转轴是偏心铰接，取样管会最终旋转并带动卡盘转动，顶针的顶部从弧形槽中脱出，卡盘的弧形边缘与顶针顶部接触并发生相对移动；随着卡盘的旋转，顶针在弹簧的弹力作用下进入到卡槽中完成定位，此时，取样管呈竖直状态并保持该状态，取样管的管口位于水面以上；

S3:工作人员拉动拉绳，将集水设备回收，并将取得的水样倒出并储存，即完成一个取样地点的取样工作；重复上述过程，完成多个位置的取样。

9.根据权利要求8所述的一种取水检测集水方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括联动封堵，具体过程如下：当顶针进入到卡槽中时，顶针在弹簧的弹力作用下会在卡槽中向上移动，并带动短接杆上移，短接杆带动联动杆上移，联动杆带动杠杆旋转，杠杆的另一端下压固定块，固定块向下滑动，固定块带动堵头下移，使得堵头盖在取样管顶部完成封堵。

10.根据权利要求8所述的一种取水检测集水方法，其特征在于，还包括对取样管的限位，具体过程如下：漂浮块在入水前，漂浮块会对取样管的边沿有阻挡作用，防止取样管在入水前就旋转呈竖直状态；当漂浮块进入水中后，在浮力的作用下，漂浮块会漂浮并绕着铰轴转动，为后续的取样管旋转留出旋转空间。

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