CN114279767B - 一种用于环境检测的采样装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境检测技术领域，尤其是一种用于环境检测的采样装置及其使用方法，针对现有技术中水样采集不方便的问题，现提出如下方案，其包括：浮船，所述浮船上安装有壳体，所述壳体的外部套设有装载环，所述壳体上安装用于驱动装载环转动的驱动组件；储存机构，所述储存装置包括开设在装载环外圈的多个放置口、开设在装载环内圈、并与放置口相连通的多个连通孔、安装在放置口内侧的储存瓶和安装在装载环外圈、并与多个放置口相互配合的挡板。本发明结构合理，结构稳定，操作简单，不仅有效的降低了采样的风险，减轻了采样劳动强度，还有效的保证了采集到的水样具有代表性，易于推广使用。

Description

一种用于环境检测的采样装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及环境检测领域，尤其涉及一种用于环境检测的采样装置及其使用方法。

背景技术

随着社会的不断发展，人们的环保意识也越来越高。在环境检测过程中往往需要从环境中采集样本，通过物理手段、化学手段或生物手段对采集到的样本中对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量进行检测分析，以确定环境质量水平。在水域环境检测时，往往需要在水域环境采集多个样品。

现有技术中的水样采集需要操作人员到水域取样点进行手动的取样，当需要在水域环境进行分时段取样时，往往就需要取样员不断的往返采样点与岸边，取样的风险较大，且现有的取样设备在水样采集过程中，由于采样设备采样每次只能进行单个采样，采样完成需要打捞重新投放，使用效果不佳，为此，本方案提出了一种用于环境检测的采样装置及其使用方法。

发明内容

本发明提出的一种用于环境检测的采样装置及其使用方法，解决了现有技术中水样采集不方便的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于环境检测的采样装置，包括：

浮船，所述浮船上安装有壳体，所述壳体的外部套设有装载环，所述壳体上安装用于驱动装载环转动的驱动组件；

储存机构，所述储存机构包括开设在装载环外圈的多个放置口、开设在装载环内圈、并与放置口相连通的多个连通孔、安装在放置口内侧的储存瓶和安装在装载环外圈、并与多个放置口相互配合的挡板；

采样机构，所述采样机构包括固接在壳体底部中心的计量套、安装在壳体内侧的泵送组件、安装在计量套内侧的活塞、套接在计量套顶部的套管和套设在套管内侧的针管，所述套管的顶部延伸至壳体的顶部、并与多个连通孔相互配合，所述针管与活塞通过联动组件连接，且针管内侧安装有出液单向阀；以及

外壳，所述外壳套设在装载环的外部，且外壳的底部与浮船的内侧底部固接，所述外壳的顶部安装有操作板，所述外壳的一侧外部安装有PLC控制器。

优选的，所述壳体的两侧底部均固接有多个支撑柱，多个所述支撑柱的底部均与浮船的内侧底部固接。

优选的，所述驱动组件包括固接在装载环一侧外壁的齿环、安装在外壳内侧的伺服电机和安装在伺服电机输出端、并与齿环相互啮合的齿轮。

优选的，多个所述放置口的内侧底部均固接有多个弹簧，多个弹簧的顶部固接有环形板，所述储存瓶包括瓶体和安装在瓶体开口端的瓶塞，所述瓶塞为橡胶材料制成，所述瓶塞远离瓶体的一侧外壁与环形板远离弹簧的一侧外壁抵接，多个所述挡板的一端均与装载环的外壁铰接，所述装载环的外圈对应安装有多个与挡板相互配合的L板。

优选的，所述泵送组件包括安装在壳体内侧底部的转输泵、安装在转输泵输入端的进液管、套接在计量套外侧底部的出液管，所述进液管与出液管的另一端均延伸至浮船的底部，所述转输泵的输出端安装有连接管，所述连接管的另一端延伸至计量套的内侧、并与活塞相配合，所述套管的顶部套接有回液管，所述回液管的底部延伸至出液管的内侧。

优选的，所述壳体的底部中心开设有收容孔，所述收容孔的内侧安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸长端延伸至计量套的内侧、并与活塞的底部固接，所述活塞为橡胶材料制成，且活塞位于计量套内侧的一端与计量套相互吻合。

优选的，所述联动组件包括固接在针管底部外壁的多个斜杆和固接在活塞顶部的连接杆，所述连接杆的顶部延伸至套管的内侧、并与多个斜杆的底部固接。

优选的，所述浮船上安装有蓄电池，且浮船可远程遥控。

一种用于环境检测的采样装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、储存瓶清洁，将瓶体与瓶塞分离，分别对瓶体与瓶塞进行清洁、消毒并干燥；

S2、储存瓶装载，打开操作板，转动L板，将挡板打开，然后将S1处理之后的储存瓶放置到放置口中，使得瓶塞与环形板抵接，关闭挡板，挡板将储存瓶向放置口内侧按压，多个弹簧被压缩，进而将瓶塞紧紧的抵扣在瓶体上，转动L板，将挡板锁定，重复上述操作，在多个放置口中装载储存瓶；

S3、将浮船放置到需要检测取样的水域中，连接设备电源，操作PLC控制器进行编程，设定取样的时间间隔；

S4、取样，在取样前30s，转输泵启动，将水域中的水经进液管进入到计量套内侧，然后经过出液管排出到水域环境中，对管道中的上次取样残留的水样进行置换清洗，然后电动伸缩杆收缩，活塞下降到连接管与出液管之间，此时连接管位于活塞的上方，出液管位于活塞的下方，转输泵继续运转10s，在此期间转输泵将水域中的水输送到计量套中，将计量套充满，多余的水样沿回液管输送到出液管中；

S5、注液，电动伸缩杆伸长，将活塞向上顶起的同时，将针管向上顶起插穿瓶塞运动至瓶体中，将计量套内侧储存的水样注入到瓶体中，直至活塞运动至计量套的顶部，然后电动伸缩杆收缩，带动针管向套管内侧运动，当针管完全运动至套管内侧时，电动伸缩杆停止收缩，此时活塞位于连接管的上方；

S6、更换储存瓶，伺服电机转动，驱动齿轮转动，进而带动齿环转动，从而带动装载环转动，使得与装载了水样的储液瓶相邻的空的储液瓶运动至套管的正上方；

S7、待下次取样时，重复S4-S6步骤，进行水样采集；

S8、水样采集完成之后，回收收集浮船，打开操作板，将储存了水样的储存瓶从装载环上取下，对水样进行检测分析，然后重复S1步骤，对瓶体与瓶塞进行清洁。

本发明的有益效果：

1、通过浮船、壳体、装载机构、采样机构等方便将采样装置放置在水域环境中，并对水域进行定点分时段采样，避免了采样员往返采样点进行水样采集，有效的降低了水样采集风险，减轻了采样员的劳动强度。

2、通过活塞、电动伸缩杆、转输泵、进液管、出液管、回液管等相互配合，方便对计量套进行自清洗，有效的避免了采集的多个水样之间的交叉污染，进而保证采集的水样具有代表性。

3、通过弹簧、环形板、挡板、L板、瓶体、瓶塞等相互配合，方便对采集的水样储存、拿取，并且有效的保证了储存瓶的良好的密闭性，避免水样泄露，有效的防止采集到的水样被污染。

本发明结构合理，结构稳定，操作简单，不仅有效的降低了采样的风险，减轻了采样劳动强度，还有效的保证了采集到的水样具有代表性，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明的正视剖视结构示意图。

图2为本发明图1中A处的放大结构示意图。

图3为本发明图1中B处的放大结构示意图。

图4为本发明的左视剖视结构示意图。

图中标号：1、浮船；2、壳体；3、支撑柱；4、计量套；5、套管；6、转输泵；7、进液管；8、出液管；9、电动伸缩杆；10、活塞；11、连接杆；12、针管；13、斜杆；14、装载环；15、回液管；16、放置口；17、连通孔；18、弹簧；19、环形板；20、瓶体；21、瓶塞；22、挡板；23、L板；24、齿环；25、齿轮；26、伺服电机；27、外壳；28、操作板；29、PLC控制器。

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1-4，一种用于环境检测的采样装置，包括：

浮船1，浮船1上安装有蓄电池，且浮船1可远程遥控，方便对采样装置位于水域中的位置进行调节，避免使用电线为采样装置供电，更加安全。

浮船1上安装有壳体2，壳体2的外部套设有装载环14，壳体2的两侧底部均固接有多个支撑柱3，多个支撑柱3的底部均与浮船1的内侧底部固接，在装载环14的外部套设有外壳27，且外壳27的底部与浮船1的内侧底部固接，外壳27的顶部安装有操作板28，外壳27的一侧外部安装有PLC控制器29，PLC控制器29的外部安装有防雨外壳。

在装载环14外圈开设有多个放置口16，在装载环14内圈开设有多个连通孔17，多个连通孔17分别与多个放置口16相连通，多个放置口16的内侧底部均固接有多个弹簧18，多个弹簧18的顶部固接有环形板19，在多个放置口16内侧均放置有储存瓶，储存瓶包括瓶体20和安装在瓶体20开口端的瓶塞21，瓶塞21为橡胶材料制成，瓶塞21远离瓶体20的一侧外壁与环形板19远离弹簧18的一侧外壁抵接，在装载环14的外圈铰接有多个与放置口16相互配合的挡板22，且装载环14的外圈对应安装有多个与挡板22相互配合的L板23，将储存瓶放置在放置口16中，关闭挡板22，挡板22将储存瓶向放置口16内侧按压，多个弹簧18被压缩，进而将瓶塞21紧紧的抵扣在瓶体20上，防止瓶塞21从瓶体20上脱落，以保证储存瓶具有良好的密闭性，转动L板23，将挡板22锁定，当需要将储存瓶从放置口16中取出时，转动L板23，打开挡板22，在多个弹簧18的弹性作用下，将储存瓶向放置口16的外部弹出，进而方便将储存瓶从放置口16中取出。

在装载环14一侧外壁固接有齿环24，在外壳27内侧安装有伺服电机26，在伺服电机26输出端安装有与齿环24相互啮合的齿轮25，伺服电机26驱动齿轮25转动，进而驱动齿环24转动，从而带动装载环14转动。

在壳体2底部中心固接有计量套4，在计量套4顶部套接有套管5，套管5的顶部延伸至壳体2的顶部、并与多个连通孔17相互配合，在计量套4内侧安装有活塞10，壳体2的底部中心开设有收容孔，收容孔的内侧安装有电动伸缩杆9，电动伸缩杆9的伸长端延伸至计量套4的内侧、并与活塞10的底部固接，活塞10为橡胶材料制成，且活塞10位于计量套4内侧的一端与计量套4相互吻合，在壳体2内侧底部安装有转输泵6，在转输泵6输入端安装有进液管7，在计量套4外侧底部套接有出液管8，进液管7与出液管8的另一端均延伸至浮船1的底部，转输泵6的输出端安装有连接管，连接管的另一端延伸至计量套4的内侧、并与活塞10相配合，在套管5的顶部套接有回液管15，回液管15的底部延伸至出液管8的内侧，当活塞10运动至连接管与出液管8之间时，此时连接管位于活塞10的上方，出液管8位于活塞10的下方，此时转输泵6转动，将水域中的水泵送到计量套4中，多余的水样则向上经过套管5进入到回液管15中，从而便于对多余的水样进入引导排出，当活塞10运动至连接管的上方时，此时转输泵6转动，将水域中的水泵入到计量套4内侧之后，有出液管8排出，以防止上次采用残留在管道中的水样带入下次采集的水样中。

在套管5内侧活动套设有针管12，针管12内侧安装有出液单向阀，针管12位于套管5内侧的一端与套管5相互吻合，在针管12底部外壁固接有多个斜杆13，在活塞10顶部固接有连接杆11，连接杆11的顶部延伸至套管5的内侧、并与多个斜杆13的底部固接，活塞10向上运动，带动针管12向上运动插穿瓶塞21进入到瓶体20中，并向瓶体20中注入水样，当活塞10下降时，带动针管12下降，在针管12中安装的单向阀有效的防止瓶体20中储存的水样被重新吸入到计量套4中。

一种用于环境检测的采样装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、储存瓶清洁，将瓶体20与瓶塞21分离，分别对瓶体20与瓶塞21进行清洁、消毒并干燥；

S2、储存瓶装载，打开操作板28，转动L板23，将挡板22打开，然后将S1处理之后的储存瓶放置到放置口16中，使得瓶塞21与环形板19抵接，关闭挡板22，挡板22将储存瓶向放置口16内侧按压，多个弹簧18被压缩，进而将瓶塞21紧紧的抵扣在瓶体20上，转动L板23，将挡板22锁定，重复上述操作，转动装载环14在多个放置口16中装载储存瓶；

S3、将浮船1放置到需要检测取样的水域中，连接设备电源，操作PLC控制器29进行编程，设定取样的时间间隔；

S4、取样，在取样前30s，转输泵6启动，将水域中的水经进液管7进入到计量套4内侧，然后经过出液管8排出到水域环境中，对管道中的上次取样残留的水样进行置换清洗，然后电动伸缩杆9收缩，活塞10下降到连接管与出液管8之间，此时连接管位于活塞10的上方，出液管8位于活塞10的下方，转输泵6继续运转10s，在此期间转输泵6将水域中的水输送到计量套4中，将计量套4充满，多余的水样沿回液管15输送到出液管8中；

S5、注液，电动伸缩杆9伸长，将活塞10向上顶起的同时，将针管12向上顶起插穿瓶塞21运动至瓶体20中，将计量套4内侧储存的水样注入到瓶体20中，直至活塞10运动至计量套4的顶部，然后电动伸缩杆9收缩，带动针管12向套管5内侧运动，当针管12完全运动至套管5内侧时，电动伸缩杆9停止收缩，此时活塞10位于连接管的上方；

S6、更换储存瓶，伺服电机26转动，驱动齿轮25转动，进而带动齿环24转动，从而带动装载环14转动，使得与装载了水样的储液瓶相邻的空的储液瓶运动至套管5的正上方；

S7、待下次取样时，重复S4-S6步骤，进行水样采集；

S8、水样采集完成之后，回收收集浮船1，打开操作板28，将储存了水样的储存瓶从装载环14上取下，对水样进行检测分析，然后重复S1步骤，对瓶体20与瓶塞21进行清洁。

工作原理：在水样采集时，将清洁干净的瓶塞21塞入到瓶体20的瓶口中，然后，打开操作板28，转动L板23，将挡板22打开，然后将S1处理之后的储存瓶放置到放置口16中，使得瓶塞21与环形板19抵接，关闭挡板22，转动L板23，将挡板22锁定，转动装载环14在多个放置口16中装载储存瓶，储存瓶完全装载完成之后，将浮船1放置到水域的采样点处，操作PLC控制器29进行编程，设定取样的时间间隔，在取样前30s，转输泵6启动，将水域中的水经进液管7进入到计量套4内侧，然后经过出液管8排出到水域环境中，对管道中的上次取样残留的水样进行置换清洗，然后电动伸缩杆9收缩，活塞10下降到连接管与出液管8之间，此时连接管位于活塞10的上方，出液管8位于活塞10的下方，转输泵6继续运转10s，在此期间转输泵6将水域中的水输送到计量套4中，将计量套4充满，多余的水样沿回液管15输送到出液管8中，排入到水域中，然后电动伸缩杆9伸长，将活塞10向上顶起的同时，将针管12向上顶起插穿瓶塞21运动至瓶体20中，将计量套4内侧储存的水样注入到瓶体20中，直至活塞10运动至计量套4的顶部，然后电动伸缩杆9收缩，带动针管12向套管5内侧运动，当针管12完全运动至套管5内侧时，电动伸缩杆9停止收缩，此时活塞10位于连接管的上方，然后，伺服电机26转动，驱动装载环14转动，使得与装载了水样的储液瓶相邻的空的储液瓶运动至套管5的正上方，待到了下次取样时间时，重复上述操作，进行取样，取样完成之后，回收浮船1，打开操作板28，转动L板23，打开挡板22，在多个弹簧18的弹性作用下，将储存瓶向放置口16的外部弹出，进而方便拿起储存瓶，对储存瓶中的储存的水样进行检测分析之后，及时的对瓶体20与瓶塞21进行清洁，方便下次直接使用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，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 (8)

1.一种用于环境检测的采样装置，其特征在于，包括：

浮船(1)，所述浮船(1)上安装有壳体(2)，所述壳体(2)的外部套设有装载环(14)，所述壳体(2)上安装用于驱动装载环(14)转动的驱动组件；

储存机构，所述储存机构包括开设在装载环(14)外圈的多个放置口(16)、开设在装载环(14)内圈、并与放置口(16)相连通的多个连通孔(17)、安装在放置口(16)内侧的储存瓶和安装在装载环(14)外圈、并与多个放置口(16)相互配合的挡板(22)；

采样机构，所述采样机构包括固接在壳体(2)底部中心的计量套(4)、安装在壳体(2)内侧的泵送组件、安装在计量套(4)内侧的活塞(10)、套接在计量套(4)顶部的套管(5)和套设在套管(5)内侧的针管(12)，所述套管(5)的顶部延伸至壳体(2)的顶部、并与多个连通孔(17)相互配合，所述针管(12)与活塞(10)通过联动组件连接，且针管(12)内侧安装有出液单向阀，所述壳体(2)的底部中心开设有收容孔，所述收容孔的内侧安装有电动伸缩杆(9)，所述电动伸缩杆(9)的伸长端延伸至计量套(4)的内侧、并与活塞(10)的底部固接，所述活塞(10)为橡胶材料制成，且活塞(10)位于计量套(4)内侧的一端与计量套(4)相互吻合；以及

外壳(27)，所述外壳(27)套设在装载环(14)的外部，且外壳(27)的底部与浮船(1)的内侧底部固接，所述外壳(27)的顶部安装有操作板(28)，所述外壳(27)的一侧外部安装有PLC控制器(29)。

2.根据权利要求1所述的一种用于环境检测的采样装置，其特征在于，所述壳体(2)的两侧底部均固接有多个支撑柱(3)，多个所述支撑柱(3)的底部均与浮船(1)的内侧底部固接。

3.根据权利要求1所述的一种用于环境检测的采样装置，其特征在于，所述驱动组件包括固接在装载环(14)一侧外壁的齿环(24)、安装在外壳(27)内侧的伺服电机(26)和安装在伺服电机(26)输出端、并与齿环(24)相互啮合的齿轮(25)。

4.根据权利要求1所述的一种用于环境检测的采样装置，其特征在于，多个所述放置口(16)的内侧底部均固接有多个弹簧(18)，多个弹簧(18)的顶部固接有环形板(19)，所述储存瓶包括瓶体(20)和安装在瓶体(20)开口端的瓶塞(21)，所述瓶塞(21)为橡胶材料制成，所述瓶塞(21)远离瓶体(20)的一侧外壁与环形板(19)远离弹簧(18)的一侧外壁抵接，多个所述挡板(22)的一端均与装载环(14)的外壁铰接，所述装载环(14)的外圈对应安装有多个与挡板(22)相互配合的L板(23)。

5.根据权利要求1所述的一种用于环境检测的采样装置，其特征在于，所述泵送组件包括安装在壳体(2)内侧底部的转输泵(6)、安装在转输泵(6)输入端的进液管(7)、套接在计量套(4)外侧底部的出液管(8)，所述进液管(7)与出液管(8)的另一端均延伸至浮船(1)的底部，所述转输泵(6)的输出端安装有连接管，所述连接管的另一端延伸至计量套(4)的内侧、并与活塞(10)相配合，所述套管(5)的顶部套接有回液管(15)，所述回液管(15)的底部延伸至出液管(8)的内侧。

6.根据权利要求1所述的一种用于环境检测的采样装置，其特征在于，所述联动组件包括固接在针管(12)底部外壁的多个斜杆(13)和固接在活塞(10)顶部的连接杆(11)，所述连接杆(11)的顶部延伸至套管(5)的内侧、并与多个斜杆(13)的底部固接。

7.根据权利要求1所述的一种用于环境检测的采样装置，其特征在于，所述浮船(1)上安装有蓄电池，且浮船(1)可远程遥控。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于环境检测的采样装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、储存瓶清洁，将瓶体(20)与瓶塞(21)分离，分别对瓶体(20)与瓶塞(21)进行清洁、消毒并干燥；

S2、储存瓶装载，打开操作板(28)，转动L板(23)，将挡板(22)打开，然后将S1处理之后的储存瓶放置到放置口(16)中，使得瓶塞(21)与环形板(19)抵接，关闭挡板(22)，挡板(22)将储存瓶向放置口(16)内侧按压，多个弹簧(18)被压缩，进而将瓶塞(21)紧紧的抵扣在瓶体(20)上，转动L板(23)，将挡板(22)锁定，重复上述操作，在多个放置口(16)中装载储存瓶；

S3、将浮船(1)放置到需要检测取样的水域中，连接设备电源，操作PLC控制器(29)进行编程，设定取样的时间间隔；

S4、取样，在取样前30s，转输泵(6)启动，将水域中的水经进液管(7)进入到计量套(4)内侧，然后经过出液管(8)排出到水域环境中，对管道中的上次取样残留的水样进行置换清洗，然后电动伸缩杆(9)收缩，活塞(10)下降到连接管与出液管(8)之间，此时连接管位于活塞(10)的上方，出液管(8)位于活塞(10)的下方，转输泵(6)继续运转10s，在此期间转输泵(6)将水域中的水输送到计量套(4)中，将计量套(4)充满，多余的水样沿回液管(15)输送到出液管(8)中；

S5、注液，电动伸缩杆(9)伸长，将活塞(10)向上顶起的同时，将针管(12)向上顶起插穿瓶塞(21)运动至瓶体(20)中，将计量套(4)内侧储存的水样注入到瓶体(20)中，直至活塞(10)运动至计量套(4)的顶部，然后电动伸缩杆(9)收缩，带动针管(12)向套管(5)内侧运动，当针管(12)完全运动至套管(5)内侧时，电动伸缩杆(9)停止收缩，此时活塞(10)位于连接管的上方；

S6、更换储存瓶，伺服电机(26)转动，驱动齿轮(25)转动，进而带动齿环(24)转动，从而带动装载环(14)转动，使得与装载了水样的储液瓶相邻的空的储液瓶运动至套管(5)的正上方；

S7、待下次取样时，重复S4-S6步骤，进行水样采集；

S8、水样采集完成之后，回收收集浮船(1)，打开操作板(28)，将储存了水样的储存瓶从装载环(14)上取下，对水样进行检测分析，然后重复S1步骤，对瓶体(20)与瓶塞(21)进行清洁。