CN115219284B - 一种水文监测取样设备及监测方法及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水文监测取样设备及监测方法及取样方法，包括安装架和多个伸缩式监测取样单元，传动丝杠沿竖向向下延伸，传动丝杠穿经安装架的并与各伸缩式监测取样单元连接，传动丝杠与安装架连接、各伸缩式监测取样单元连接处分别设置有气动式离合件；本发明可通过安装监测探头来实现不同深度下水质的适时监测，并其可对水体不同深度进行独立取样。本发明能够对目标区域进行连续监测，并在不破坏水体环境的情况下，对水体不同深度进行实时监测，极易判断出水体的污染走向及趋势，并分析出较优的措施来治理水污染，同时，可满足水体的定深取样，而且在取样过程中避免水体扰动，降低取样误差的出现。本发明适用于水文监测及取样的技术领域。

Description

一种水文监测取样设备及监测方法及取样方法

技术领域

本发明属于水文监测及取样的技术领域，具体的说，涉及一种水文监测取样设备及监测方法及取样方法。

背景技术

目前，在水质监测中，大都通过采用水质检测设备对目标区域进行监测，这样监测存在的缺陷是，只能一次性对该区域进行监测，而无法实现对该区域持续监测，而且无法实现对水体纵深监测，即同时对目标区域水体的不同深度下的水质进行实时监测，进而很难确定水体不同深度下的污染情况，或者矿物质含量等，造成无法判断水体的污染走向及趋势，导致很难分析出较优的措施来治理水污染。目前，现在野外取样设备一般为有机玻璃采样器，提手处系绳子，下面进水，上面出水，使用时将采样器沉入水中，底部入水口处阀门则自动开启，这种装置可采集不同深度层的水样，采水器停在不同深度时，所采的水样，就是这个层次的水样，采集的水样只是一个大概深度的水样。采样器到达大致所需深度时，缓缓提出采样器，上盖和下入水口自动关闭。将出水口橡皮管伸入容器口，松开止水夹，水样即注入容器以供后续化验。此种方式取水虽能满足不同深度取水，但存在缺陷是，取水过程中水体容易被扰动，定深取水存在一定困难，极易造成目标区域的取样出现误差的情况。

因此，亟需一种监测、取样一体设备，方便对目标区域进行连续监测，并在不破坏水体环境的情况下，对水体不同深度进行实时监测，极易判断出水体的污染走向及趋势，并分析出较优的措施来治理水污染，同时，可满足水体的定深取样，而且在取样过程中避免水体扰动，降低取样误差的出现。

发明内容

本发明提供一种水文监测取样设备及监测方法及取样方法，用以对目标区域进行连续监测，并在不破坏水体环境的情况下，对水体不同深度进行实时监测，极易判断出水体的污染走向及趋势，并分析出较优的措施来治理水污染，同时，可满足水体的定深取样，而且在取样过程中避免水体扰动，降低取样误差的出现。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种水文监测取样设备，包括沿竖向间隔滑动装配于安装架上的多个伸缩式监测取样单元，一根传动丝杠沿竖向向下延伸，且所述传动丝杠穿经安装架的上端并与各个伸缩式监测取样单元连接，所述传动丝杠与安装架连接处及传动丝杠与各伸缩式监测取样单元的上下两端连接处分别设置有气动式离合件。

进一步的，所述安装架包括固定座，于所述固定座的下端面上沿其周向均匀地连接有多根导向杆，与固定座连接的气动式离合件位于固定座的中心处，各所述伸缩式监测取样单元与这些导向杆滑动连接。

进一步的，所述伸缩式监测取样单元包括套装于伸缩内筒外的伸缩外筒，所述伸缩内筒套装在传动丝杠外，并且伸缩内筒与传动丝杠轴线重合，于所述伸缩外筒的周面上均匀地开设有第一进水口，于所述伸缩内筒的周面上且与第一进水口相对应处开设有第二进水口，伸缩内筒经离合式启闭件与传动丝杠连接，于伸缩外筒的上下两端分别可拆卸连接有上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖的中心处分别安装有气动式离合件，传动丝杠经两个气动式离合件穿过伸缩式监测取样单元，所述上端盖和下端盖分别与安装架滑动连接；于所述上端盖和下端盖分别构造有上抽吸接头和下抽吸接头，于所述上抽吸接头的下端连接有伸向离合式启闭件的抽吸管，所述抽吸管的下端构造有伸缩管，所述伸缩管的下端连通有抽吸罩，于所述抽吸罩的周向均匀地开设有抽吸口。

进一步的，所述伸缩外筒包括轴向两端分别固定有伸缩筒的固定套，所述第一进水口分为两组，这两组第一进水口分别开设于两个伸缩筒的周面上，所述伸缩内筒分为上下两个分筒体，这两个分筒体分别安装于相对应的伸缩外筒内，所述离合式启闭件构造于两个分筒体相互靠近的一端处。

进一步的，所述分筒体包括筒体A，于所述筒体A的外周面上间隔构造有两个第一限位凸缘，各所述第一限位凸缘沿筒体A的径向向外延伸，且第二进水口位于两个第一限位凸缘之间；于所述伸缩筒的内壁上间隔构造有两个第二限位凸缘，各所述第二限位凸缘沿伸缩筒的径向向内延伸，且两个第一限位凸缘位于两个第二限位凸缘之间。

进一步的，所述分筒体包括相互插装的筒体B和筒体C，所述筒体B远离筒体C的一端与相对应的上端盖或者下端盖转动连接，于所述筒体B的外周面上均匀地构造有多个导向槽，各所述导向槽沿竖向延伸，于所述筒体C的内周面上均匀地构造有多个导向条，各所述导向条滑动装配于相对应的导向槽内，于筒体B和筒体C相互靠近的一端分别开设有多个豁口，当筒体B和筒体C相互插装时，相对应的豁口配合并形成第二进水口。

进一步的，所述离合式启闭件包括分别构造于两个分筒体相互靠近端的第一隔板，于所述第一隔板上沿其周向间隔开设有多个第一连通口，于所述固定套内构造有第二隔板，于所述第二隔板上沿其周向间隔开设有多个第二连通口，于第二隔板的中心处转动安装有第一束紧气囊，第一束紧气囊的第一充气腔与伸出固定套的气管连通，于第一束紧气囊的轴向两端分别构造有连接法兰，各所述连接法兰与相对应的第一隔板连接。

进一步的，所述气动式离合件包括与安装架或者伸缩式监测取样单元固定的第二束紧气囊，所述第二束紧气囊具有第二充气腔，且第二束紧气囊具有橡胶材质的束紧套，于所述束紧套内套设有螺纹套，所述螺纹套与传动丝杠螺纹连接。

本发明还公开了一种基于水文监测取样设备的监测方法，包括如下步骤：

步骤1、使用小艇将组成安装架的部件及伸缩式监测取样单元运输至监测点处；

步骤2、在各个伸缩式监测取样单元上安装多个监测探头，并且确保监测探头的导线长度能够延伸至安装架的上端；

步骤3、组装安装架，同时将各个伸缩式监测取样单元安装在安装架上，监测探头的导线连接在安装架上的监测仪上，该监测仪具有无线数据传输功能；

步骤4、随着伸缩式监测取样单元安装完毕，将安装架的下端逐渐下放入水内，当安装架的下端与水底接触后，控制气动式离合件与传动丝杠连接，之后驱动传动丝杠转动，使得安装架的下端插入水底，直至安装架稳固为止；

步骤5、监测探头监测不同深度下的水质，并将所监测的数据传输至监测仪上，监测仪通过无线传输功能将数据传输至岸上的接收设备上；

步骤6、控制不同的伸缩式监测取样单元上的气动式离合件，使得在传动丝杠的转动下，伸缩式监测取样单元发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现监测间距、监测深度的调整。

本发明还公开了一种基于水文监测取样设备的取样方法，包括如下步骤：

S1、使用小艇将组成安装架的部件及伸缩式监测取样单元运输至取样点处；

S2、组装安装架，同时将各个伸缩式监测取样单元安装在安装架上；

S3、随着伸缩式监测取样单元安装完毕，将安装架的下端逐渐下放入水内预定深度；

S4、打开各个伸缩式监测取样单元，使得不同深度的水进入相应的伸缩式监测取样单元内，并经过15-20min，关闭伸缩式监测取样单元，之后将伸缩式监测取样单元内的水逐一抽出，抽出的水分别注入相对应的取样桶内，以便后续的化验分析；

S5、控制不同的伸缩式监测取样单元上的气动式离合件，使得在传动丝杠的转动下，伸缩式监测取样单元发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现取样间距、取样深度的调整；

S6、取样结束后，将安装架回撤，并将伸缩式监测取样单元拆卸下来，同时将安装架拆分。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：当需要实时监测水质时，将多个监测探头分别安装在伸缩式监测取样单元，并且确保每个伸缩式监测取样单元的内部、外表面的不同位置安装，这样监测探头监测不同深度下的水质，并将所监测的数据传输至监测仪上，监测仪通过无线传输功能将数据传输至岸上的接收设备上；本发明通过控制不同的伸缩式监测取样单元上的气动式离合件，传动丝杠被驱动而转动，进而使得传动丝杠驱动一个或者多个伸缩式监测取样单元沿竖直方向在安装架上运动，或者伸缩式监测取样单元伸展或者收缩，进而实现监测间距、监测深度的调整，本发明在调整结束一段时间，水体不发生扰动后，所监测的数据较为准确；当需要对水体进行取样时，将伸缩式监测取样单元下放入水内，打开各个伸缩式监测取样单元，使得不同深度的水进入相应的伸缩式监测取样单元内，并经过15-20min，在水体的运动过程中伸缩式监测取样单元内由于下放而扰动的水被置换而出，这时，关闭伸缩式监测取样单元，之后将伸缩式监测取样单元内的水逐一抽出，抽出的水分别注入相对应的取样桶内，进而可进行后续的单独的化验分析，并且单独对比，控制不同的伸缩式监测取样单元上的气动式离合件，使得在传动丝杠的转动下，伸缩式监测取样单元发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现取样间距、取样深度的调整；综上可知，本发明对目标区域进行连续监测，并在不破坏水体环境的情况下，对水体不同深度进行实时监测，极易判断出水体的污染走向及趋势，并分析出较优的措施来治理水污染，同时，可满足水体的定深取样，而且在取样过程中避免了水体扰动，降低了取样误差率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例一种水文监测取样设备的结构示意图；

图2为本发明实施例一种水文监测取样设备的局部结构示意图；

图3为本发明实施例一种水文监测取样设备中伸缩式监测取样单元的结构示意图；

图4为本发明实施例一种水文监测取样设备中伸缩式监测取样单元拆分后的结构示意图；

图5为本发明实施例一种水文监测取样设备中伸缩式监测取样单元的伸缩外筒的局部结构示意图；

图6为本发明实施例一种水文监测取样设备中伸缩式监测取样单元的第一种伸缩内筒的局部结构示意图；

图7为本发明实施例一种水文监测取样设备中伸缩式监测取样单元的第二种伸缩内筒与上端盖和下端盖连接的结构示意图；

图8为本发明实施例一种水文监测取样设备中伸缩式监测取样单元的上端盖、筒体B及筒体C连接的结构示意图；

图9为本发明实施例一种水文监测取样设备中离合式启闭件的结构示意图；

图10为图9的结构爆炸图；

图11为图9的局部轴向结构剖视图；

图12为本发明实施例一种水文监测取样设备中上端盖的结构示意图；

图13为图12的结构主视图；

图14为本发明实施例一种水文监测取样设备中上端盖、气动式离合件及筒体B连接的轴向结构剖视图。

标注部件：100-传动丝杠，200-固定座，300-竖杆，400-伸缩式监测取样单元，401-伸缩外筒，4011-固定套，4012-伸缩筒，4013-第一进水口，4014-连接耳，4015-第二限位凸缘，402-伸缩内筒，4021-筒体A，4022-第二进水口，4023-第一限位凸缘，4024-筒体B，4025-导向槽，4026-筒体C，4027-导向条，4028-环形装配沿，403-上端盖，4031-环形装配槽，404-下端盖，405-上抽吸接头，406-下抽吸接头，407-抽吸管，408-伸缩管，409-抽吸罩，410-抽吸口，500-气动式离合件，501-第二束紧气囊，502-束紧套，503-第二充气腔，504-螺纹套，600-离合式启闭件，601-第一隔板，602-第一连通口，603-第一束紧气囊，604-摩擦块，605-第一充气腔，606-连接法兰，607-气管，608-第二隔板，609-第二连通口，700-导向杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种水文监测取样设备，如图1-14所示，包括安装架、传动丝杠100及多个伸缩式监测取样单元400，其中，这些伸缩式监测取样单元400沿竖直方向间隔滑动装配在安装架上，传动丝杠100沿竖直方向向下延伸，并且传动丝杠100穿经安装架的上端，之后依次穿过各个伸缩式监测取样单元400连接，而且传动丝杠100与安装架连接处设置有气动式离合件500，传动丝杠100与各伸缩式监测取样单元400的上下两端连接处也分别设置有气动式离合件500。本发明的传动丝杠100的上端与设置在安装架上的正反转电机的输出轴同轴连接在一起。在安装架上的气动式离合件500将传动丝杠100与安装架连接时，正反转电机驱动传动丝杠100转动，进而实现安装架的竖向位移；在伸缩式监测取样单元400的上端或者下端的气动式离合件500将其与传动丝杠100连接时，驱动传动丝杠100转动，进而实现伸缩式监测取样单元400拉伸或者压缩，使得其取样的范围或者监测的范围得到相应的改变；伸缩式监测取样单元400上端和下端的气动式离合件500同时与传动丝杠100连接时，驱动传动丝杠100转动，使得伸缩式监测取样单元400沿竖直方向位移，进而实现不同深度下取样或者监测。本发明的工作原理及优势在于：当需要实时监测水质时，将多个监测探头分别安装在伸缩式监测取样单元400，并且确保每个伸缩式监测取样单元400的内部、外表面的不同位置安装，这样监测探头监测不同深度下的水质，并将所监测的数据传输至监测仪上，监测仪通过无线传输功能将数据传输至岸上的接收设备上；本发明通过控制不同的伸缩式监测取样单元400上的气动式离合件500，传动丝杠100被驱动而转动，进而使得传动丝杠100驱动一个或者多个伸缩式监测取样单元400沿竖直方向在安装架上运动，或者伸缩式监测取样单元400伸展或者收缩，进而实现监测间距、监测深度的调整，本发明在调整结束一段时间，水体不发生扰动后，所监测的数据较为准确；当需要对水体进行取样时，将伸缩式监测取样单元400下放入水内，打开各个伸缩式监测取样单元400，使得不同深度的水进入相应的伸缩式监测取样单元400内，并经过15-20min，在水体的运动过程中伸缩式监测取样单元400内由于下放而扰动的水被置换而出，这时，关闭伸缩式监测取样单元400，之后将伸缩式监测取样单元400内的水逐一抽出，抽出的水分别注入相对应的取样桶内，进而可进行后续的单独的化验分析，并且单独对比，控制不同的伸缩式监测取样单元400上的气动式离合件500，使得在传动丝杠100的转动下，伸缩式监测取样单元400发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现取样间距、取样深度的调整；综上可知，本发明对目标区域进行连续监测，并在不破坏水体环境的情况下，对水体不同深度进行实时监测，极易判断出水体的污染走向及趋势，并分析出较优的措施来治理水污染，同时，可满足水体的定深取样，而且在取样过程中避免水体扰动，降低了取样误差率。

作为本发明一个优选的实施例，如图1-2所示，安装架包括固定座200，在该固定座200的下端面上沿其周向均匀地连接有多根导向杆700，与固定座200连接的气动式离合件500位于固定座200的中心处，每个伸缩式监测取样单元400与这些导向杆700滑动连接。当本实施例需要驱动固定座200和导向杆700向下运动时，在固定座200上滑动安装有至少两根竖杆300，这些竖杆300的上端固定在船体或者小艇的艇体上，在固定座200上的气动式离合件500将固定座200与传动丝杠100连接后，驱动传动丝杠100转动，进而使得安装架在竖杆300的限制下沿竖直方向运动，从而实现了下放或者回收安装架，并且可将安装架的下端插入水底的淤泥深处，直至安装架在水流下不会发生倾斜为止，这样便于对该区域进行长时间的连续的实时监测。

作为本发明一个优选的实施例，如图3-7所示，伸缩式监测取样单元400包括伸缩外筒401、伸缩内筒402、上端盖403及下端盖404，其中，伸缩外筒401套装在伸缩内筒402外，伸缩内筒402套装在传动丝杠100外，并且伸缩内筒402与传动丝杠100轴线重合，并且伸缩内筒402在被驱动下可在伸缩外筒401内转动。本实施例在伸缩外筒401的周面上均匀地开设有多个第一进水口4013，在伸缩内筒402的周面上均匀地开设有多个第二进水口4022，而且第二进水口4022与第一进水口4013一一对应设置，伸缩内筒402在被驱动而将第二进水口4022与第一进水口4013导通；或者伸缩内筒402的周壁将第一进水口4013封闭，同时伸缩外筒401的周壁将第二进水口4022封闭。本实施例在伸缩内筒402与传动丝杠100之间设置有离合式启闭件600，该离合式启闭件600用于将伸缩内筒402和传动丝杠100连接或者分离，而且可将伸缩内筒402分隔为两个腔室，以便于对伸缩内筒402进行分段抽取水样，可用来进行水样的对比，可判断相邻深度下水质的污染程度。本实施例的上端盖403和下端盖404分别可拆卸连接在伸缩外筒401的上下两端，在上端盖403和下端盖404的外沿上分别构造有多个连接耳4014，每个连接耳4014与相对应的导向杆700滑动连接，进而实现伸缩式监测取样单元400与安装架的滑动连接。在上端盖403和下端盖404的中心处分别安装有气动式离合件500，传动丝杠100穿过上端盖403和下端盖404上的气动式离合件500，进而实现传动丝杠100穿过伸缩式监测取样单元400。其中，如图14所示，气动式离合件500包括与安装架或者伸缩式监测取样单元400固定的第二束紧气囊501，该第二束紧气囊501具有第二充气腔503，而且第二束紧气囊501具有橡胶材质的束紧套502，在束紧套502内套设有螺纹套504，该螺纹套504与传动丝杠100螺纹连接。在对伸缩式监测取样单元400的单端进行拉伸或者压缩时，对伸缩式监测取样单元400一端的气动式离合件500的第二束紧气囊501进行充气，使之胀大，并且使得第二束紧气囊501的束紧套502束紧螺纹套504的外壁，这样，螺纹套504通过束紧套502与所在的上端盖403或者下端盖404形成一个整体，即螺纹套504此时通过束紧套502与所在的上端盖403或者下端盖404固定在一起；伸缩式监测取样单元400另一端的气动式离合件500处于未充气的状态，这样束紧套502与相对应的螺纹套504的外壁分开，即此时螺纹套504与第二束紧气囊501处于转动连接的状态；传动丝杠100被正反转电机转动的过程中，由于导向杆700的限制，使得被束紧套502束紧的螺纹套504及其所在的上端盖403或者下端盖404不会与传动丝杠100同步转动，即在传动丝杠100转动的过程中，由于该螺纹套504与传动丝杠100螺纹连接，这样螺纹套504根据传动丝杠100的正转或者反转而沿着传动丝杠100的轴向运动，进而使得螺纹套504通过束紧套502带动上端盖403或者下端盖404沿传动丝杠100的轴线运动；由于另一端的螺纹套504与相对应的束紧套502脱开（二者处于转动连接的形态），这样，在传动丝杠100转动的过程中，该螺纹套504随传动丝杠100一同转动，即螺纹套504在束紧套502内空转，而不会对所对应的下端盖404或者上端盖403进行驱动，进而使得所对应的下端盖404或者上端盖403保持位置不变，实现了伸缩式监测取样单元400的单端拉伸或者压缩。当需要控制伸缩式监测取样单元400整体沿传动丝杠100的轴线运动时，将上端盖403和下端盖404上的第二束紧气囊501同时充气，进而同时束紧所对应的螺纹套504，使得两个螺纹套504分别与相对应的上端盖403和下端盖404形成一个整体，由于导向杆700的限制，在转动传动丝杠100时，伸缩式监测取样单元400整体沿传动丝杠100的轴向运动，进而使得伸缩式监测取样单元400沿竖向位移，实现了监测、取样深度的改变。本实施例气动式离合件500的第二束紧气囊501上的充气管均延伸至固定座以上，并且对每个充气管进行编号，这样，可通过气泵对相应的气动式离合件500的第二束紧气囊501进行充气，达到对目标伸缩式监测取样单元400上的气动式离合件500进行充气。为了使不需要调整的伸缩式监测取样单元400在其他伸缩式监测取样单元400调整的过程中不发生位移，确保不需要调整的伸缩式监测取样单元400的气动式离合件500均未充气，其上的上端盖403和下端盖404上的气动式离合件500束紧套502均与相对应的螺纹套504解除束紧的状态，即第二束紧气囊501与所对应的螺纹套504转动连接，这样在传动丝杠100转动的过程中，螺纹套504随传动丝杠100同步转动，且螺纹套504在相对应的第二束紧气囊501内空转，使得伸缩式监测取样单元400不发生竖向位移，这样在目标伸缩式监测取样单元400不需要调整时，可对其他的伸缩式监测取样单元400进行调整。依照上述的操作步骤可进行多个伸缩式监测取样单元400的同步调整，根据不同的伸缩式监测取样单元400上充气管的编号来确定对目标伸缩式监测取样单元400的气动式离合件500进行充气，并确保不需要调整的伸缩式监测取样单元400的气动式离合件500处于未充气的状态，即不需要调整的伸缩式监测取样单元400上的气动式离合件500的束紧套502均未对相对应的螺纹套504束紧，需要调整的伸缩式监测取样单元400的相对应气动式离合件500被充气，使得束紧套502束紧螺纹套504，之后通过正反转电机对传动丝杠100进行驱动而转动，实现了多个伸缩式监测取样单元400的同步调整。本实施例在上端盖403和下端盖404分别构造有上抽吸接头405和下抽吸接头406，由于下抽吸接头406位于伸缩式监测取样单元400的最下端，这样能确保抽吸伸缩式监测取样单元400内下部的水样。为了确保上抽吸接头405对伸缩式监测取样单元400内上部的水样进行抽吸，如图12-13所示，在上抽吸接头405的下端连接有伸向离合式启闭件600的抽吸管407，在抽吸管407的下端构造有伸缩管408，该伸缩管408的下端连通有抽吸罩409，并且在抽吸罩409的周向均匀地开设有抽吸口410。本实施例当伸缩式监测取样单元400上部被压缩时，抽吸罩409可抵接在离合式启闭件600上，这时伸缩管408被压缩，抽吸罩409的抽吸口410不会被干扰或者堵塞，使其对水样的抽吸不受到影响。

作为本发明一个优选的实施例，如图3-8所示，伸缩外筒401包括固定套4011和两个伸缩筒4012，这两个伸缩筒4012分别构造在固定套4011的轴向两端，上述的第一进水口4013分为两组，这两组第一进水口4013分别开设在两个伸缩筒4012的周面上。本实施例的伸缩内筒402分为上下两个分筒体，这两个分筒体分别安装在相对应的伸缩外筒401内，离合式启闭件600构造在两个分筒体相互靠近的一端处。本实施例的分筒体被分为两种实施方式，第一种，如图4-6所示，分筒体包括筒体A4021，该筒体A4021与波纹管的结构相同，进而实现其随伸缩外筒401的伸缩而被拉伸或者压缩。本实施例在筒体A4021的外周面上间隔构造有两个第一限位凸缘4023，每个第一限位凸缘4023沿筒体A4021的径向向外延伸，而且第二进水口4022位于两个第一限位凸缘4023之间。在伸缩筒4012的内壁上间隔构造有两个第二限位凸缘4015，每个第二限位凸缘4015沿伸缩筒4012的径向向内延伸，而且两个第一限位凸缘4023位于两个第二限位凸缘4015之间，这样，在伸缩式监测取样单元400被压缩或者拉伸的过程中，使得伸缩外筒401和伸缩内筒402同步伸缩，并且确保第一进水口4013和第二进水口4022齐平，以便于第一进水口4013和第二进水口4022对齐或者错开，实现伸缩式监测取样单元400与外界连通或者隔断。第二种，如图7-8所示，分筒体包括相互插装的筒体B4024和筒体C4026，其中，筒体B4024和筒体C4026均为硬质材料制成的筒状结构，这样筒体B4024和筒体C4026起到内支撑的作用，使得伸缩式监测取样单元400可抵抗恶劣的水域，如水流较大或者扰动较大的区域，并对该区域进行监测及取样。本实施例筒体B4024远离筒体C4026的一端与相对应的上端盖403或者下端盖404转动连接，具体的，如图13-14所示，在筒体B4024远离筒体C4026的一端构造有沿其径向向内延伸的环形装配沿4028，在上端盖403和下端盖404与环形装配沿4028相对应的位置处构造有环形装配槽4031，而且环形装配沿4028活动装配在环形装配槽4031内，并随着筒体B4024的转动而在环形装配槽4031内转动。本实施例为了实现筒体B4024和筒体C4026相互插装，并且二者可实现同步转动，进而实现第二进水口4022和第一进水口4013对齐或者错开，具体的，在筒体B4024的外周面上均匀地构造有多个导向槽4025，每个导向槽4025沿竖直方向延伸，在筒体C4026的内周面上均匀地构造有多个导向条4027，每个导向条4027滑动装配在相对应的导向槽4025内。本实施例在筒体B4024和筒体C4026相互靠近的一端分别开设有多个豁口，当筒体B4024和筒体C4026相互插装时，相对应的豁口配合并形成第二进水口4022。

作为本发明一个优选的实施例，如图9-11所示，离合式启闭件600包括分别构造在两个分筒体相互靠近端的第一隔板601，在该第一隔板601上沿其周向间隔开设有多个第一连通口602，在固定套4011内构造有第二隔板608，在该第二隔板608上沿其周向间隔开设有多个第二连通口609。本实施例在第二隔板608的中心处转动安装有第一束紧气囊603，第一束紧气囊603的第一充气腔605与伸出固定套4011的气管607连通，在第一束紧气囊603的轴向两端分别构造有连接法兰606，每个连接法兰606与相对应的第一隔板601连接。第一束紧气囊603的气管607与充气软管连接，充气软管延伸出水面以上，一般固定在固定座200上，以便于气泵对相对应的第一束紧气囊603进行充气。本实施例在对一个或者多个伸缩式监测取样单元400的进行分筒体进行隔断时，此时解除所有的束紧套502对相对应的螺纹套504的束紧，之后对所要隔断的分筒体之间的第一束紧气囊603进行充气（当伸缩式监测取样单元400为多个时，将这些伸缩式监测取样单元400内的第一束紧气囊603同步进行充气），进而使得第一束紧气囊603抱紧传动丝杠100，然后正反转电机驱动传动丝杠100转动一定角度后，由于第一束紧气囊603束紧传动丝杠100，这样使得第一束紧气囊603和传动丝杠同步转动，这样第一束紧气囊603通过连接法兰606带动第一隔板601和分筒体转动，进而使得相互连通的第一连通口602和第二连通口609彼此错开，同时第一进水口4013和第二进水口4022也彼此错开，这样使得每个分筒体内的水样处于隔断状态，并且与外界隔开，进而在取样过程中，水样不会受到外界影响，而且此种影响一般是抽吸过程中外界水体发生扰动，进而使得目标水体的纵向深度的水也被抽吸，影响了取样效果。本实施例在第一束紧气囊603与传动丝杠100抱紧的周面上构造有多个摩擦块604，进而提高第一束紧气囊603与传动丝杠100的摩擦力，避免抱紧时出现打滑的情况发生。本实施例为了便于对所需充气的第一束紧气囊603进行充气，每个第一束紧气囊603上的与气管607连通的充气软管均延伸至固定座200上，并且将每根充气软管进行编号，这样，在充气时可以根据充气软管编号的不同，找到相应的充气软管，对相对应的一个或者多个离合式启闭件600的第一束紧气囊603进行充气，进而实现准确地使目标伸缩式监测取样单元400内的第一束紧气囊603束紧传动丝杠100。

本发明还公开了一种基于水文监测取样设备的监测方法，包括如下步骤：

步骤1、使用小艇将组成安装架的部件及伸缩式监测取样单元400运输至监测点处；

步骤2、在各个伸缩式监测取样单元400上安装多个监测探头，并且确保监测探头的导线长度能够延伸至安装架的上端，一般情况下，监测探头安装在上端盖403的上下端面上，和下端盖404的上下端面上，及固定套4011的外周面上，当监测探头安装在上端盖403的下端面上和下端盖404的上端面上时，监测探头位于伸缩式监测取样单元400内，这些监测探头的导线需要从相对应的第一进水口4013和第二进水口4022引出，并与固定座200上的监测仪连接，这样可以对比伸缩式监测取样单元400内外同位置处的水质是否存在偏差，正常情况下不存在偏差，当存在较小偏差时，需要取平均值，当偏差较大时，需要和固定套4011上的监测探头的监测数据对比并做减法，之后舍弃差值较大的数据；

步骤3、组装安装架，同时将各个伸缩式监测取样单元400安装在安装架上，监测探头的导线连接在安装架上的监测仪上，该监测仪具有无线数据传输功能；

步骤4、随着伸缩式监测取样单元400安装完毕，将安装架的下端逐渐下放入水内，当安装架的下端与水底接触后，控制气动式离合件500与传动丝杠100连接，之后驱动传动丝杠100转动，使得安装架的下端插入水底，直至安装架稳固为止；

步骤5、监测探头监测不同深度下的水质，并将所监测的数据传输至监测仪上，监测仪通过无线传输功能将数据传输至岸上的接收设备上；

步骤6、根据气管上的编号，对相对应的气动式离合件500进行充气，进而实现控制不同的伸缩式监测取样单元400上的气动式离合件500的目的，使得在传动丝杠100的转动下，伸缩式监测取样单元400发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现监测间距、监测深度的调整。

本发明还公开了一种基于水文监测取样设备的取样方法，包括如下步骤：

S1、使用小艇将组成安装架的部件及伸缩式监测取样单元400运输至取样点处；

S2、组装安装架，同时将各个伸缩式监测取样单元400安装在安装架上；

S3、随着伸缩式监测取样单元400安装完毕，将安装架的下端逐渐下放入水内预定深度；

S4、打开各个伸缩式监测取样单元400，使得不同深度的水进入相应的伸缩式监测取样单元400内，并经过15-20min，关闭伸缩式监测取样单元400，之后将伸缩式监测取样单元400内的水逐一抽出，抽出的水分别注入相对应的取样桶内，以便后续的化验分析；

S5、控制不同的伸缩式监测取样单元400上的气动式离合件500，使得在传动丝杠100的转动下，伸缩式监测取样单元400发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现取样间距、取样深度的调整；

S6、取样结束后，将安装架回撤，并将伸缩式监测取样单元400拆卸下来，同时将安装架拆分。

本发明为了转运携带方便，导向杆700和竖杆300均为分段式的结构，两段之间通过螺纹连接的方式接续。监测探头在不使用时，均放置在收纳箱内。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种水文监测取样设备，其特征在于：包括沿竖向间隔滑动装配于安装架上的多个伸缩式监测取样单元，一根传动丝杠沿竖向向下延伸，且所述传动丝杠穿经安装架的上端并与各个伸缩式监测取样单元连接，所述传动丝杠与安装架连接处及传动丝杠与各伸缩式监测取样单元的上下两端连接处分别设置有气动式离合件；

所述安装架包括固定座，于所述固定座的下端面上沿其周向均匀地连接有多根导向杆，与固定座连接的气动式离合件位于固定座的中心处，各所述伸缩式监测取样单元与这些导向杆滑动连接；

所述伸缩式监测取样单元包括套装于伸缩内筒外的伸缩外筒，所述伸缩内筒套装在传动丝杠外，并且伸缩内筒与传动丝杠轴线重合，于所述伸缩外筒的周面上均匀地开设有第一进水口，于所述伸缩内筒的周面上且与第一进水口相对应处开设有第二进水口，伸缩内筒经离合式启闭件与传动丝杠连接，于伸缩外筒的上下两端分别可拆卸连接有上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖的中心处分别安装有气动式离合件，传动丝杠经两个气动式离合件穿过伸缩式监测取样单元，所述上端盖和下端盖分别与安装架滑动连接；于所述上端盖和下端盖分别构造有上抽吸接头和下抽吸接头，于所述上抽吸接头的下端连接有伸向离合式启闭件的抽吸管，所述抽吸管的下端构造有伸缩管，所述伸缩管的下端连通有抽吸罩，于所述抽吸罩的周向均匀地开设有抽吸口。

2.根据权利要求1所述的一种水文监测取样设备，其特征在于：所述伸缩外筒包括轴向两端分别固定有伸缩筒的固定套，所述第一进水口分为两组，这两组第一进水口分别开设于两个伸缩筒的周面上，所述伸缩内筒分为上下两个分筒体，这两个分筒体分别安装于相对应的伸缩外筒内，所述离合式启闭件构造于两个分筒体相互靠近的一端处。

3.根据权利要求2所述的一种水文监测取样设备，其特征在于：所述分筒体包括筒体A，于所述筒体A的外周面上间隔构造有两个第一限位凸缘，各所述第一限位凸缘沿筒体A的径向向外延伸，且第二进水口位于两个第一限位凸缘之间；于所述伸缩筒的内壁上间隔构造有两个第二限位凸缘，各所述第二限位凸缘沿伸缩筒的径向向内延伸，且两个第一限位凸缘位于两个第二限位凸缘之间。

4.根据权利要求2所述的一种水文监测取样设备，其特征在于：所述分筒体包括相互插装的筒体B和筒体C，所述筒体B远离筒体C的一端与相对应的上端盖或者下端盖转动连接，于所述筒体B的外周面上均匀地构造有多个导向槽，各所述导向槽沿竖向延伸，于所述筒体C的内周面上均匀地构造有多个导向条，各所述导向条滑动装配于相对应的导向槽内，于筒体B和筒体C相互靠近的一端分别开设有多个豁口，当筒体B和筒体C相互插装时，相对应的豁口配合并形成第二进水口。

5.根据权利要求2所述的一种水文监测取样设备，其特征在于：所述离合式启闭件包括分别构造于两个分筒体相互靠近端的第一隔板，于所述第一隔板上沿其周向间隔开设有多个第一连通口，于所述固定套内构造有第二隔板，于所述第二隔板上沿其周向间隔开设有多个第二连通口，于第二隔板的中心处转动安装有第一束紧气囊，第一束紧气囊的第一充气腔与伸出固定套的气管连通，于第一束紧气囊的轴向两端分别构造有连接法兰，各所述连接法兰与相对应的第一隔板连接。

6.根据权利要求1所述的一种水文监测取样设备，其特征在于：所述气动式离合件包括与安装架或者伸缩式监测取样单元固定的第二束紧气囊，所述第二束紧气囊具有第二充气腔，且第二束紧气囊具有橡胶材质的束紧套，于所述束紧套内套设有螺纹套，所述螺纹套与传动丝杠螺纹连接。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的水文监测取样设备的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、使用小艇将组成安装架的部件及伸缩式监测取样单元运输至监测点处；

步骤2、在各个伸缩式监测取样单元上安装多个监测探头，并且确保监测探头的导线长度能够延伸至安装架的上端；

步骤3、组装安装架，同时将各个伸缩式监测取样单元安装在安装架上，监测探头的导线连接在安装架上的监测仪上，该监测仪具有无线数据传输功能；

步骤4、随着伸缩式监测取样单元安装完毕，将安装架的下端逐渐下放入水内，当安装架的下端与水底接触后，控制气动式离合件与传动丝杠连接，之后驱动传动丝杠转动，使得安装架的下端插入水底，直至安装架稳固为止；

步骤5、监测探头监测不同深度下的水质，并将所监测的数据传输至监测仪上，监测仪通过无线传输功能将数据传输至岸上的接收设备上；

步骤6、控制不同的伸缩式监测取样单元上的气动式离合件，使得在传动丝杠的转动下，伸缩式监测取样单元发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现监测间距、监测深度的调整。

8.一种如权利要求1-6中任一项所述的水文监测取样设备的取样方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、使用小艇将组成安装架的部件及伸缩式监测取样单元运输至取样点处；

S2、组装安装架，同时将各个伸缩式监测取样单元安装在安装架上；

S3、随着伸缩式监测取样单元安装完毕，将安装架的下端逐渐下放入水内预定深度；

S4、打开各个伸缩式监测取样单元，使得不同深度的水进入相应的伸缩式监测取样单元内，并经过15-20min，关闭伸缩式监测取样单元，之后将伸缩式监测取样单元内的水逐一抽出，抽出的水分别注入相对应的取样桶内，以便后续的化验分析；

S5、控制不同的伸缩式监测取样单元上的气动式离合件，使得在传动丝杠的转动下，伸缩式监测取样单元发生伸缩或者沿竖直方向运动，以实现取样间距、取样深度的调整；

S6、取样结束后，将安装架回撤，并将伸缩式监测取样单元拆卸下来，同时将安装架拆分。

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