CN116106070A - 一种根据水流速度自调节的水质取样装置及其取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根据水流速度自调节的水质取样装置及其取样方法，属于水体测量技术领域，包括浮板，所述浮板顶部两侧均固定安装有太阳能电池板，所述浮板顶部转动连接有万向轴承，所述万向轴承内腔转动连接有万向轴承。本发明中，传动杆向下移动能够带动第二固定板和固定环向下移动，固定环向下移动能够带动驱动齿板带动转动齿轮转动，转动齿轮转动能够带动另一侧啮合的从动齿板向上移动，从动齿板移动能够拉动移动环移动，移动环移动能够带动底部封堵板与对应位置的检样筒进液口分离，通过水流的增大实现翻板的翻动角度的自动调节，有利于在水流增大时增大相应的进液量，实现根据水流速度调节取样量的取样检样。

Description

一种根据水流速度自调节的水质取样装置及其取样方法

技术领域

本发明属于水体测量技术领域，尤其涉及一种根据水流速度自调节的水质取样装置及其取样方法。

背景技术

随着科技的发展，对环境保护的意识越来越强烈，为了检测水质状态，现有在水体内设置水质取样设备来满足水质监测的需要，但传统水质取样设备取样样本较为单一存在取样样本不均衡的问题。

中国专利CN110530682B公开了一种屋面雨水自动流量监测及样品采集装置及其相应的采集方法，所述采集装置包括横向流量测量管，该横向流量测量管连接主体部分，横向流量测量管连接于雨落管出口，所述主体部分包括能源供给系统并为数据处理系统、样品采集系统提供作业电源。本发明所述样品采集方法，包括：在雨水采集装置中内嵌至少两种采样模式；在降雨初期流量计检测到降雨强度较小，自动选用事先输入的固定时间段采样方案；当降雨量较大时，除了通过降雨时间间隔来控制采样瓶还可以通过激光水位计来按量采集。上述方案不需要对已有雨落管进行改装的前提下，对管内所集屋面雨水的流量进行测量，并根据时间或流量变化进行自动采样和流量监测，但上述方案是对雨水量流量的自动采样取决于激光测量器的流量测量，容易出现测量误差，因此，存在改进的空间。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决对雨水量流量的自动采样取决于激光测量器的流量测量，容易出现测量误差的问题，而提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置及其取样方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种根据水流速度自调节的水质取样装置，包括浮板，所述浮板顶部两侧均固定安装有太阳能电池板，所述浮板顶部转动连接有万向轴承，所述万向轴承内腔转动连接有万向轴承，且万向轴承内腔固定安装有检样筒，所述检样筒底部横向贯穿插置有测向筒，所述测向筒内腔固定安装有进量控制装置，且进料控制装置底部延伸至检样筒内，且检样筒底端外侧沿轴心环绕开设有多个进液口，用于通过进料控制装置控制检样筒进液口进液量，所述检样筒底部可拆卸安装有存样机构，所述存样机构包括隔水套，所述隔水套外侧壁可拆卸连接有第一填充环，所述第一填充环固定连接在检样筒内腔。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述进量控制装置包括翻板，所述翻板底部通过销轴铰接有转动座，所述转动座底部固定连接有第一固定板，所述第一固定板底部固定连接在测向筒内腔底部，所述翻板一侧固定连接有第一铰接座，所述第一铰接座通过连板铰接有第二铰接座，所述第二铰接座底部固定连接有传动杆，所述传动杆滑动连接在测向筒内腔底部，且传动杆底部传动连接有第二固定板，所述第二固定板一侧固定安装有固定环，所述固定环底部滑动连接有移动环，所述移动环底部四周均固定连接有多个封堵板，且封堵板位于检样筒进液口一侧。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第二固定板顶部转动连接有轴承，且轴承内转动连接有螺纹筒，所述传动杆底端外侧开设有外螺纹，且螺纹筒与传动杆底端外螺纹螺纹连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第二固定板底部固定连接有驱动齿板，且驱动齿板一侧啮合有转动齿轮，所述转动齿轮顶部通过固定架固定连接在检样筒内腔一侧，所述转动齿轮一侧啮合有从动齿板，所述从动齿板底部固定连接在移动环顶部。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述移动环顶部沿轴心等距固定连接有多个第一滑杆，所述第一滑杆滑动连接在固定环顶部开设的滑孔内，所述第一滑杆末端固定连接有阶装块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述封堵板内腔固定连接有密封垫，且密封垫底部固定连接有第二滑杆，所述第二滑杆滑动连接在隔水套外侧，所述第二滑杆底端固定连接有第二滑杆，所述第二滑杆底端固定连接有配重块，用于通过配重块浮力带动顶部密封垫和封堵板复位。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述存样机构还包括固设于测向筒内腔的引导槽和遮挡板，所述引导槽横截面形状为锥形，所述引导槽底部固定连接有连通管，且连通管底部固定连接有遮挡板，所述隔水套内腔转动连接有存储盒，所述存储盒顶部放置连接有多个存样管，所述遮挡板位于存样管顶部，所述遮挡板顶部开设有进液孔，所述引导槽底部通过弯管延伸至进液孔顶部并与其中一个存样管相连通。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述存样管顶部固定连接有第二填充环，所述第二填充环顶部与遮挡板底部相贴合，用于封堵存样管与遮挡板之间的缝隙，所述隔水套通过外螺纹与第一填充环内侧内螺纹可拆卸连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述检样筒外侧壁固定连接有导向盘，所述导向盘顶部两侧均固定连接有导向块，且导向块横截面形状为锥形。

作为上述技术方案的进一步描述：

一种根据水流速度自调节的水质取样装置的取样方法，具体包括以下步骤：

S1、浮板通过第一浮囊设置在水体顶部后，能够通过浮板两侧与水体边沿位置进行连接；

S2、当水体发生晃动时，底部检样筒能够通过顶部万向轴承的转动降低水流冲击，使得检样筒能够始终处于与水流接触面；

S3、水流增大时，进量控制装置控制打开检样筒底部进液口，持续进行进液并存储存样机构内；

S4、等到取样周期结束后，分离隔水套将内部取样水取出，取样结束。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，当浮板通过第一浮囊设置在水体顶部后，能够通过浮板两侧与水体边沿位置进行连接，当水体流量增大时，与水朝向接触的测向筒进行的水流增多，此时增多的水流能够带动翻板翻转，翻板翻转能够带动后侧第一铰接座围绕连板转动，连板转动另一侧能够推动第二铰接座带动传动杆向下移动，传动杆向下移动能够带动第二固定板和固定环向下移动，固定环向下移动能够带动驱动齿板带动转动齿轮转动，转动齿轮转动能够带动另一侧啮合的从动齿板向上移动，从动齿板移动能够拉动移动环移动，移动环移动能够带动底部封堵板与对应位置的检样筒进液口分离，通过水流的增大实现翻板的翻动角度的自动调节，有利于在水流增大时增大相应的进液量，实现根据水流速度调节取样量的取样检样。

2、本发明中，通过设计的第一滑杆，封堵板能够通过后侧密封垫保证密封处理效果，减少水液渗透，并且当封堵板带动密封垫和配重块向上移动后，在顶部水流减小时，配重块内的配重液体能够利用重力拉动第二滑杆和密封垫复位，有利于通过调节配重块的配重量实现对水流阈值的预设，通过螺纹配合的螺纹筒和传动杆，螺纹筒能够通过在外部轴承内转动而带动内侧螺纹连接的传动杆移动，调节传动杆与顶部翻板的距离，通过调节翻板的运动行程实现对底部封堵板打开距离的控制。

3、本发明中，通过设计的存样机构，当采样水通过检样筒外侧的进液口进入后，水液能够通过进液口进入引导槽内，并且通过引导槽底部弯管排布置一侧进液孔后并注入存样管内，存样管收集一定量水液后，能够通过存储盒底部驱动件控制存储盒转动，通过环状布置的多个存样管实现对水液的快速收集，并且在水流朝向变化时，导向盘外部导向块能够通过导向块与水流的冲击进行微转调向，能够提高导向处理效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的侧向结构示意图；

图3为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的爆炸拆分结构示意图；

图4为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的横向半剖结构示意图；

图5为本发明提出的图4中A部分放大的结构示意图；

图6为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的进量控制装置爆炸拆分结构示意图；

图7为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的横向结构示意图；

图8为本发明提出的图7中B部分放大的结构示意图；

图9为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的存样机构侧向结构示意图；

图10为本发明提出的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的存样机构爆炸拆分结构示意图。

图例说明：

1、浮板；2、第一浮囊；3、太阳能电池板；4、万向轴承；5、检样筒；6、测向筒；7、进量控制装置；701、翻板；702、第一铰接座；703、连板；704、第二铰接座；705、传动杆；706、转动座；707、第一固定板；708、固定环；709、第二固定板；710、螺纹筒；711、滑孔；712、第一滑杆；713、移动环；714、封堵板；715、密封垫；716、固定架；717、转动齿轮；718、驱动齿板；719、从动齿板；720、第二滑杆；721、配重块；8、存样机构；801、隔水套；802、存储盒；803、第一填充环；804、存样管；805、第二填充环；806、遮挡板；807、连通管；808、进液孔；809、引导槽；810、弯管；9、导向盘；10、承托套；11、导向块。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种根据水流速度自调节的水质取样装置，包括浮板1，浮板1顶部两侧均固定安装有太阳能电池板3，浮板1顶部转动连接有万向轴承4，万向轴承4内腔转动连接有万向轴承4，且万向轴承4内腔固定安装有检样筒5，检样筒5底部横向贯穿插置有测向筒6，测向筒6内腔固定安装有进量控制装置7，且进料控制装置底部延伸至检样筒5内，且检样筒5底端外侧沿轴心环绕开设有多个进液口，用于通过进料控制装置控制检样筒5进液口进液量，检样筒5底部可拆卸安装有存样机构8，存样机构8包括隔水套801，隔水套801外侧壁可拆卸连接有第一填充环803，第一填充环803固定连接在检样筒5内腔；

进量控制装置7包括翻板701，翻板701底部通过销轴铰接有转动座706，转动座706底部固定连接有第一固定板707，第一固定板707底部固定连接在测向筒6内腔底部，翻板701一侧固定连接有第一铰接座702，第一铰接座702通过连板703铰接有第二铰接座704，第二铰接座704底部固定连接有传动杆705，传动杆705滑动连接在测向筒6内腔底部，且传动杆705底部传动连接有第二固定板709，第二固定板709一侧固定安装有固定环708，固定环708底部滑动连接有移动环713，移动环713底部四周均固定连接有多个封堵板714，且封堵板714位于检样筒5进液口一侧，第二固定板709顶部转动连接有轴承，且轴承内转动连接有螺纹筒710，传动杆705底端外侧开设有外螺纹，且螺纹筒710与传动杆705底端外螺纹螺纹连接，第二固定板709底部固定连接有驱动齿板718，且驱动齿板718一侧啮合有转动齿轮717，转动齿轮717顶部通过固定架716固定连接在检样筒5内腔一侧，转动齿轮717一侧啮合有从动齿板719，从动齿板719底部固定连接在移动环713顶部。

实施方式具体为：当浮板1通过第一浮囊2设置在水体顶部后，能够通过浮板1两侧与水体边沿位置进行连接，当水体流量增大时，与水朝向接触的测向筒6进行的水流增多，此时增多的水流能够带动翻板701翻转，翻板701翻转能够带动后侧第一铰接座702围绕连板703转动，连板703转动另一侧能够推动第二铰接座704带动传动杆705向下移动，传动杆705向下移动能够带动第二固定板709和固定环708向下移动，固定环708向下移动能够带动驱动齿板718带动转动齿轮717转动，转动齿轮717转动能够带动另一侧啮合的从动齿板719向上移动，从动齿板719移动能够拉动移动环713移动，移动环713移动能够带动底部封堵板714与对应位置的检样筒5进液口分离，从而能够通过水流的增大实现翻板701的翻动角度的自动调节，有利于在水流增大时增大相应的进液量，实现根据水流速度调节取样量的取样检样。

进一步的，通过设计的万向轴承4，浮板1能够通过第一浮囊2进行漂浮，当水体发生晃动时，底部检样筒5能够通过顶部万向轴承4的转动降低水流冲击，使得检样筒5能够始终处于与水流接触面，提高采样处理效果，并且万向轴承4与浮板1之间设置有承托套10，能够保证万向轴承4的密封防水效果，有效减少水汽侵蚀。

请参阅图6，移动环713顶部沿轴心等距固定连接有多个第一滑杆712，第一滑杆712滑动连接在固定环708顶部开设的滑孔711内，第一滑杆712末端固定连接有阶装块，封堵板714内腔固定连接有密封垫715，且密封垫715底部固定连接有第二滑杆720，第二滑杆720滑动连接在隔水套801外侧，第二滑杆720底端固定连接有第二滑杆720，第二滑杆720底端固定连接有配重块721，用于通过配重块721浮力带动顶部密封垫715和封堵板714复位。

实施方式具体为：通过设计的第一滑杆712，固定环708通过第一滑杆712的滑动更加稳定，能够避免封堵板714移动时发生晃动偏移，并且封堵板714能够通过后侧密封垫715保证密封处理效果，减少水液渗透，并且当封堵板714带动密封垫715和配重块721向上移动后，在顶部水流减小时，配重块721内的配重液体能够利用重力拉动第二滑杆720和密封垫715复位，能够有利于通过调节配重块721的配重量实现对水流阈值的预设，并且通过螺纹配合的螺纹筒710和传动杆705，螺纹筒710能够通过在外部轴承内转动而带动内侧螺纹连接的传动杆705移动，从而能够调节传动杆705与顶部翻板701的距离，有利于通过调节翻板701的运动行程实现对底部封堵板714打开距离的控制。

请参阅图9-10，存样机构8还包括固设于测向筒6内腔的引导槽809和遮挡板806，引导槽809横截面形状为锥形，引导槽809底部固定连接有连通管807，且连通管807底部固定连接有遮挡板806，隔水套801内腔转动连接有存储盒802，存储盒802顶部放置连接有多个存样管804，遮挡板806位于存样管804顶部，遮挡板806顶部开设有进液孔808，引导槽809底部通过弯管810延伸至进液孔808顶部并与其中一个存样管804相连通，存样管804顶部固定连接有第二填充环805，第二填充环805顶部与遮挡板806底部相贴合，用于封堵存样管804与遮挡板806之间的缝隙，隔水套801通过外螺纹与第一填充环803内侧内螺纹可拆卸连接，检样筒5外侧壁固定连接有导向盘9，导向盘9顶部两侧均固定连接有导向块11，且导向块11横截面形状为锥形。

实施方式具体为：通过设计的存样机构8，其中，为保证承接水流效果，检验筒靠近进液口位置一体连接有加强套，当采样水通过检样筒5外侧的进液口进入后，水液能够通过进液口进入引导槽809内，并且通过引导槽809底部弯管810排布置一侧进液孔808后并注入存样管804内，当存样管804收集一定量水液后，能够通过存储盒802底部驱动件控制存储盒802转动，从而能够通过环状布置的多个存样管804实现对水液的快速收集，并且通过设计的存样管804，存样管804顶部设有有第二填充环805，第二填充环805能够封闭遮挡板806和存储盒802之间的间隙，保证封闭效果，并且在水流朝向变化时，导向盘9外部导向块11能够通过导向块11与水流的冲击进行微转调向，从而能够提高导向处理效果。

工作原理：使用时，当浮板1通过第一浮囊2设置在水体顶部后，能够通过浮板1两侧与水体边沿位置进行连接，当水体流量增大时，与水朝向接触的测向筒6进行的水流增多，增多的水流能够带动翻板701翻转，翻板701翻转能够带动后侧第一铰接座702围绕连板703转动，连板703转动另一侧能够推动第二铰接座704带动传动杆705向下移动，传动杆705向下移动能够带动第二固定板709和固定环708向下移动，固定环708向下移动能够带动驱动齿板718带动转动齿轮717转动，转动齿轮717转动能够带动另一侧啮合的从动齿板719向上移动，从动齿板719移动能够拉动移动环713移动，移动环713移动能够带动底部封堵板714与对应位置的检样筒5进液口分离，通过水流的增大实现翻板701的翻动角度的自动调节，有利于在水流增大时增大相应的进液量，实现根据水流速度调节取样量的取样检样；

当封堵板714带动密封垫715和配重块721向上移动后，在顶部水流减小时，配重块721内的配重液体能够利用重力拉动第二滑杆720和密封垫715复位，从而能够有利于通过调节配重块721的配重量实现对水流阈值的预设，通过螺纹配合的螺纹筒710和传动杆705，螺纹筒710能够通过在外部轴承内转动而带动内侧螺纹连接的传动杆705移动，调节传动杆705与顶部翻板701的距离，有利于通过调节翻板701的运动行程实现对底部封堵板714打开距离的控制；

当采样水通过检样筒5外侧的进液口进入后，水液能够通过进液口进入引导槽809内，通过引导槽809底部弯管810排布置一侧进液孔808后并注入存样管804内，当存样管804收集一定量水液后，能够通过存储盒802底部驱动件控制存储盒802转动，从而能够通过环状布置的多个存样管804实现对水液的快速收集，通过设计的存样管804，存样管804顶部设有第二填充环805，第二填充环805能够封闭遮挡板806和存储盒802之间的间隙，保证封闭效果，在水流朝向变化时，导向盘9外部导向块11能够通过导向块11与水流的冲击进行微转调向，提高导向处理效果。

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 (10)

1.一种根据水流速度自调节的水质取样装置，包括浮板（1），所述浮板（1）顶部两侧均固定安装有太阳能电池板（3），其特征在于，所述浮板（1）顶部转动连接有万向轴承（4），所述万向轴承（4）内腔转动连接有万向轴承（4），且万向轴承（4）内腔固定安装有检样筒（5），所述检样筒（5）底部横向贯穿插置有测向筒（6），所述测向筒（6）内腔固定安装有进量控制装置（7），且进料控制装置底部延伸至检样筒（5）内，且检样筒（5）底端外侧沿轴心环绕开设有多个进液口，用于通过进料控制装置控制检样筒（5）进液口进液量，所述检样筒（5）底部可拆卸安装有存样机构（8），所述存样机构（8）包括隔水套（801），所述隔水套（801）外侧壁可拆卸连接有第一填充环（803），所述第一填充环（803）固定连接在检样筒（5）内腔。

2.根据权利要求1所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述进量控制装置（7）包括翻板（701），所述翻板（701）底部通过销轴铰接有转动座（706），所述转动座（706）底部固定连接有第一固定板（707），所述第一固定板（707）底部固定连接在测向筒（6）内腔底部，所述翻板（701）一侧固定连接有第一铰接座（702），所述第一铰接座（702）通过连板（703）铰接有第二铰接座（704），所述第二铰接座（704）底部固定连接有传动杆（705），所述传动杆（705）滑动连接在测向筒（6）内腔底部，且传动杆（705）底部传动连接有第二固定板（709），所述第二固定板（709）一侧固定安装有固定环（708），所述固定环（708）底部滑动连接有移动环（713），所述移动环（713）底部四周均固定连接有多个封堵板（714），且封堵板（714）位于检样筒（5）进液口一侧。

3.根据权利要求2所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述第二固定板（709）顶部转动连接有轴承，且轴承内转动连接有螺纹筒（710），所述传动杆（705）底端外侧开设有外螺纹，且螺纹筒（710）与传动杆（705）底端外螺纹螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述第二固定板（709）底部固定连接有驱动齿板（718），且驱动齿板（718）一侧啮合有转动齿轮（717），所述转动齿轮（717）顶部通过固定架（716）固定连接在检样筒（5）内腔一侧，所述转动齿轮（717）一侧啮合有从动齿板（719），所述从动齿板（719）底部固定连接在移动环（713）顶部。

5.根据权利要求4所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述移动环（713）顶部沿轴心等距固定连接有多个第一滑杆（712），所述第一滑杆（712）滑动连接在固定环（708）顶部开设的滑孔（711）内，所述第一滑杆（712）末端固定连接有阶装块。

6.根据权利要求2所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述封堵板（714）内腔固定连接有密封垫（715），且密封垫（715）底部固定连接有第二滑杆（720），所述第二滑杆（720）滑动连接在隔水套（801）外侧，所述第二滑杆（720）底端固定连接有第二滑杆（720），所述第二滑杆（720）底端固定连接有配重块（721），用于通过配重块（721）浮力带动顶部密封垫（715）和封堵板（714）复位。

7.根据权利要求1所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述存样机构（8）还包括固设于测向筒（6）内腔的引导槽（809）和遮挡板（806），所述引导槽（809）横截面形状为锥形，所述引导槽（809）底部固定连接有连通管（807），且连通管（807）底部固定连接有遮挡板（806），所述隔水套（801）内腔转动连接有存储盒（802），所述存储盒（802）顶部放置连接有多个存样管（804），所述遮挡板（806）位于存样管（804）顶部，所述遮挡板（806）顶部开设有进液孔（808），所述引导槽（809）底部通过弯管（810）延伸至进液孔（808）顶部并与其中一个存样管（804）相连通。

8.根据权利要求7所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述存样管（804）顶部固定连接有第二填充环（805），所述第二填充环（805）顶部与遮挡板（806）底部相贴合，用于封堵存样管（804）与遮挡板（806）之间的缝隙，所述隔水套（801）通过外螺纹与第一填充环（803）内侧内螺纹可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置，其特征在于，所述检样筒（5）外侧壁固定连接有导向盘（9），所述导向盘（9）顶部两侧均固定连接有导向块（11），且导向块（11）横截面形状为锥形。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种根据水流速度自调节的水质取样装置的取样方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、浮板（1）通过第一浮囊（2）设置在水体顶部后，能够通过浮板（1）两侧与水体边沿位置进行连接；

S2、当水体发生晃动时，底部检样筒（5）能够通过顶部万向轴承（4）的转动降低水流冲击，使得检样筒（5）能够始终处于与水流接触面；

S3、水流增大时，进量控制装置（7）控制打开检样筒（5）底部进液口，持续进行进液并存储存样机构（8）内；

S4、等到取样周期结束后，分离隔水套（801）将内部取样水取出，取样结束。

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