CN116165024A - 一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，属于水生态环境技术领域，包括浮岛盘，所述浮岛盘上开设有多个转接口，且多个转接口呈环形阵列，所述转接口内通过轴承转动连接有能够对多个水层取样的水采样组件。本发明中，水域内对应层次的水流通过水采样吸管杯储存到对应的取样腔室内，电磁阀的设置，实现了水动力变化小少采样，水动力变化大多采样的功能，在此基础上，能够对水域内不同层次的水进行取样，进而有利于获得更多的水质检测数据，同时由于水采样管与该水域水流呈相对静止状态，能够避免取样时，水域内的水体发生紊乱，进而有利于区别并获取水域内不同层次的水，从而有利于进一步提升后续水质的检测精准度。

Description

一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置

技术领域

本发明属于水生态环境技术领域，尤其涉及一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置。

背景技术

水质检测是环保机构对一个地方的流域的污染程度进行判定的最直接的方法，水质采样是水质检测中必须进行的一个必要环节，采样的准确性和多样性决定了检测结果的精准度。

现有技术中公开了部分水生态环境技术领域的发明专利，其中中国专利CN111307533B公开了基于水动力变化的自适应浮岛式采样系统及采样方法，包括浮子、浮岛板、采样管、控制器、流速传感器、无线传感器、锂电池、真空泵、安全阀和安全扣，所述浮岛板下方设有浮子，浮岛板上方安装有进水管路，进水管路下方安装有若干个采样管，采样管与进水管路之间安装有电磁阀，进水管路通过安全阀与真空泵连接，在浮岛板上还安装有锂电池、无线传感器和控制器，在浮岛板下方通过安全扣安装有流速传感器，该技术方案中的装置能够实现不同水动力条件下的水样自动采集，并根据水动力条件变化自动调整采样次数，实现了水动力变化小少采样、水动力变化大多采样的功能，克服了因水动力变化的不确定性而导致样本采集与水动力变化过程难以准确匹配的问题，具有自动化作业、效率高、低成本的特点。

现有技术中的水质检测用自采样装置在运用的过程中仍存在一些不足之处，克服了因水动力变化的不确定性而导致样本采集与水动力变化过程难以准确匹配的问题，但是该技术方案所设计出的水质检测用自采样装置无法同时获取不同水层的水质，进而导致获得的水质检测数据较为单一，且在被运用的过程中还会受到水流流行性的干扰，采取水样时容易扰动水流，进而导致获得的水样数据精准度较差。

基于此，本发明设计了一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有技术中的水质检测用自采样装置在运用的过程中仍存在一些不足之处，克服了因水动力变化的不确定性而导致样本采集与水动力变化过程难以准确匹配的问题，但是该技术方案所设计出的水质检测用自采样装置无法同时获取不同水层的水质，进而导致获得的水质检测数据较为单一，且在被运用的过程中还会受到水流流行性的干扰，采取水样时容易扰动水流，进而导致获得的水样数据精准度较差的问题，而提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，包括浮岛盘，所述浮岛盘上开设有多个转接口，且多个转接口呈环形阵列，所述转接口内通过轴承转动连接有能够对多个水层取样的水采样组件，所述水采样组件上设置有调节水取样方向的顺流转向组件，在所述顺流转向组件所提供转向力的作用下水采样组件的水取样方向顺着水流动方向；

所述浮岛盘上连接有顺流推进组件，所述顺流推进组件带动所述水采样组件顺水流方向移动，所述顺流推进组件下连接在水岸上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述浮岛盘上固定连接有多个抬升架，且多个抬升架呈环形阵列，所述抬升架下连接有球筏用于为所述浮岛盘提供浮力。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水采样组件包括联结套，所述联结套通过轴承转动连接在转接口内，所述联结套下连接有插接外套，所述插接外套内插入式连接有插接内轴，所述插接外套上通过紧固螺钉与所述插接内轴紧固连接；

所述插接内轴下连接有水采样管。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水采样管的长度与质检水域深度相关联，所述水采样管内部对应取样深度嵌入式连接有多个分隔板，用于将水采样管内分隔出多个取样腔室，所述水采样管上对应多个取样腔室均接通有水采样吸管，所述水采样吸管上设置有第一单向阀。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水采样管上对应多个取样腔室均接通有抽气支管，多个抽气支管同时抽空多个取样腔室内的空气，并分别在多个水采样管上同时产生真空吸力进行水取样，且同一个取样腔室接通的水采样吸管和抽气支管上下位设置，抽气支管位于水采样吸管的上方。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述抽气支管上设置有第二单向阀，且多个抽气支管上接通有同一个抽气主管，所述抽气主管还与联结套连通，所述抽气主管卡接在浮岛盘上开设的串接孔内；

所述抽气支管采用弹性伸缩管。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述顺流转向组件包括多个从动转向轮，且多个从动转向轮分别套接在多个联结套上，且多个从动转向轮通过转向带同时与主动转向轮传动连接，所述主动转向轮安装在转向电机输出轴上，所述转向电机嵌入式安装在浮岛盘上开设的驱动口内，转向电机输出轴通过主动转向轮、转向带和多个从动转向轮同时调节多个水采样管上的水采样吸管朝向水流流动方向。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水采样组件上接通有抽吸组件，所述抽吸组件包括抽吸主管，所述抽吸主管下对应多个联结套的位置均接通有抽吸支管，所述抽吸支管上设置有电磁阀，所述抽吸支管与联结套接通。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述抽吸主管上接通有抽气管，所述抽气管下连通有抽吸泵，所述抽吸泵的机身安装在浮岛盘上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述顺流推进组件包括横置液压式机械臂，所述横置液压式机械臂的一端连接在浮岛盘上，所述横置液压式机械臂的另一端连接有竖置液压式机械臂，所述竖置液压式机械臂下连接有旋转底座，所述旋转底座下连接在水岸上，控制所述旋转底座转动和横置液压式机械臂伸缩带动多个水采样管顺流而下。

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，控制抽吸泵运行，并开启其中一个电磁阀，抽吸泵运行会产生吸力并通过与该电磁阀相关联的抽吸支管作用在对应的联结套上，随后与该联结套相关联的水采样管上的第一单向阀和第二单向阀开启，该水域内对应层次的水流通过水采样吸管杯储存到对应的取样腔室内，电磁阀的设置，实现了水动力变化小少采样，水动力变化大多采样的功能，在此基础上，能够对水域内不同层次的水进行取样，进而有利于获得更多的水质检测数据，同时由于水采样管与该水域水流呈相对静止状态，能够避免取样时，水域内的水体发生紊乱，进而有利于区别并获取水域内不同层次的水，从而有利于进一步提升后续水质的检测精准度。

2、本发明中，当需要对浮岛盘所处水域进行水采样时，先控制转向电机运转，转向电机通过主动转向轮、转向带和多个从动转向轮同时带动多个联结套转动，直至水采样管上的水采样吸管朝向该水域水流的流向，紧接着通过控制旋转底座转动，横置液压式机械臂伸缩，推动浮岛盘沿着该水域水流流向漂移，移动状态下的水采样管与该水域水流流速相同，水采样管与该水域水流呈相对静止状态。

3、本发明中，通过紧固和松动紧固螺钉，利用插接外套和插接内轴的配合将多个水采样管分别安装在多个联结套上，多个水采样管完成安装后其上所接通的水采样吸管朝向保持一致，接着通过控制横置液压式机械臂和竖置液压式机械臂做相应的伸缩运动将浮岛盘连同浮岛盘上的多个水采样组件一同下放到适合的水域。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置中顺流转向组件的立体结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置中水采样组件的立体结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置中水采样组件另一视角下的立体结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置图4中A处放大的结构示意图；

图6为本发明提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置中抽吸组件的立体结构示意图；

图7为本发明提出的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置中水采样组件与顺流转向组件组合的立体结构示意图。

图例说明：

1、浮岛盘；2、抬升架；3、球筏；4、水采样组件；401、联结套；402、水采样管；403、紧固螺钉；404、水采样吸管；405、抽气支管；406、抽气主管；5、顺流转向组件；501、从动转向轮；502、转向带；503、主动转向轮；504、转向电机；6、抽吸组件；601、抽吸主管；602、抽吸支管；603、抽气管；604、抽吸泵；7、顺流推进组件；701、横置液压式机械臂；702、竖置液压式机械臂；703、旋转底座。

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-图7，本发明提供一种技术方案：一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，包括浮岛盘1，浮岛盘1上开设有多个转接口，且多个转接口呈环形阵列，转接口内通过轴承转动连接有能够对多个水层取样的水采样组件4，水采样组件4上设置有调节水取样方向的顺流转向组件5，在顺流转向组件5所提供转向力的作用下水采样组件4的水取样方向顺着水流动方向；

浮岛盘1上连接有顺流推进组件7，顺流推进组件7带动水采样组件4顺水流方向移动，顺流推进组件7下连接在水岸上。

具体的，浮岛盘1上固定连接有多个抬升架2，且多个抬升架2呈环形阵列，抬升架2下连接有球筏3用于为浮岛盘1提供浮力。

具体的，水采样组件4包括联结套401，联结套401通过轴承转动连接在转接口内，联结套401下连接有插接外套，插接外套内插入式连接有插接内轴，插接外套上通过紧固螺钉403与插接内轴紧固连接；

插接内轴下连接有水采样管402。

实施方式具体为：通过紧固和松动紧固螺钉403，利用插接外套和插接内轴的配合将多个水采样管402分别安装在多个联结套401上，多个水采样管402完成安装后其上所接通的水采样吸管404朝向保持一致，接着通过控制横置液压式机械臂701和竖置液压式机械臂702做相应的伸缩运动将浮岛盘1连同浮岛盘1上的多个水采样组件4一同下放到适合的水域。

具体的，水采样管402的长度与质检水域深度相关联，水采样管402内部对应取样深度嵌入式连接有多个分隔板，用于将水采样管402内分隔出多个取样腔室，水采样管402上对应多个取样腔室均接通有水采样吸管404，水采样吸管404上设置有第一单向阀，水采样管402上对应多个取样腔室均接通有抽气支管405，多个抽气支管405同时抽空多个取样腔室内的空气，并分别在多个水采样管402上同时产生真空吸力进行水取样，且同一个取样腔室接通的水采样吸管404和抽气支管405上下位设置，抽气支管405位于水采样吸管404的上方，抽气支管405上设置有第二单向阀，且多个抽气支管405上接通有同一个抽气主管406，抽气主管406还与联结套401连通，抽气主管406卡接在浮岛盘1上开设的串接孔内；

抽气支管405采用弹性伸缩管。

实施方式具体为：控制抽吸泵604运行，并开启其中一个电磁阀，抽吸泵604运行会产生吸力并通过与该电磁阀相关联的抽吸支管602作用在对应的联结套401上，随后与该联结套401相关联的水采样管402上的第一单向阀和第二单向阀开启，该水域内对应层次的水流通过水采样吸管404杯储存到对应的取样腔室内，电磁阀的设置，实现了水动力变化小少采样，水动力变化大多采样的功能，在此基础上，能够对水域内不同层次的水进行取样。

具体的，顺流转向组件5包括多个从动转向轮501，且多个从动转向轮501分别套接在多个联结套401上，且多个从动转向轮501通过转向带502同时与主动转向轮503传动连接，主动转向轮503安装在转向电机504输出轴上，转向电机504嵌入式安装在浮岛盘1上开设的驱动口内，转向电机504输出轴通过主动转向轮503、转向带502和多个从动转向轮501同时调节多个水采样管402上的水采样吸管404朝向水流流动方向。

实施方式具体为：控制转向电机504运转，转向电机504通过主动转向轮503、转向带502和多个从动转向轮501同时带动多个联结套401转动，直至水采样管402上的水采样吸管404朝向该水域水流的流向。

具体的，水采样组件4上接通有抽吸组件6，抽吸组件6包括抽吸主管601，抽吸主管601下对应多个联结套401的位置均接通有抽吸支管602，抽吸支管602上设置有电磁阀，抽吸支管602与联结套401接通，抽吸主管601上接通有抽气管603，抽气管603下连通有抽吸泵604，抽吸泵604的机身安装在浮岛盘1上。

实施方式具体为：控制抽吸泵604运行，并开启其中一个电磁阀，抽吸泵604运行会产生吸力并通过与该电磁阀相关联的抽吸支管602作用在对应的联结套401上，随后与该联结套401相关联的水采样管402上的第一单向阀和第二单向阀开启，该水域内对应层次的水流通过水采样吸管404杯储存到对应的取样腔室内，电磁阀的设置，实现了水动力变化小少采样，水动力变化大多采样的功能，在此基础上，能够对水域内不同层次的水进行取样。

具体的，顺流推进组件7包括横置液压式机械臂701，横置液压式机械臂701的一端连接在浮岛盘1上，横置液压式机械臂701的另一端连接有竖置液压式机械臂702，竖置液压式机械臂702下连接有旋转底座703，旋转底座703下连接在水岸上，控制旋转底座703转动和横置液压式机械臂701伸缩带动多个水采样管402顺流而下。

实施方式具体为：通过控制横置液压式机械臂701和竖置液压式机械臂702做相应的伸缩运动将浮岛盘1连同浮岛盘1上的多个水采样组件4一同下放到适合的水域，当需要对浮岛盘1所处水域进行水采样时，先控制转向电机504运转，转向电机504通过主动转向轮503、转向带502和多个从动转向轮501同时带动多个联结套401转动，直至水采样管402上的水采样吸管404朝向该水域水流的流向，紧接着通过控制旋转底座703转动，横置液压式机械臂701伸缩，推动浮岛盘1沿着该水域水流流向漂移，移动状态下的水采样管402与该水域水流流速相同，水采样管402与该水域水流呈相对静止状态。

工作原理，使用时：

通过紧固和松动紧固螺钉403，利用插接外套和插接内轴的配合将多个水采样管402分别安装在多个联结套401上，多个水采样管402完成安装后其上所接通的水采样吸管404朝向保持一致，接着通过控制横置液压式机械臂701和竖置液压式机械臂702做相应的伸缩运动将浮岛盘1连同浮岛盘1上的多个水采样组件4一同下放到适合的水域；

当需要对浮岛盘1所处水域进行水采样时，先控制转向电机504运转，转向电机504通过主动转向轮503、转向带502和多个从动转向轮501同时带动多个联结套401转动，直至水采样管402上的水采样吸管404朝向该水域水流的流向，紧接着通过控制旋转底座703转动，横置液压式机械臂701伸缩，推动浮岛盘1沿着该水域水流流向漂移，移动状态下的水采样管402与该水域水流流速相同，水采样管402与该水域水流呈相对静止状态，在此过程中，控制抽吸泵604运行，并开启其中一个电磁阀，抽吸泵604运行会产生吸力并通过与该电磁阀相关联的抽吸支管602作用在对应的联结套401上，随后与该联结套401相关联的水采样管402上的第一单向阀和第二单向阀开启，该水域内对应层次的水流通过水采样吸管404杯储存到对应的取样腔室内，电磁阀的设置，实现了水动力变化小少采样，水动力变化大多采样的功能，在此基础上，能够对水域内不同层次的水进行取样，进而有利于获得更多的水质检测数据，同时由于水采样管402与该水域水流呈相对静止状态，能够避免取样时，水域内的水体发生紊乱，进而有利于区别并获取水域内不同层次的水，从而有利于进一步提升后续水质的检测精准度。

以上，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)

1.一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，包括浮岛盘（1），其特征在于，所述浮岛盘（1）上开设有多个转接口，且多个转接口呈环形阵列，所述转接口内通过轴承转动连接有能够对多个水层取样的水采样组件（4），所述水采样组件（4）上设置有调节水取样方向的顺流转向组件（5），在所述顺流转向组件（5）所提供转向力的作用下水采样组件（4）的水取样方向顺着水流动方向；

所述浮岛盘（1）上连接有顺流推进组件（7），所述顺流推进组件（7）带动所述水采样组件（4）顺水流方向移动，所述顺流推进组件（7）下连接在水岸上。

2.根据权利要求1所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述浮岛盘（1）上固定连接有多个抬升架（2），且多个抬升架（2）呈环形阵列，所述抬升架（2）下连接有球筏（3）用于为所述浮岛盘（1）提供浮力。

3.根据权利要求1所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述水采样组件（4）包括联结套（401），所述联结套（401）通过轴承转动连接在转接口内，所述联结套（401）下连接有插接外套，所述插接外套内插入式连接有插接内轴，所述插接外套上通过紧固螺钉（403）与所述插接内轴紧固连接；

所述插接内轴下连接有水采样管（402）。

4.根据权利要求3所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述水采样管（402）的长度与质检水域深度相关联，所述水采样管（402）内部对应取样深度嵌入式连接有多个分隔板，用于将水采样管（402）内分隔出多个取样腔室，所述水采样管（402）上对应多个取样腔室均接通有水采样吸管（404），所述水采样吸管（404）上设置有第一单向阀。

5.根据权利要求4所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述水采样管（402）上对应多个取样腔室均接通有抽气支管（405），多个抽气支管（405）同时抽空多个取样腔室内的空气，并分别在多个水采样管（402）上同时产生真空吸力进行水取样，且同一个取样腔室接通的水采样吸管（404）和抽气支管（405）上下位设置，抽气支管（405）位于水采样吸管（404）的上方。

6.根据权利要求5所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述抽气支管（405）上设置有第二单向阀，且多个抽气支管（405）上接通有同一个抽气主管（406），所述抽气主管（406）还与联结套（401）连通，所述抽气主管（406）卡接在浮岛盘（1）上开设的串接孔内；

所述抽气支管（405）采用弹性伸缩管。

7.根据权利要求1所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述顺流转向组件（5）包括多个从动转向轮（501），且多个从动转向轮（501）分别套接在多个联结套（401）上，且多个从动转向轮（501）通过转向带（502）同时与主动转向轮（503）传动连接，所述主动转向轮（503）安装在转向电机（504）输出轴上，所述转向电机（504）嵌入式安装在浮岛盘（1）上开设的驱动口内，转向电机（504）输出轴通过主动转向轮（503）、转向带（502）和多个从动转向轮（501）同时调节多个水采样管（402）上的水采样吸管（404）朝向水流流动方向。

8.根据权利要求1所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述水采样组件（4）上接通有抽吸组件（6），所述抽吸组件（6）包括抽吸主管（601），所述抽吸主管（601）下对应多个联结套（401）的位置均接通有抽吸支管（602），所述抽吸支管（602）上设置有电磁阀，所述抽吸支管（602）与联结套（401）接通。

9.根据权利要求8所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述抽吸主管（601）上接通有抽气管（603），所述抽气管（603）下连通有抽吸泵（604），所述抽吸泵（604）的机身安装在浮岛盘（1）上。

10.根据权利要求1所述的一种基于水流速变化的水质检测用自采样装置，其特征在于，所述顺流推进组件（7）包括横置液压式机械臂（701），所述横置液压式机械臂（701）的一端连接在浮岛盘（1）上，所述横置液压式机械臂（701）的另一端连接有竖置液压式机械臂（702），所述竖置液压式机械臂（702）下连接有旋转底座（703），所述旋转底座（703）下连接在水岸上，控制所述旋转底座（703）转动和横置液压式机械臂（701）伸缩带动多个水采样管（402）顺流而下。

Images