CN116183307A - 一种多层水质连续式取样装置及其取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层水质连续式取样装置及其取样方法，所述装置包括箱体和台板，所述台板固定于外部水域岸边，所述箱体安装于台板的顶部一端，所述台板的底部固定连接有外筒，且所述外筒的顶部贯穿台板后与箱体内相连通，所述外筒的内部滑动连接有滑筒，所述滑筒的内部滑动连接有取样筒，所述箱体的内部一端设有下压机构。本发明的有益效果是：本发明通过设置多层的取样筒，并与滑筒和外筒配合进行多层采样，使水进入取样筒内，实现多层水质采集；通过设置引流机构可以依次对取样筒的每一层水进行引流取样，从而轻松实现多层水质的取样，且当取样筒全部排空后，可再次下降，通过往复升降进行连续取样。

Description

一种多层水质连续式取样装置及其取样方法

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，具体为一种多层水质连续式取样装置及其取样方法。

背景技术

目前许多地方因管道和渠沟泄漏及非法连接，有多达 30%到 40%甚至更多的水被白白浪费掉了;二是水体富营养化。水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。因此，为了对水域进行保护，需要对被污染或者富营养化的水域进行治理，治理过程中，需要对水质进行定点定时检测，以检测水质变化来判断治理成果，是十分必要的操作。一般的水质取样装置通常需要人工进行操作采样，采样深度由工作人员控制，因此导致无法进行多层同时进行采样，且采样前后均需人工进行，取样也需要人工对水进行取样，对于需要定点定时采样的水域来说，操作较为繁琐，效率也较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层水质连续式取样装置及其取样方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多层水质连续式取样装置，包括箱体和台板，所述台板固定于外部水域岸边，所述箱体安装于台板的顶部一端，所述台板的底部固定连接有外筒，且所述外筒的顶部贯穿台板后与箱体内相连通，所述外筒的内部滑动连接有滑筒，所述滑筒的内部滑动连接有取样筒，所述箱体的内部一端设有下压机构，所述下压机构用于控制滑筒升降，所述箱体的内部顶部安装有电机，所述电机的输出轴连接有绕线轮，所述绕线轮的外侧绕设有绳索，所述箱体的内部顶部另一端安装有固定头，所述取样筒的顶部设有吊耳，所述绳索绕过吊耳后与固定头的外侧固定连接，实现对取样筒的升降进行控制，所述箱体的内部原理下压机构的一端设有引流机构，所述引流机构用于对取样筒取出的水进行排空引流。

优选的，所述外筒的一侧等距开设有外进水口，所述滑筒的一侧等距开设有连接口，所述取样筒为多层结构，每层底部均设有隔板，且每层的顶部均开设有内进水口，所述外进水口、连接口和内进水口位于同一竖直面内；

所述取样筒每层远离内进水口一侧的底部开设有排水口，所述取样筒的外侧且位于排水口的上方嵌设有反射板；

所述取样筒的内壁且位于内进水口的一侧通过弹簧转动连接有第一挡板，所述取样筒的内壁且位于排水口的一侧通过弹簧转动连接有第二挡板。

优选的，所述滑筒的顶部且靠近引流机构的一侧开设有操作口，所述滑筒的内壁底部固定安装有行程开关，且所述取样筒的底部固定安装有配重块。

优选的，所述箱体的内壁顶部且位于电机和固定头的下方对称转动连接有导线轮，所述导线轮用于对绳索进行导向，所述箱体的内壁顶部且位于导线轮的下方还对称固定连接有限位块，所述限位块用于对取样筒进行限位。

优选的，所述下压机构包括固定架，所述固定架的一侧顶部固定安装有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆底部固定连接有压板，所述压板的一端于滑筒的一侧固定连接。

优选的，所述引流机构包括第二气缸，所述箱体的内壁且远离下压机构的一侧固定连接有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆末端固定连接有推板，所述推板的底部固定安装有插管，所述插管的顶部且远离取样筒的一端固定安装有流量传感器，所述台板的顶部且位于插管的下方安装有接水斗，所述接水斗的底部连接有导流管，所述导流管的一端延伸至箱体的外侧且与外部检测设备连接，所述导流管的外侧安装有管道泵；

所述第二气缸的顶部还安装有红外传感器，所述红外传感器与反射板配合用于对取样筒的位置进行检测；

所述箱体的一侧底部且位于导流管的下方开设有排空口。

优选的，所述外筒的内部底部固定连接有弹簧，其用于对滑筒进行复位顶升，且所述外筒的底部中心处还开设有压力平衡孔。

优选的，所述箱体的顶部固定安装有信号收发器和警示灯，所述箱体的外侧一端安装有控制面板，所述控制面板分别与电机、信号收发器、警示灯、行程开关、第一气缸、第二气缸、流量传感器、管道泵和红外传感器电性连接。

本发明还提供一种多层水质连续式取样方法，包括以下步骤：

S1、首先将设备箱体移动外部水域附近，然后将台板与岸边固定，此时将设备通电，并将导流管与外部检测设备连接；

S2、通过控制面板或者遥控终端控制电机转动，将绳索放下，同时取样筒下降，当取样筒将至滑筒底部时触碰行程开关，此时第一气缸开启推动压板下降，带动滑筒下降，使得外进水口、连接口和内进水口对齐，然后水域中的水依次通过外进水口、连接口和内进水口进入取样筒内，进行多层水质采集；

S3、待一定时间后取样筒采集完毕，此时控制第一气缸恢复原位，同时弹簧推动滑筒上升，使得外进水口和连接口错开，水被阻隔在外筒外，然后反向开启电机带动取样筒上升，准备取样；

S4、当取样筒上升后，此时红外传感器开启并对反射板检测，当红外传感器检测到同一水平面的反射板时，此时电机停止运转，同时第二气缸开启并推动推板移动，推板带动插管插入至取样筒的排水口内，此时第二挡板被推开，同时取样筒内的水一部分通过插管流出，并落至接水斗内，另一部分通过操作口流出至箱体内，由排空口排出，落入至接水斗内的水由导流管排出，并通过管道泵的加压快速输出；

S5、当取样筒其中一层的水排空时，此时流量传感器检测到插管内水流量为零，则第二气缸带动插管恢复原位，然后电机重新开启带动取样筒上升，等待红外传感器检测到下一个反射板后再重复上述S4的操作，直至取样筒的顶部接触限位块后完成多层水质连续式取样操作，且取样筒内水排空，准备进行下一次的取样。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置多层的取样筒，并与滑筒和外筒配合进行多层采样，使水进入取样筒内，实现多层水质采集；

通过设置引流机构可以依次对取样筒的每一层水进行引流取样，从而轻松实现多层水质的取样，且当取样筒全部排空后，可再次下降，通过往复升降进行连续取样；

通过设置箱体和台板使得设备可以固定安装在外部水域岸边，且设备可通过信号收发器与外部终端连接进行遥控，无需人工现场参与。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明取样时的内部结构示意图；

图3为本发明采样时的内部结构示意图；

图4为本发明取样筒右侧的结构示意图；

图5为本发明取样筒左侧的结构示意图；

图6为本发明滑筒的剖视图；

图7为本发明取样筒的剖视图；

图8为本发明图2中的A处放大图。

图中：1、箱体；2、外筒；3、外进水口；4、滑筒；401、连接口；402、操作口；403、行程开关；5、取样筒；501、隔板；502、内进水口；503、排水口；504、反射板；505、第一挡板；506、第二挡板；6、电机；7、绕线轮；8、固定头；9、导线轮；10、限位块；11、下压机构；1101、固定架；1102、第一气缸；1103、压板；12、引流机构；1201、第二气缸；1202、推板；1203、插管；1204、流量传感器；1205、接水斗；1206、导流管；1207、管道泵；1208、红外传感器；13、信号收发器；14、警示灯；15、弹簧；16、台板；17、控制面板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种多层水质连续式取样装置，包括箱体1和台板16，所述台板16固定于外部水域岸边，所述箱体1安装于台板16的顶部一端，所述台板16的底部固定连接有外筒2，且所述外筒2的顶部贯穿台板16后与箱体1内相连通，所述外筒2的内部滑动连接有滑筒4，所述滑筒4的内部滑动连接有取样筒5，所述箱体1的内部一端设有下压机构11，所述下压机构11用于控制滑筒4升降，所述箱体1的内部顶部安装有电机6，所述电机6的输出轴连接有绕线轮7，所述绕线轮7的外侧绕设有绳索，所述箱体1的内部顶部另一端安装有固定头8，所述取样筒5的顶部设有吊耳，所述绳索绕过吊耳后与固定头8的外侧固定连接，实现对取样筒5的升降进行控制，所述箱体1的内部原理下压机构11的一端设有引流机构12，所述引流机构12用于对取样筒5取出的水进行排空引流。

其中，箱体1设于外部水域附近，台板16与岸边固定，且导流管1206与外部检测设备连接，当电机6放下绳索使取样筒5下降取样时，下压机构11推动滑筒4下降，使水流通过外筒2和滑筒4进入取样筒5内，当取样筒5完成取样后，电机6再拉动取样筒5上升，且取样筒5有多层，可以分层采样，然后引流机构12依次对取样筒5的每一层水进行引流取样，从而轻松实现多层水质的取样，当取样筒5全部排空后，即可再次下降，进行连续取样。

进一步的，所述外筒2的一侧等距开设有外进水口3，所述滑筒4的一侧等距开设有连接口401，所述取样筒5为多层结构，每层底部均设有隔板501，且每层的顶部均开设有内进水口502，所述外进水口3、连接口401和内进水口502位于同一竖直面内，从而当外进水口3、连接口401和内进水口502重合时，即可使得水流依次穿过外进水口3、连接口401和内进水口502进入取样筒5内；

所述取样筒5每层远离内进水口502一侧的底部开设有排水口503，所述取样筒5的外侧且位于排水口503的上方嵌设有反射板504，便于与引流机构12配合，依次对每一层的水进行引流取样；

所述取样筒5的内壁且位于内进水口502的一侧通过弹簧15转动连接有第一挡板505，所述取样筒5的内壁且位于排水口503的一侧通过弹簧15转动连接有第二挡板506，便于对水流进行阻挡封闭，防止其流出至滑筒4内。

进一步的，所述滑筒4的顶部且靠近引流机构12的一侧开设有操作口402，所述滑筒4的内壁底部固定安装有行程开关403，且所述取样筒5的底部固定安装有配重块，便于更好的对取样筒5的位置进行检测，使得下压机构11可以即使开启推动滑筒4下移，来配合取样筒5取样。

进一步的，所述箱体1的内壁顶部且位于电机6和固定头8的下方对称转动连接有导线轮9，所述导线轮9用于对绳索进行导向，防止绳索与限位块10摩擦，所述箱体1的内壁顶部且位于导线轮9的下方还对称固定连接有限位块10，所述限位块10用于对取样筒5进行限位，防止其底部从滑筒4内脱离。

进一步的，所述下压机构11包括固定架1101，所述固定架1101的一侧顶部固定安装有第一气缸1102，所述第一气缸1102的活塞杆底部固定连接有压板1103，所述压板1103的一端于滑筒4的一侧固定连接，便于更好的对滑筒4向下推，以配合取样筒5取样。

进一步的，所述引流机构12包括第二气缸1201，所述箱体1的内壁且远离下压机构11的一侧固定连接有第二气缸1201，所述第二气缸1201的活塞杆末端固定连接有推板1202，所述推板1202的底部固定安装有插管1203，所述插管1203的顶部且远离取样筒5的一端固定安装有流量传感器1204，所述台板16的顶部且位于插管1203的下方安装有接水斗1205，所述接水斗1205的底部连接有导流管1206，所述导流管1206的一端延伸至箱体1的外侧且与外部检测设备连接，所述导流管1206的外侧安装有管道泵1207；

所述第二气缸1201的顶部还安装有红外传感器1208，所述红外传感器1208与反射板504配合用于对取样筒5的位置进行检测；

所述箱体1的一侧底部且位于导流管1206的下方开设有排空口。

其中，当取样筒5上升后，此时红外传感器1208开启并对反射板504检测，当红外传感器1208检测到同一水平面的反射板504时，此时电机6停止运转，同时第二气缸1201开启并推动推板1202移动，推板1202带动插管1203插入至取样筒5的排水口503内，此时第二挡板506被推开，同时取样筒5内的水一部分通过插管1203流出，并落至接水斗1205内，另一部分通过操作口402流出至箱体1内，由排空口排出，落入至接水斗1205内的水由导流管1206排出，并通过管道泵1207的加压快速输出。

进一步的，所述外筒2的内部底部固定连接有弹簧15，其用于对滑筒4进行复位顶升，且所述外筒2的底部中心处还开设有压力平衡孔，用于控制外筒2内底部的压力平衡。

进一步的，所述箱体1的顶部固定安装有信号收发器13和警示灯14，所述箱体1的外侧一端安装有控制面板17，所述控制面板17分别与电机6、信号收发器13、警示灯14、行程开关403、第一气缸1102、第二气缸1201、流量传感器1204、管道泵1207和红外传感器1208电性连接，便于对设备进行控制。

本发明还提供一种多层水质连续式取样方法，包括以下步骤：

S1、首先将设备箱体1移动外部水域附近，然后将台板16与岸边固定，此时将设备通电，并将导流管1206与外部检测设备连接；

S2、通过控制面板17或者遥控终端控制电机6转动，将绳索放下，同时取样筒5下降，当取样筒5将至滑筒4底部时触碰行程开关403，此时第一气缸1102开启推动压板1103下降，带动滑筒4下降，使得外进水口3、连接口401和内进水口502对齐，然后水域中的水依次通过外进水口3、连接口401和内进水口502进入取样筒5内，进行多层水质采集；

S3、待一定时间后取样筒5采集完毕，此时控制第一气缸1102恢复原位，同时弹簧15推动滑筒4上升，使得外进水口3和连接口401错开，水被阻隔在外筒2外，然后反向开启电机6带动取样筒5上升，准备取样；

S4、当取样筒5上升后，此时红外传感器1208开启并对反射板504检测，当红外传感器1208检测到同一水平面的反射板504时，此时电机6停止运转，同时第二气缸1201开启并推动推板1202移动，推板1202带动插管1203插入至取样筒5的排水口503内，此时第二挡板506被推开，同时取样筒5内的水一部分通过插管1203流出，并落至接水斗1205内，另一部分通过操作口402流出至箱体1内，由排空口排出，落入至接水斗1205内的水由导流管1206排出，并通过管道泵1207的加压快速输出；

S5、当取样筒5其中一层的水排空时，此时流量传感器1204检测到插管1203内水流量为零，则第二气缸1201带动插管1203恢复原位，然后电机6重新开启带动取样筒5上升，等待红外传感器1208检测到下一个反射板504后再重复上述S4的操作，直至取样筒5的顶部接触限位块10后完成多层水质连续式取样操作，且取样筒5内水排空，准备进行下一次的取样。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种多层水质连续式取样装置，包括箱体（1）和台板（16），其特征在于，所述台板（16）固定于外部水域岸边，所述箱体（1）安装于台板（16）的顶部一端，所述台板（16）的底部固定连接有外筒（2），且所述外筒（2）的顶部贯穿台板（16）后与箱体（1）内相连通，所述外筒（2）的内部滑动连接有滑筒（4），所述滑筒（4）的内部滑动连接有取样筒（5），所述箱体（1）的内部一端设有下压机构（11），所述下压机构（11）用于控制滑筒（4）升降，所述箱体（1）的内部顶部安装有电机（6），所述电机（6）的输出轴连接有绕线轮（7），所述绕线轮（7）的外侧绕设有绳索，所述箱体（1）的内部顶部另一端安装有固定头（8），所述取样筒（5）的顶部设有吊耳，所述绳索绕过吊耳后与固定头（8）的外侧固定连接，实现对取样筒（5）的升降进行控制，所述箱体（1）的内部原理下压机构（11）的一端设有引流机构（12），所述引流机构（12）用于对取样筒（5）取出的水进行排空引流。

2.根据权利要求1所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，所述外筒（2）的一侧等距开设有外进水口（3），所述滑筒（4）的一侧等距开设有连接口（401），所述取样筒（5）为多层结构，每层底部均设有隔板（501），且每层的顶部均开设有内进水口（502），所述外进水口（3）、连接口（401）和内进水口（502）位于同一竖直面内；

所述取样筒（5）每层远离内进水口（502）一侧的底部开设有排水口（503），所述取样筒（5）的外侧且位于排水口（503）的上方嵌设有反射板（504）；

所述取样筒（5）的内壁且位于内进水口（502）的一侧通过弹簧（15）转动连接有第一挡板（505），所述取样筒（5）的内壁且位于排水口（503）的一侧通过弹簧（15）转动连接有第二挡板（506）。

3.根据权利要求2所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，所述滑筒（4）的顶部且靠近引流机构（12）的一侧开设有操作口（402），所述滑筒（4）的内壁底部固定安装有行程开关（403），且所述取样筒（5）的底部固定安装有配重块。

4.根据权利要求3所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，所述箱体（1）的内壁顶部且位于电机（6）和固定头（8）的下方对称转动连接有导线轮（9），所述导线轮（9）用于对绳索进行导向，所述箱体（1）的内壁顶部且位于导线轮（9）的下方还对称固定连接有限位块（10），所述限位块（10）用于对取样筒（5）进行限位。

5.根据权利要求4所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，所述下压机构（11）包括固定架（1101），所述固定架（1101）的一侧顶部固定安装有第一气缸（1102），所述第一气缸（1102）的活塞杆底部固定连接有压板（1103），所述压板（1103）的一端于滑筒（4）的一侧固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，所述引流机构（12）包括第二气缸（1201），所述箱体（1）的内壁且远离下压机构（11）的一侧固定连接有第二气缸（1201），所述第二气缸（1201）的活塞杆末端固定连接有推板（1202），所述推板（1202）的底部固定安装有插管（1203），所述插管（1203）的顶部且远离取样筒（5）的一端固定安装有流量传感器（1204），所述台板（16）的顶部且位于插管（1203）的下方安装有接水斗（1205），所述接水斗（1205）的底部连接有导流管（1206），所述导流管（1206）的一端延伸至箱体（1）的外侧且与外部检测设备连接，所述导流管（1206）的外侧安装有管道泵（1207）；

所述第二气缸（1201）的顶部还安装有红外传感器（1208），所述红外传感器（1208）与反射板（504）配合用于对取样筒（5）的位置进行检测；

所述箱体（1）的一侧底部且位于导流管（1206）的下方开设有排空口。

7.根据权利要求6所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，所述外筒（2）的内部底部固定连接有弹簧（15），其用于对滑筒（4）进行复位顶升，且所述外筒（2）的底部中心处还开设有压力平衡孔。

8.根据权利要求6所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，所述箱体（1）的顶部固定安装有信号收发器（13）和警示灯（14），所述箱体（1）的外侧一端安装有控制面板（17），所述控制面板（17）分别与电机（6）、信号收发器（13）、警示灯（14）、行程开关（403）、第一气缸（1102）、第二气缸（1201）、流量传感器（1204）、管道泵（1207）和红外传感器（1208）电性连接。

9.一种多层水质连续式取样方法，涉及权利要求1-8任一项所述的一种多层水质连续式取样装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先将设备箱体（1）移动外部水域附近，然后将台板（16）与岸边固定，此时将设备通电，并将导流管（1206）与外部检测设备连接；

S2、通过控制面板（17）或者遥控终端控制电机（6）转动，将绳索放下，同时取样筒（5）下降，当取样筒（5）将至滑筒（4）底部时触碰行程开关（403），此时第一气缸（1102）开启推动压板（1103）下降，带动滑筒（4）下降，使得外进水口（3）、连接口（401）和内进水口（502）对齐，然后水域中的水依次通过外进水口（3）、连接口（401）和内进水口（502）进入取样筒（5）内，进行多层水质采集；

S3、待一定时间后取样筒（5）采集完毕，此时控制第一气缸（1102）恢复原位，同时弹簧（15）推动滑筒（4）上升，使得外进水口（3）和连接口（401）错开，水被阻隔在外筒（2）外，然后反向开启电机（6）带动取样筒（5）上升，准备取样；

S4、当取样筒（5）上升后，此时红外传感器（1208）开启并对反射板（504）检测，当红外传感器（1208）检测到同一水平面的反射板（504）时，此时电机（6）停止运转，同时第二气缸（1201）开启并推动推板（1202）移动，推板（1202）带动插管（1203）插入至取样筒（5）的排水口（503）内，此时第二挡板（506）被推开，同时取样筒（5）内的水一部分通过插管（1203）流出，并落至接水斗（1205）内，另一部分通过操作口（402）流出至箱体（1）内，由排空口排出，落入至接水斗（1205）内的水由导流管（1206）排出，并通过管道泵（1207）的加压快速输出；

S5、当取样筒（5）其中一层的水排空时，此时流量传感器（1204）检测到插管（1203）内水流量为零，则第二气缸（1201）带动插管（1203）恢复原位，然后电机（6）重新开启带动取样筒（5）上升，等待红外传感器（1208）检测到下一个反射板（504）后再重复上述S4的操作，直至取样筒（5）的顶部接触限位块（10）后完成多层水质连续式取样操作，且取样筒（5）内水排空，准备进行下一次的取样。

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