CN117191480A - 一种一键式自动采集的地下水取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下水水样采集的技术领域，具体涉及一种一键式自动采集的地下水取样装置，包括控制器、负压单元以及多个取样单元，多个所述取样单元间隔设置于所述负压单元，每个所述取样单元的一端均设置为采集端，每个所述取样单元的另一端均设置为收集端，每个所述采集端均与其对应的所述收集端之间连接有第一电磁阀门，所述负压单元设置有与每个所述取样单元的收集端连通的负压通道，所述控制器与所述负压单元、所述第一电磁阀门电连接；取样装置的自动化程度较高，且可同时对多组含水层进行取样检测，取样效率较高。

Description

一种一键式自动采集的地下水取样装置

技术领域

本发明属于地下水水样采集的技术领域，具体涉及一种一键式自动采集的地下水取样装置。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定、水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。

随着生产水平和科学技术的发展，对地下水的研究逐渐深入，特别是在水利、水文、土壤、水文地质等方面的科学研究工作中，不但要研究浅层地下水，而且需要了解不同深度地下水的动态。地下水水样采集技术是地下水监测的核心，但由于地层结构中存在相对隔水层，因此地下水也随之分层，且各含水层地下水的指标和组成成分也不同，所以需要分层采集，避免混掺，以免互相干扰，导致最终测试结果错误。不合理的开发利用引起的地下水位不断下降以及地下水赋存环境的改变，使得地下水水质问题正在由浅层向深层转移。溶质的室内土柱模拟实验是研究地下水中溶质迁移转化机理的重要研究手段。

目前，模拟实验使用到的模拟装置的自动化程度较差，且不能同时对多组含水层进行取样检测。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种一键式自动采集的地下水取样装置，以解决现有技术中模拟实验使用到的模拟装置的自动化程度较差，且不能同时对多组含水层进行取样检测的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种一键式自动采集的地下水取样装置，包括控制器、负压单元以及多个取样单元，多个所述取样单元间隔设置于所述负压单元，每个所述取样单元的一端均设置为采集端，每个所述取样单元的另一端均设置为收集端，每个所述采集端均与其对应的所述收集端之间连接有第一电磁阀门，所述负压单元设置有与每个所述取样单元的收集端连通的负压通道，所述控制器与所述负压单元、所述第一电磁阀门电连接。

优选地，所述负压单元包括负压罐和真空泵，所述负压通道设置于所述负压罐内，所述负压罐上设置有与所述负压通道连通的负压口，所述真空泵的输出端与所述负压口连通，所述控制器与所述真空泵电连接。

优选地，所述负压罐的一侧设置有多个间隔设置的采集口，所述负压罐的另一侧设置有多个间隔设置的收集口，多个所述采集口和多个所述收集口一一对应设置，且每个所述采集口和每个所述收集口均与所述负压通道连通，每个所述采集口均设置有所述第一电磁阀门，每个所述取样单元的采集端均与其对应的所述第一电磁阀门的进水口连接，每个所述取样单元的收集端均与其对应的收集口连通，且每个所述取样单元的收集端部分穿过与其对应的所述收集口与所述第一电磁阀门的出水口连通。

优选地，每个所述取样单元的采集端均包括采集件和采集管，所述采集件通过所述采集管与所述第一电磁阀门的进水口连接。

优选地，每个所述取样单元的收集端均包括取样瓶和收集管，所述取样瓶通过所述收集口与所述负压通道连通，所述收集管的一端与所述第一电磁阀门的出水口连通，所述收集管的另一端穿过收集口并延伸至所述取样瓶内。

优选地，所述取样瓶和所述收集口之间连通有负压管，所述收集管部分套设于所述负压管内，且所述负压管的内壁和所述收集管的外壁之间存在间隙。

优选地，所述取样瓶包括瓶体和瓶塞，所述瓶塞密封所述瓶体的开口，所述瓶塞上设置有连通所述瓶体和所述负压管的通孔，所述收集管的另一端通过所述通孔延伸至所述瓶体的内部。

优选地，所述瓶塞上设置有高度可调节的感应测针，且所述感应测针的检测端延伸至瓶体的内部，所述感应测针与所述控制器电连接。

优选地，所述感应测针包括第一感应测针和第二感应测针，所述第一感应测针的检测端与所述瓶体的底部之间的距离为a，所述第二感应测针的检测端与所述瓶体的底部之间的距离为b，且a＜b。

优选地，所述负压口设置有第二电磁阀门，所述真空泵的输出端与所述第二电磁阀门连接，所述第二电磁阀门与所述控制器电连接。

本发明的有益效果在于，本发明的一键式自动采集的地下水取样装置，通过控制器、负压单元以及取样单元的配合使用，取样单元的一端设置为采集端，另一端设置为收集端，采集端部分埋设于地下的含水层中，用于采集地下水，收集端用于收集、储存采集的地下水，采集端和收集端之间通过第一电磁阀门连接，负压单元设置有与收集端连通的负压单元，负压单元用于使收集端为负压状态，控制器与负压单元、第一电磁阀门电连接。在使用过程中，控制器控制负压单元开始工作，使收集端形成成负压状态，控制器控制第一电磁阀门开启，地下水通过采集端、第一电磁阀门传输至收集端，取样结束时，控制器控制真空泵和第一电磁阀门关闭，有效地完成对地下水的取样，提高取样装置的自动化程度。同时，取样单元设置有多个，每个取样单元可以对应不同深度的含水层，进而使得取样装置可以同时对多组含水层进行取样检测，提高取样装置的取样效率。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A处的放大结构示意图。

图3为本发明取样瓶的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、控制器；

20、负压单元；21、负压罐；211、罐体；212、盖板；213、采集口；214、收集口；215、负压通道；216、负压口；22、真空泵；23、负压表；24、第二电磁阀门；

30、取样单元；31、采集端；311、采集件；312、采集管；32、收集端；321、取样瓶；3211、瓶体；3212、瓶塞；3213、通孔；322、收集管；

40、第一电磁阀门；

50、负压管；

60、第一感应测针；

70、第二感应测针。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，“多个”指的是两个以上(包括两个)。

以下结合附图1～3对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

请参阅图1～3，本发明实施例的一键式自动采集的地下水取样装置，包括控制器10、负压单元20以及多个取样单元30，多个所述取样单元30间隔设置于所述负压单元20，每个所述取样单元30的一端均设置为采集端31，每个所述取样单元30的另一端均设置为收集端32，每个所述采集端31均与其对应的所述收集端32之间连接有第一电磁阀门40，所述负压单元20设置有与每个所述取样单元30的收集端32连通的负压通道215，所述控制器10与所述负压单元20、所述第一电磁阀门40电连接。

与现有技术相比，本发明实施例的一键式自动采集的地下水取样装置，通过控制器10、负压单元20以及取样单元30的配合使用，取样单元30的一端设置为采集端31，另一端设置为收集端32，采集端31部分埋设于地下的含水层中，用于采集地下水，收集端32用于收集、储存采集的地下水，采集端31和收集端32之间通过第一电磁阀门40连接，负压单元20设置有与收集端32连通的负压单元20，负压单元20用于使收集端32为负压状态，控制器10与负压单元20、第一电磁阀门40电连接。在使用过程中，控制器10控制负压单元20开始工作，使收集端32形成成负压状态，控制器10控制第一电磁阀门40开启，地下水通过采集端31、第一电磁阀门40传输至收集端32，取样结束时，控制器10控制真空泵22和第一电磁阀门40关闭，有效地完成对地下水的取样，提高取样装置的自动化程度。同时，取样单元30设置有多个，每个取样单元30可以对应不同深度的含水层，进而使得取样装置可以同时对多组含水层进行取样检测，提高取样装置的取样效率。

在一些实施例中，所述负压单元20包括负压罐21和真空泵22，所述负压通道215设置于所述负压罐21内，所述负压罐21上设置有与所述负压通道215连通的负压口216，所述真空泵22的输出端与所述负压口216连通，所述控制器10与所述真空泵22电连接。通过负压罐21和真空泵22的配合使用，真空泵22的输出端通过负压口216与负压罐21内的负压通道215连通，真空泵22与控制器10电连接，在使用过程中，控制器10控制真空泵22开始工作，使负压罐21内的负压通道215、以及与负压通道215连通的收集端32形成负压，保证取样单元30能够有效地采集和储存地下水。

在一些实施例中，所述负压罐21的一侧设置有多个间隔设置的采集口213，所述负压罐21的另一侧设置有多个间隔设置的收集口214，多个所述采集口213和多个所述收集口214一一对应设置，且每个所述采集口213和每个所述收集口214均与所述负压通道215连通，每个所述采集口213均设置有所述第一电磁阀门40，每个所述取样单元30的采集端31均与其对应的所述第一电磁阀门40的进水口连接，每个所述取样单元30的收集端32均与其对应的收集口214连通，且每个所述取样单元30的收集端32部分穿过与其对应的所述收集口214与所述第一电磁阀门40的出水口连通。通过采集口213和收集口214的配合使用，在实际使用过程中，每个取样单元30的收集端32通过与其对应的收集口214与负压通道215连通，有效地保证了收集端32的负压形成，进而保证取样单元30能够有效地采集和储存地下水。同时，每个采集口213对应设置第一电磁阀门40，第一电磁阀门40用于连通每个取样单元30的采集端31和收集端32，通过控制第一电磁阀门40的开启或关闭来控制取样通道的开启或关闭，有效地保证了每个取样单元30可以单独使用。

具体地，第一电磁阀门40可通过螺丝安装在负压罐21的采集口213。当第一电磁阀门40关闭后，采集端31仍然有地下水通过第一电磁阀门40传输至收集端32时，可判断该第一电磁阀门40有杂质造成堵塞，使得第一电磁阀门40无法正常使用。了通过螺丝将第一电磁阀门40从负压罐21上拆卸下来进行清洗，清洗干净后再通过螺丝将第一电磁阀门40复位。

进一步地，负压罐21包括罐体211以及设置于罐体211两端的盖板212，多个采集口213间隔设置于罐体211的顶部，多个收集口214间隔设置于罐体211的底部，罐体211上设置有有负压表23，负压表23用于与控制器10电连接。负压表23将检测到负压通道215、收集端32的负压值输送至控制器10，当负压值大于预定阈值时，控制器10控制第一电磁阀门40开启。

具体地，所述负压罐21的负压值为-95kpa～0kpa。

需要说明的是，采集口213、收集口214以及取样单元30的数量对应，每个采集口213和每个收集口214分别对应每个取样单元30的采集端31和收集端32，以保证每个取样单元30可以单独使用。

在一些实施例中，所述负压口216设置有第二电磁阀门24，所述真空泵22的输出端与所述第二电磁阀门24连接，所述第二电磁阀门24与所述控制器10电连接。通过第二电磁阀门24的设置，第二电磁阀门24设置于负压口216上，用于控制负压通道215的开启或关闭。

在一些实施例中，每个所述取样单元30的采集端31均包括采集件311和采集管312，所述采集件311通过所述采集管312与所述第一电磁阀门40的进水口连接。每个所述取样单元30的收集端32均包括取样瓶321和收集管322，所述取样瓶321通过所述收集口214与所述负压通道215连通，所述收集管322的一端与所述第一电磁阀门40的出水口连通，所述收集管322的另一端穿过收集口214并延伸至所述取样瓶321内。通过采集件311、采集管312、取样瓶321和收集管322的配合使用，采集件311通过采集管312与第一电磁阀门40的进水口连接，采集件311埋设在地下的含水层中，用于采集地下水，并将采集到的地下水通过采集管312、第一电磁阀门40以及收集管322传输至取样瓶321内，以实现对地下水的取样。同时，取样瓶321通过收集口214与负压通道215连通，以保证取样瓶321内可以有效地形成负压，进而实现取样单元30对地下水的取样。

需要说明的是，采集管312为尼龙管，收集管322为硅胶软管。

需要说明的是，每个取样单元30的采集件311对应的含水层的深度不同。

具体地，取样单元30的数量均为6～10个。取样单元30的数量可以根据所需不同深度含水层的数量进行设置。

在一些实施例中，所述取样瓶321和所述收集口214之间连通有负压管50，所述收集管322部分套设于所述负压管50内，且所述负压管50的内壁和所述收集管322的外壁之间存在间隙。通过负压管50的设置，负压管50用于连通负压通道215和取样瓶321，有效地使得取样瓶321的内部可形成负压。同时，负压管50的内壁和与收集管322的外壁之间存在间隙，以保证每个取样单元30可独立使用，且在取样过程中不会影响取样瓶321内的负压形成。

在一些实施例中，所述取样瓶321包括瓶体3211和瓶塞3212，所述瓶塞3212密封所述瓶体3211的开口，所述瓶塞3212上设置有连通所述瓶体3211和所述负压管50的通孔3213，所述收集管322的另一端通过所述通孔3213延伸至所述瓶体3211的内部。通过瓶体3211和瓶塞3212的配合使用，瓶塞3212密封瓶体3211的开口，有效地防止在取样过程中，由于取样瓶321漏气导致装置取样瓶321内无法形成负压，进而导致取样单元30无法正常对地下水进行取样。收集管322的另一端通过瓶塞3212的通孔3213延伸至瓶体3211的内部，有效地使得采集的地下水可以通过收集管322进入取样瓶321，保证对地下水的收集、储存。

在一些实施例中，所述瓶塞3212上设置有高度可调节的感应测针，且所述感应测针的检测端延伸至瓶体3211的内部，所述感应测针与所述控制器10电连接。通过感应测针的设置，感应测针用于感应取样瓶321内的液位情况，当取样瓶321内的地下水的液位达到感应测针的检测端时，感应测针将液位信息传送至控制器10，控制器10接收到液位信息后控制真空泵22、电磁阀门关闭。使用时，可以通过调节感应测针的检测端在瓶体3211内的深度，以调节单次取水样的体积，便于地下水的定量取样。

需要说明的是，瓶塞3212为硅胶塞，调节感应测针的高度时，可通过调节感应测针插入的深浅进行调节，以改变取样瓶321对地下水的取样体积。

在一些实施例中，所述感应测针包括第一感应测针60和第二感应测针70，所述第一感应测针60的检测端与所述瓶体3211的底部之间的距离为a，所述第二感应测针70的检测端与所述瓶体3211的底部之间的距离为b，且a＜b。通过第一感应测针60和第二感应测针70的配合使用，第一感应测针60和第二感应测针70均与控制器10电连接，第一感应测针60的检测端和第二感应测针70的检测端位于瓶体3211内的深度不同，便于对不同取水样的体积的采集。

在一些实施例中，采集件311上设置有过滤结构，用于对采集的地下水进行过滤，防止其他杂质进入采集管312内导致采集管312堵塞。

具体地，过滤结构可以为纱布，纱布的目数可以根据所需的过滤程度进行设置。优选地，纱布的目数为八十目。

本发明一种一键式自动采集的地下水取样装置，工作原理如下：

对地下水进行采集、取样时，控制器10控制真空泵22、第二电磁阀门24开启，使得负压通道215和取样瓶321内形成负压，负压表23将检测到的负压通道215和取样瓶321内的负压值输送至控制器10，控制器10将接收到的负压值与预定阈值进行比较，当负压值大于预定阈值时，控制器10控制对应取样单元30的第一电磁阀门40开启，地下水通过对应的采集件311、采集管312、第一电磁阀门40、收集管322传输至取样瓶321内，感应测针对取样瓶321内的地下水的液位进行感应，当取样瓶321内的地下水的液位到达感应测针的检测端时，感应测针将液位信息输送至控制器10，控制器10接收液位信息并关闭对应取样单元30的第一电磁阀门40，结束所有取样单元30对地下水进行采集、取样时，控制器10控制第二电磁阀门24和真空泵22关闭。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：包括控制器(10)、负压单元(20)以及多个取样单元(30)，多个所述取样单元(30)间隔设置于所述负压单元(20)，每个所述取样单元(30)的一端均设置为采集端(31)，每个所述取样单元(30)的另一端均设置为收集端(32)，每个所述采集端(31)均与其对应的所述收集端(32)之间连接有第一电磁阀门(40)，所述负压单元(20)设置有与每个所述取样单元(30)的收集端(32)连通的负压通道(215)，所述控制器(10)与所述负压单元(20)、所述第一电磁阀门(40)电连接。

2.如权利要求1所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：所述负压单元(20)包括负压罐(21)和真空泵(22)，所述负压通道(215)设置于所述负压罐(21)内，所述负压罐(21)上设置有与所述负压通道(215)连通的负压口(216)，所述真空泵(22)的输出端与所述负压口(216)连通，所述控制器(10)与所述真空泵(22)电连接。

3.如权利要求2所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：所述负压罐(21)的一侧设置有多个间隔设置的采集口(213)，所述负压罐(21)的另一侧设置有多个间隔设置的收集口(214)，多个所述采集口(213)和多个所述收集口(214)一一对应设置，且每个所述采集口(213)和每个所述收集口(214)均与所述负压通道(215)连通，每个所述采集口(213)均设置有所述第一电磁阀门(40)，每个所述取样单元(30)的采集端(31)均与其对应的所述第一电磁阀门(40)的进水口连接，每个所述取样单元(30)的收集端(32)均与其对应的收集口(214)连通，且每个所述取样单元(30)的收集端(32)部分穿过与其对应的所述收集口(214)与所述第一电磁阀门(40)的出水口连通。

4.如权利要求3所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：每个所述取样单元(30)的采集端(31)均包括采集件(311)和采集管(312)，所述采集件(311)通过所述采集管(312)与所述第一电磁阀门(40)的进水口连接。

5.如权利要求3所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：每个所述取样单元(30)的收集端(32)均包括取样瓶(321)和收集管(322)，所述取样瓶(321)通过所述收集口(214)与所述负压通道(215)连通，所述收集管(322)的一端与所述第一电磁阀门(40)的出水口连通，所述收集管(322)的另一端穿过收集口(214)并延伸至所述取样瓶(321)内。

6.如权利要求5所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：所述取样瓶(321)和所述收集口(214)之间连通有负压管，所述收集管(322)部分套设于所述负压管内，且所述负压管的内壁和所述收集管(322)的外壁之间存在间隙。

7.如权利要求6所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：所述取样瓶(321)包括瓶体(3211)和瓶塞(3212)，所述瓶塞(3212)密封所述瓶体(3211)的开口，所述瓶塞(3212)上设置有连通所述瓶体(3211)和所述负压管的通孔(3213)，所述收集管(322)的另一端通过所述通孔(3213)延伸至所述瓶体(3211)的内部。

8.如权利要求7所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：所述瓶塞(3212)上设置有高度可调节的感应测针，且所述感应测针的检测端延伸至瓶体(3211)的内部，所述感应测针与所述控制器(10)电连接。

9.如权利要求8所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：所述感应测针包括第一感应测针(60)和第二感应测针(70)，所述第一感应测针(60)的检测端与所述瓶体(3211)的底部之间的距离为a，所述第二感应测针(70)的检测端与所述瓶体(3211)的底部之间的距离为b，且a＜b。

10.如权利要求2所述的一键式自动采集的地下水取样装置，其特征在于：所述负压口(216)设置有第二电磁阀门(24)，所述真空泵(22)的输出端与所述第二电磁阀门(24)连接，所述第二电磁阀门(24)与所述控制器(10)电连接。