CN117491090B - 一种水质污染检测用取样装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水质污染检测用取样装置与方法，涉及水质检测领域，包括管体，还包括取样机构，其数量为多个，多个所述取样机构沿管体径向分布在不同的高度，所述取样机构包括安装在管体外壁上的取样头和安装在取样头一端的连接管；抽放机构，其数量为多个，且分别与多个取样机构相对应，所述抽放机构包括安装在固定板内部的导筒、安装在导筒内部的活塞、安装在导筒底部的导管和用于驱动活塞沿导筒内壁移动的联动组件；该水质污染检测用取样装置与方法，能够实现抽取和清障两个步骤的来回替换操作，避免了各取样头抽取水样量差异性较大的问题，防止有的样品管内部提前储满而无法继续取样的问题，使各样品管内部都能储存充足的水样。

Description

一种水质污染检测用取样装置及方法

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种水质污染检测用取样装置及方法。

背景技术

水质检测是测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度，评价水质的状况，检测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等，水资源是人类社会最重要的自然资源，为了便于对水质进行检测，需要使用取样装置对水资源进行取样。

在公告号为CN216082173U的专利中公开了一种水质检测用取样装置，包括取液取样器主体和定量调整机构，所述取液取样器主体包括取液器取样管，所述定量调整机构包括转动槽，所述转动槽的内部设置有螺杆，所述螺杆的底端与所述转动槽底端通过轴承相连接，所述螺杆的外侧套设有螺套，所述转杆的右端通过锥形齿轮与所述螺杆的底端传动连接，通过设置有定量调整机构与拉动杆，使得抽取活塞的上下移动得到一定的限制，从而对取液取样的具体用量得到一定的定量，在有限的移动空间内，只能取用规定的所需用量，从而达到对取液器进行定量取样的目的，方便用户的多次重复使用，且减少了取液过多而造成的原液浪费的问题；

上述相关技术存在以下缺陷：难以对不同高度的水域进行分层取样，进而无法实现对不同高度水域水样的独立储存，同时在取样出现堵塞时，无法实现清障后再取样的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水质污染检测用取样装置及方法，以解决现有技术中难以对不同高度的水域进行分层取样，进而无法实现对不同高度水域水样的独立储存，同时在取样出现堵塞时，无法实现清障后再取样的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水质污染检测用取样装置，包括管体，还包括取样机构，其数量为多个，多个所述取样机构沿管体径向分布在不同的高度，所述取样机构包括安装在管体外壁上的取样头和安装在取样头一端的连接管；

固定板，其安装在管体的内壁上；

抽放机构，其数量为多个，且分别与多个取样机构相对应，所述抽放机构包括安装在固定板内部的导筒、安装在导筒内部的活塞、安装在导筒底部的导管和用于驱动活塞沿导筒内壁移动的联动组件，所述导筒与连接管连接；

驱动机构，其安装在固定板顶部，用于同步驱动多个抽放机构中的联动组件运行；

储存机构，其包括与多个导筒相对应的多个样品管、设置在多个样品管之间的排泄管和分别安装在多个导管底端的多个密封套，多个所述密封套均与排泄管连接；

承托机构，其安装在管体的底部，其包括样品座和开设在样品座顶部的多个放置槽，多个所述样品管分别放置在多个放置槽的内部，所述密封套的底部与样品座的顶部抵接，多个所述密封套分别位于多个放置槽的正上方，所述样品座的内部贯穿开设有通槽，所述排泄管贯穿通槽设置。

进一步地，所述取样机构还包括安装在连接管上的第一电磁阀和安装在取样头内部的过滤网。

进一步地，所述抽放机构还包括安装在导管上的第二电磁阀。

进一步地，所述联动组件包括转动连接在导筒顶部内壁上的往复螺杆、螺接在往复螺杆外部的驱动块和固接在驱动块底部的两个驱动杆，两个所述驱动杆的底端均与活塞的顶部固接，所述驱动块沿导筒高度方向滑接在其内壁上。

进一步地，所述驱动机构包括安装在固定板顶部的电机、固定套接在电机输出轴外部的第一齿轮、分别固接在多个往复螺杆顶端的多个传动轴和分别固定套接在多个传动轴外部的多个第二齿轮，所述第一齿轮分别与多个第二齿轮啮合。

进一步地，所述储存机构还包括分别安装在多个密封套顶部的多个气流管、分别安装在多个密封套上的多个溢流管和分别安装在多个溢流管上的多个单向阀，多个所述溢流管均与排泄管连接，所述排泄管顶部的内壁上安装有液位传感器。

进一步地，所述承托机构还包括螺接在管体底端的固定套和固接在固定套底部的锥形积留室，所述样品座转动连接在固定套的内部。

进一步地，所述样品座的外壁固接有限位条，所述管体的内壁开设有与限位条相吻合的限位槽。

一种水质污染检测用取样方法，其适用于一种水质污染检测用取样装置，包括如下步骤：

S1、首先将各样品管分别放入对应的放置槽内部，再将样品座固定在管体内部；

S2、然后将管体放入指定检测水域，通过驱动机构配合抽放机构和取样机构将水域中不同高度的水分别输送至对应的样品管内部；

S3、同时通过控制第一电磁阀和第二电磁阀，向取样头外部吹气，通过驱动水流动来改变取样头外部遮挡物的位置；

S4、重复S2和S3的步骤，抽取充足的水样至各样品管内部；

S5、样品管中多余的水样进入到锥形积留室和排泄管内部保存；

S6、液位传感器检测到排泄管内部样品集满时，将管体中水体中取出，结束取样操作。

与现有技术相比，本发明提供的一种水质污染检测用取样装置及方法，具备以下有益效果：

在取样时，通过在不同的高度设置取样头，实现了对不同高度水域进行分层取样的效果，提高了后续水样检测的准确性，且能够同时对各层水域进行同时取样，操作简单；

在取样时，能够实现抽取和清障两个步骤的来回替换操作，避免了各取样头抽取水样量差异性较大的问题，防止有的样品管内部提前储满而无法继续取样的问题，使各样品管内部都能储存充足的水样；

在取样时，能够将样品管内部溢出的水样单独储存，防止各层水样出现混合的情况，保证了水样的原始性，进一步保障了水样后续检测的准确性；

在取样前后，用于储存水样的样品管安装和拆下操作都较为简单，便于工作人员操作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的取样机构、抽放机构和驱动机构结构示意图；

图4为本发明的抽放机构结构示意图；

图5为本发明的承托机构和储存机构第一局部结构示意图；

图6为本发明的承托机构和储存机构第二局部结构示意图；

图7为本发明的储存机构结构示意图；

图8为本发明的固定套和锥形积留室结构示意图。

附图标记说明：

1、管体；2、取样机构；21、取样头；22、连接管；23、第一电磁阀；24、过滤网；3、承托机构；31、样品座；32、固定套；33、锥形积留室；34、限位条；35、放置槽；4、抽放机构；41、导筒；42、活塞；43、导管；44、第二电磁阀；45、往复螺杆；46、驱动块；47、驱动杆；5、固定板；6、驱动机构；61、电机；62、第一齿轮；63、传动轴；64、第二齿轮；7、储存机构；72、样品管；73、排泄管；74、密封套；75、气流管；76、溢流管；77、单向阀。

实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

实施例1：请参阅图1－图8，一种水质污染检测用取样装置，包括管体1，还包括取样机构2，其数量为多个，本实施例中的取样机构2数量为四个，多个取样机构2沿管体1径向分布在不同的高度，取样机构2包括安装在管体1外壁上的取样头21和安装在取样头21一端的连接管22，取样机构2还包括安装在连接管22上的第一电磁阀23和安装在取样头21内部的过滤网24，固定板5，其安装在管体1的内壁上；

取样头21设置在不同的高度，实现了多层取样的效果，过滤网24的设置用于拦截水体中颗粒较大的杂质。

抽放机构4，其数量为多个，且分别与多个取样机构2相对应，抽放机构4包括安装在固定板5内部的导筒41、安装在导筒41内部的活塞42、安装在导筒41底部的导管43和用于驱动活塞42沿导筒41内壁移动的联动组件，导筒41与连接管22连接，抽放机构4还包括安装在导管43上的第二电磁阀44，联动组件包括转动连接在导筒41顶部内壁上的往复螺杆45、螺接在往复螺杆45外部的驱动块46和固接在驱动块46底部的两个驱动杆47，两个驱动杆47的底端均与活塞42的顶部固接，驱动块46沿导筒41高度方向滑接在其内壁上；

往复螺杆45在转动时，带动驱动块46上下往复移动，在驱动块46向上移动时，通过驱动杆47带动活塞42沿着导筒41的内壁向上移动，活塞42向上移动时，控制第一电磁阀23开启，第二电磁阀44关闭，进而通过连接管22和取样头21从水体中抽取水样至导筒41内部，在驱动块46向下移动时，通过驱动杆47带动活塞42沿着导筒41的内壁向下移动，活塞42向下移动时，控制第一电磁阀23关闭，第二电磁阀44开启，将导筒41内部的水样通过导管43排入样品管72内部，接着在驱动块46带动活塞42向上移动时，控制第一电磁阀23关闭，第二电磁阀44开启，将空气抽入到导筒41内部，在驱动块46带动活塞42向下移动时，控制第一电磁阀23开启，第二电磁阀44关闭，将导筒41内部的空气通过连接管22和取样头21排出，排出的气体推动水体流动使堵在取样头21外部的杂物顶开，便于后续抽取时的流畅性，重复上述操作，避免了各取样头21抽取水样量差异性较大的问题，使各样品管72内部都能储存充足的水样。

驱动机构6，其安装在固定板5顶部，用于同步驱动多个抽放机构4中的联动组件运行，驱动机构6包括安装在固定板5顶部的电机61、固定套接在电机61输出轴外部的第一齿轮62、分别固接在多个往复螺杆45顶端的多个传动轴63和分别固定套接在多个传动轴63外部的多个第二齿轮64，第一齿轮62分别与多个第二齿轮64啮合；

通过控制电机61带动第一齿轮62转动，通过第一齿轮62分别与多个第二齿轮64之间啮合的作用，带动各传动轴63同步转动，进而带动多个往复螺杆45同步转动。

储存机构7，其包括与多个导筒41相对应的多个样品管72、设置在多个样品管72之间的排泄管73和分别安装在多个导管43底端的多个密封套74，多个密封套74均与排泄管73连接，储存机构7还包括分别安装在多个密封套74顶部的多个气流管75、分别安装在多个密封套74上的多个溢流管76和分别安装在多个溢流管76上的多个单向阀77，多个溢流管76均与排泄管73连接，排泄管73顶部的内壁上安装有液位传感器；

样品座31安装完成后，样品管72与密封套74相连通，在取样时，导管43中流出的水样进入到样品管72中储存，样品管72中的水样储满时，溢出到密封套74内部，随之通过溢流管76流入到排泄管73中，单向阀77的设置使密封套74中的水样可以通过溢流管76流入到排泄管73中，而排泄管73中的水样不能通过溢流管76返回到密封套74中，当液位传感器检测到排泄管73内部样品集满时，将管体1中水体中取出。

承托机构3，其安装在管体1的底部，其包括样品座31和开设在样品座31顶部的多个放置槽35，多个样品管72分别放置在多个放置槽35的内部，密封套74的底部与样品座31的顶部抵接，多个密封套74分别位于多个放置槽35的正上方，样品座31的内部贯穿开设有通槽，排泄管73贯穿通槽设置，承托机构3还包括螺接在管体1底端的固定套32和固接在固定套32底部的锥形积留室33，样品座31转动连接在固定套32的内部，样品座31的外壁固接有限位条34，管体1的内壁开设有与限位条34相吻合的限位槽；

样品管72放入到对应的放置槽35内部，样品座31放入管体1内部时，将限位条34对齐限位槽插入管体1内部，对样品座31及其内部的样品管72进行限位，通过转动固定套32使其螺纹固定在管体1底端，样品座31安装在管体1内部后，管体1的顶部与密封套74的底部抵接，导管43中的水样进入密封套74中后，直接下落至样品管72内部，密封套74与样品座31抵接时，即使水样从样品管72中溢出，也不会从密封套74内部溢出，溢出到密封套74内部的水样通过溢流管76流入到排泄管73中，最终在锥形积留室33中储存。

实施例2：请参阅图1－图8，一种水质污染检测用取样方法，其适用于一种水质污染检测用取样装置，包括如下步骤：

S1、首先将各样品管72分别放入对应的放置槽35内部，再将样品座31固定在管体1内部；

S2、然后将管体1放入指定检测水域，通过驱动机构6配合抽放机构4和取样机构2将水域中不同高度的水分别输送至对应的样品管72内部；

S3、同时通过控制第一电磁阀23和第二电磁阀44，向取样头21外部吹气，通过驱动水流动来改变取样头21外部遮挡物的位置；

S4、重复S2和S3的步骤，抽取充足的水样至各样品管72内部；

S5、样品管72中多余的水样进入到锥形积留室33和排泄管73内部保存；

S6、液位传感器检测到排泄管73内部样品集满时，将管体1中水体中取出，结束取样操作。

工作原理：使用时，将样品管72放入到对应的放置槽35内部，样品座31放入管体1内部时，将限位条34对齐限位槽插入管体1内部，对样品座31及其内部的样品管72进行限位，通过转动固定套32使其螺纹固定在管体1底端，样品座31安装完成后，样品管72与密封套74相连通，在取样时，通过控制电机61带动第一齿轮62转动，通过第一齿轮62分别与多个第二齿轮64之间啮合得作用，带动各传动轴63同步转动，进而带动多个往复螺杆45同步转动，往复螺杆45在转动时，带动驱动块46上下往复移动，在驱动块46向上移动时，通过驱动杆47带动活塞42沿着导筒41的内壁向上移动，活塞42向上移动时，控制第一电磁阀23开启，第二电磁阀44关闭，进而通过连接管22和取样头21从水体中抽取水样至导筒41内部，在驱动块46向下移动时，通过驱动杆47带动活塞42沿着导筒41的内壁向下移动，活塞42向下移动时，控制第一电磁阀23关闭，第二电磁阀44开启，将导筒41内部的水样通过导管43排入样品管72内部，接着在驱动块46带动活塞42向上移动时，控制第一电磁阀23关闭，第二电磁阀44开启，将空气抽入到导筒41内部，在驱动块46带动活塞42向下移动时，控制第一电磁阀23开启，第二电磁阀44关闭，将导筒41内部的空气通过连接管22和取样头21排出，排出的气体推动水体流动使堵在取样头21外部的杂物顶开，便于后续抽取时的流畅性，重复上述操作，避免了各取样头21抽取水样量差异性较大的问题，使各样品管72内部都能储存充足的水样，有样品管72中的水样储满时，溢出到密封套74内部，随之通过溢流管76流入到排泄管73中，单向阀77的设置使密封套74中的水样可以通过溢流管76流入到排泄管73中，而排泄管73中的水样不能通过溢流管76返回到密封套74中，当液位传感器检测到排泄管73内部样品集满时，将管体1中水体中取出。

需要说明的是，本发明的设备结构和附图主要对本发明的原理进行描述，在该设计原理的技术上，装置的动力机构、供电系统及控制系统等的设置并没有完全描述清楚，而在本领域技术人员理解上述发明的原理的前提下，可清楚获知其动力机构、供电系统及控制系统的具体，申请文件的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现；以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“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，或一体的连接；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。

Claims (3)

1.一种水质污染检测用取样装置，包括管体（1），其特征在于，还包括取样机构（2），其数量为多个，多个所述取样机构（2）沿管体（1）径向分布在不同的高度，所述取样机构（2）包括安装在管体（1）外壁上的取样头（21）和安装在取样头（21）一端的连接管（22）；

固定板（5），其安装在管体（1）的内壁上；

抽放机构（4），其数量为多个，且分别与多个取样机构（2）相对应，所述抽放机构（4）包括安装在固定板（5）内部的导筒（41）、安装在导筒（41）内部的活塞（42）、安装在导筒（41）底部的导管（43）和用于驱动活塞（42）沿导筒（41）内壁移动的联动组件，所述导筒（41）与连接管（22）连接；

驱动机构（6），其安装在固定板（5）顶部，用于同步驱动多个抽放机构（4）中的联动组件运行；

储存机构（7），其包括与多个导筒（41）相对应的多个样品管（72）、设置在多个样品管（72）之间的排泄管（73）和分别安装在多个导管（43）底端的多个密封套（74），多个所述密封套（74）均与排泄管（73）连接；

承托机构（3），其安装在管体（1）的底部，其包括样品座（31）和开设在样品座（31）顶部的多个放置槽（35），多个所述样品管（72）分别放置在多个放置槽（35）的内部，所述密封套（74）的底部与样品座（31）的顶部抵接，多个所述密封套（74）分别位于多个放置槽（35）的正上方，所述样品座（31）的内部贯穿开设有通槽，所述排泄管（73）贯穿通槽设置，所述承托机构（3）还包括螺接在管体（1）底端的固定套（32）和固接在固定套（32）底部的锥形积留室（33），所述样品座（31）转动连接在固定套（32）的内部；

所述取样机构（2）还包括安装在连接管（22）上的第一电磁阀（23）和安装在取样头（21）内部的过滤网（24）；

所述抽放机构（4）还包括安装在导管（43）上的第二电磁阀（44）；

所述联动组件包括转动连接在导筒（41）顶部内壁上的往复螺杆（45）、螺接在往复螺杆（45）外部的驱动块（46）和固接在驱动块（46）底部的两个驱动杆（47），两个所述驱动杆（47）的底端均与活塞（42）的顶部固接，所述驱动块（46）沿导筒（41）高度方向滑接在其内壁上；

所述驱动机构（6）包括安装在固定板（5）顶部的电机（61）、固定套接在电机（61）输出轴外部的第一齿轮（62）、分别固接在多个往复螺杆（45）顶端的多个传动轴（63）和分别固定套接在多个传动轴（63）外部的多个第二齿轮（64），所述第一齿轮（62）分别与多个第二齿轮（64）啮合；

所述储存机构（7）还包括分别安装在多个密封套（74）顶部的多个气流管（75）、分别安装在多个密封套（74）上的多个溢流管（76）和分别安装在多个溢流管（76）上的多个单向阀（77），多个所述溢流管（76）均与排泄管（73）连接，所述排泄管（73）顶部的内壁上安装有液位传感器。

2.根据权利要求1所述的一种水质污染检测用取样装置，其特征在于，所述样品座（31）的外壁固接有限位条（34），所述管体（1）的内壁开设有与限位条（34）相吻合的限位槽。

3.一种水质污染检测用取样方法，其适用于权利要求1-2任一项所述的一种水质污染检测用取样装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1、首先将各样品管（72）分别放入对应的放置槽（35）内部，再将样品座（31）固定在管体（1）内部；

S2、然后将管体（1）放入指定检测水域，通过驱动机构（6）配合抽放机构（4）和取样机构（2）将水域中不同高度的水分别输送至对应的样品管（72）内部；

S3、同时通过控制第一电磁阀（23）和第二电磁阀（44），向取样头（21）外部吹气，通过驱动水流动来改变取样头（21）外部遮挡物的位置；

S4、重复S2和S3的步骤，抽取充足的水样至各样品管（72）内部；

S5、样品管（72）中多余的水样进入到锥形积留室（33）和排泄管（73）内部保存；

S6、液位传感器检测到排泄管（73）内部样品集满时，将管体（1）中水体中取出，结束取样操作。