CN117517003B - 一种河流水质监控用采样设备及其采样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河流水质监控用采样设备及其采样方法，属于水质采样领域，包括收集筒和三个采样罐，收集筒上方设置有多个与无人机安装的安装架，多个安装架底端连接有两个安装板，安装板侧壁连接有两个卷绕电机，卷绕电机输出端连接有卷绕轴，卷绕轴外侧壁通过吊绳连接有吊板，吊板底端连接有顶盖，收集筒外侧壁通过多个连接杆连接有限位环。本发明通过限位环和环形筒的设置，可以将特定面积内的蓝藻全部取样完成，便于了解监测水域的蓝藻生物情况，避免出现蓝藻泛滥的情况，同时阀塞和限位组件的设置，可以一次性完成对不同水层的分层取样，使得监测结果更加丰富，并在限位杆的限位作用下避免了不同水层的河水混合。
Description
技术领域
本发明涉及水质采样技术领域，尤其涉及一种河流水质监控用采样设备及其采样方法。
背景技术
水质水体质量的简称。它标志着水体的物理（如色度、浊度、臭味等）、化学（无机物和有机物的含量）和生物（细菌、微生物、浮游生物、底栖生物）的特性及其组成的状况。
在一些河流中常会存在蓝藻生物，蓝藻生物是浮游生物的一种，蓝藻生物大量繁殖会形成水华并会出现大量蓝藻死亡，这些蓝藻一般会漂浮在水面上，当蓝藻数量过多时会影响河流水质的透光度，且会消耗水中的大量氧气，造成鱼类的死亡，对河流的水质产生较大危害，而当前在对河流水质进行监控时，常常会忽略对水面蓝藻密度的监测，不能及时对蓝藻生物密度较高的水域进行治理，易造成蓝藻生物在河流上的泛滥，同时河流的部位水域深度会较大，这片水域不同深度的水质情况也会有较大的区别，为保证河流水质监测的数据准确，故提出一种河流水质监控用采样设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中当前在对河流水质进行监控时，常常会忽略对水面蓝藻密度的监测，不能及时对蓝藻生物密度较高的水域进行治理，易造成蓝藻生物在河流上的泛滥，同时河流的部位水域深度会较大，这片水域不同深度的水质情况也会有较大的区别的问题，而提出的一种河流水质监控用采样设备及其采样方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种河流水质监控用采样设备及其采样方法，包括收集筒和三个采样罐，所述收集筒上方设置有多个与无人机安装的安装架，多个所述安装架底端连接有两个安装板，所述安装板侧壁连接有两个卷绕电机，所述卷绕电机输出端连接有卷绕轴，所述卷绕轴外侧壁通过吊绳连接有吊板，所述吊板底端连接有顶盖，所述收集筒外侧壁通过多个连接杆连接有限位环，所述限位环外侧壁连接有浮圈，所述顶盖顶端连接有两个负压泵，所述收集筒内设置有环形筒，所述环形筒内侧壁连接有滤板，所述滤板下方设置有多个呈环形阵列状的排水组件，两个所述安装板底端均连接有定位组件，所述安装板上端面连接有轴心板，所述轴心板底端连接有吊杆，所述吊杆底端通过盖板与位于最上方的采样罐顶端内侧壁连接，所述采样罐底端内侧壁连接有底板，所述底板顶端连接有两个相互对称的伸缩拉杆，所述伸缩拉杆顶端通过转接板连接有阀塞，所述采样罐顶端连接有两个相互对称的直角管，所述直角管底端内侧壁连接有活塞板，所述活塞板端面连接有限位组件，三个所述采样罐内的伸缩拉杆拉力由上而下逐渐增大。
优选地，多个所述安装架的数量为四个，且呈矩形设置，四个所述安装架底端分别与两个安装板两端的上端面固定连接，两个所述安装板上端面与轴心板下端面固定连接，所述安装板侧壁与卷绕电机侧壁固定连接。
优选地，所述卷绕电机输出端与卷绕轴端部固定连接，所述卷绕轴外侧壁通过吊绳与吊板端部固定连接，所述吊板底端与顶盖顶端固定连接，所述顶盖底端分别与收集筒和环形筒顶端固定连接。
优选地，所述顶盖顶端与负压泵底端固定连接，所述收集筒外侧壁通过连接杆与限位环内侧壁固定连接，所述限位环外侧壁与浮圈内侧壁固定连接，所述环形筒内侧壁与滤板侧壁固定连接，所述环形筒向外的侧壁开设有多个收集孔。
优选地，所述排水组件由限位套、复位弹簧和排水管组成，所述环形筒向内的侧壁开设有多个呈环形阵列均匀设置的排水斜孔，所述排水斜孔内侧壁与限位套外侧壁固定连接，所述限位套端部内侧壁通过固定环与复位弹簧一端固定连接，所述复位弹簧另一端与排水管上端固定连接，所述排水管上端内侧壁固定连接有孔板，所述排水管外侧壁与限位套内侧壁滑动连接。
优选地，所述定位组件由电动推杆和磁珠组成，所述电动推杆顶端与安装板底端固定连接，所述电动推杆输出端与磁珠侧壁固定连接，所述顶盖顶端固定连接有两个磁柱，所述磁柱顶端开设有与磁珠相适配的凹槽，所述顶盖顶端固定连接有位移传感器。
优选地，三个所述采样罐呈垂直设置，且相邻两个之间通过连杆固定连接，所述采样罐顶端内侧壁与盖板底端外侧壁螺纹连接，所述采样罐底端内侧壁与底板顶端外侧壁螺纹连接，所述底板顶端通过伸缩拉杆与转接板底端固定连接，所述转接板底端与阀塞顶端固定连接，所述底板顶端与直角管下方侧壁固定连接。
优选地，所述限位组件由限位杆和挤压弹簧组成，所述直角管底端内侧壁与活塞板侧壁滑动连接，所述活塞板端面与限位杆端部固定连接，所述挤压弹簧设置在限位杆的外侧壁上，所述挤压弹簧两端分别与活塞板端面和直角管底端内端面固定连接，所述阀塞侧壁上开设有与限位杆外端相适配的限位槽。
一种河流水质监控用采样设备的采样方法，采样方法包括以下步骤：
S1、蓝藻采样：收集筒在卷绕电机缓慢放下吊绳的过程中逐渐下移，待限位环和浮圈下降至取样水域的水面限位后，收集筒内侧和环形筒外侧的空间在负压泵的作用下，将中间部位的蓝藻和部分河水负压吸入，吸入后的蓝藻在滤板的过滤后收集，多余的河水经环形设置的多个排水管排出，会在收集筒的轴心部位形成一个小漩涡，从而将外围的蓝藻移动至中间吸取；
S2、调整定位：启动卷绕电机通过卷绕轴和吊绳将收集筒吊起，并让电动推杆将磁珠向下推进，使得磁珠和磁柱磁吸对接，调整收集筒至轴心位置；
S3、分层采样：利用无人机下移通过吊杆将三个采样罐依次移入水中，在浅水层中位于最上方的采样罐内的伸缩拉杆对阀塞的拉力最小，使得最上方的采样罐的阀塞在水压作用下打开，将浅水层的水收集取样，随着不断的下潜深入，中间的下方的采样罐依次打开，对中层水和深层水进行分别取样。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本方案通过限位环和环形筒的设置，可以将特定面积内的蓝藻全部取样完成，便于了解监测水域的蓝藻生物情况，避免出现蓝藻泛滥的情况，使得河流的水质取样更具全面性。
2、本方案通过磁珠和磁柱的设置，可以让采样罐适配穿过环形筒向内的侧壁，便于后续采样罐收起时对其外侧壁进行清理，位移传感器测算采样罐上吊杆的穿过长度，大致估算采样水域的水深。
3、本方案通过阀塞和限位组件的设置，可以一次性完成对不同水层的分层取样，使得监测结果更加丰富，并在限位杆的限位作用下避免了不同水层的河水混合，提高了采样样品的可靠性。
附图说明
图1为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备的立体结构示意图一；
图2为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备的立体结构示意图二；
图3为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备中收集筒和环形筒位置的结构示意图；
图4为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备中环形筒内部的结构示意图；
图5为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备中排水组件的结构示意图；
图6为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备中采样罐内部的结构示意图；
图7为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备中直角管和阀塞位置的结构示意图；
图8为本发明提出的一种河流水质监控用采样设备中限位组件的结构示意图。
图中：1、收集筒；2、采样罐；3、安装架；4、安装板；5、轴心板；6、卷绕电机；7、卷绕轴；8、吊绳；9、吊板；10、顶盖；11、连接杆；12、限位环；13、浮圈；14、负压泵；15、环形筒；16、滤板；17、限位套；18、固定环；19、复位弹簧；20、孔板；21、排水管；22、电动推杆；23、磁珠；24、磁柱；25、位移传感器；26、吊杆；27、盖板；28、底板；29、伸缩拉杆；30、转接板；31、阀塞；32、直角管；33、活塞板；34、限位杆；35、挤压弹簧。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，参照图1-8，一种河流水质监控用采样设备，包括收集筒1和三个采样罐2，收集筒1上方设置有多个与无人机安装的安装架3，多个安装架3底端连接有两个安装板4，安装板4侧壁连接有两个卷绕电机6，卷绕电机6输出端连接有卷绕轴7，卷绕轴7外侧壁通过吊绳8连接有吊板9，吊板9底端连接有顶盖10，收集筒1外侧壁通过多个连接杆11连接有限位环12，限位环12外侧壁连接有浮圈13，顶盖10顶端连接有两个负压泵14，收集筒1内设置有环形筒15，环形筒15内侧壁连接有滤板16，滤板16下方设置有多个呈环形阵列状的排水组件；
进一步地，多个安装架3的数量为四个，且呈矩形设置，四个安装架3底端分别与两个安装板4两端的上端面固定连接，两个安装板4上端面与轴心板5下端面固定连接，安装板4侧壁与卷绕电机6侧壁固定连接，卷绕电机6输出端与卷绕轴7端部固定连接，卷绕轴7外侧壁通过吊绳8与吊板9端部固定连接，吊板9底端与顶盖10顶端固定连接，顶盖10底端分别与收集筒1和环形筒15顶端固定连接，顶盖10顶端与负压泵14底端固定连接，收集筒1外侧壁通过连接杆11与限位环12内侧壁固定连接，限位环12外侧壁与浮圈13内侧壁固定连接，环形筒15内侧壁与滤板16侧壁固定连接，环形筒15向外的侧壁开设有多个收集孔，排水组件由限位套17、复位弹簧19和排水管21组成，环形筒15向内的侧壁开设有多个呈环形阵列均匀设置的排水斜孔，排水斜孔内侧壁与限位套17外侧壁固定连接，限位套17端部内侧壁通过固定环18与复位弹簧19一端固定连接，复位弹簧19另一端与排水管21上端固定连接，排水管21上端内侧壁固定连接有孔板20，排水管21外侧壁与限位套17内侧壁滑动连接；
需要说明的是：利用安装架3将采样设备安装在采样无人机的下方，无人机带着采样设备飞行至指定水域悬停进行水质采样，在对水面蓝藻进行采样时，启动卷绕电机6带动卷绕轴7转动，卷绕轴7转动会将吊绳8缓慢放出，使得收集筒1缓慢下移，收集筒1下移会通过连接杆11带动限位环12和浮圈13一起下移，待下移至水面后，浮圈13的浮力会对收集筒1进行支撑，而限位环12缓慢侵入水面会将需要采样的蓝藻限位在内侧，避免有蓝藻随波纹漂动，使得采样数据更加精准，随后启动两个负压泵14让收集筒1和环形筒15之间的空间处于负压状态，将中间部位的蓝藻和部分河水负压吸入，吸入后会经环形筒15向外侧壁开设的收集孔将蓝藻和河水一起冲入环形筒15的内部，则蓝藻经滤板16过滤后留在环形筒15内，河水继续向下流动，较高压的水流会穿过限位套17至排水管21内，排水管21上端的孔板20一定程度上阻隔了的水流流动，在水流压力的作用下排水管21会拉伸复位弹簧19向水面伸出，同时孔板20突然减小了水流的流通路经，使得水流的水压增大，则水流会从排水管21内高压喷出，环形斜向设置的排水管21排出的高压水流会使得收集筒1的轴心部位形成一个小漩涡，从而利用水流将外围的蓝藻移动至收集筒1的附近，便于将限位环12内的蓝藻全部采样收集；
采用上述进一步地好处是：这样可以将特定面积内的蓝藻全部取样完成，便于了解监测水域的蓝藻生物情况，避免出现蓝藻泛滥的情况，使得河流的水质取样更具全面性。
实施例二，参考图1-8，两个安装板4底端均连接有定位组件，安装板4上端面连接有轴心板5，轴心板5底端连接有吊杆26，吊杆26底端通过盖板27与位于最上方的采样罐2顶端内侧壁连接；
进一步地，定位组件由电动推杆22和磁珠23组成，电动推杆22顶端与安装板4底端固定连接，电动推杆22输出端与磁珠23侧壁固定连接，顶盖10顶端固定连接有两个磁柱24，磁柱24顶端开设有与磁珠23相适配的凹槽，顶盖10顶端固定连接有位移传感器25；
需要说明的是：蓝藻取样完成后，启动卷绕电机6带动卷绕轴7反向转动，则卷绕轴7会对吊绳8进行收卷，从而将收集筒1吊起，与此同时让电动推杆22将磁珠23向下推进，使得磁珠23和磁柱24磁吸对接，调整收集筒1至初始的轴心位置；
采用上述进一步地好处是：这样可以让采样罐2适配穿过环形筒15向内的侧壁，便于后续采样罐2收起时对其外侧壁进行清理，位移传感器25测算采样罐2上吊杆26的穿过长度，大致估算采样水域的水深。
实施例三，参考图1-8，采样罐2底端内侧壁连接有底板28，底板28顶端连接有两个相互对称的伸缩拉杆29，伸缩拉杆29顶端通过转接板30连接有阀塞31，采样罐2顶端连接有两个相互对称的直角管32，直角管32底端内侧壁连接有活塞板33，活塞板33端面连接有限位组件，三个采样罐2内的伸缩拉杆29拉力由上而下逐渐增大；
进一步地，三个采样罐2呈垂直设置，且相邻两个之间通过连杆固定连接，采样罐2顶端内侧壁与盖板27底端外侧壁螺纹连接，采样罐2底端内侧壁与底板28顶端外侧壁螺纹连接，底板28顶端通过伸缩拉杆29与转接板30底端固定连接，转接板30底端与阀塞31顶端固定连接，底板28顶端与直角管32下方侧壁固定连接，限位组件由限位杆34和挤压弹簧35组成，直角管32底端内侧壁与活塞板33侧壁滑动连接，活塞板33端面与限位杆34端部固定连接，挤压弹簧35设置在限位杆34的外侧壁上，挤压弹簧35两端分别与活塞板33端面和直角管32底端内端面固定连接，阀塞31侧壁上开设有与限位杆34外端相适配的限位槽；
需要说明的是：在对河水进行取样时，将三个采样罐2依次下移至水中，采样罐2内为低气压状态，由于三个采样罐2内伸缩拉杆29的拉力是由上而下逐渐增大的，则在浅水层中，位于最上方的采样罐2内的伸缩拉杆29在较小水压的压动下发生拉伸，使得转接板30和阀塞31上移与底板28产生缝隙，从而让浅水层的水进入到最上方的采样罐2中，随着水流不断的进入，水流漫过直角管32的顶部进入到直角管32内，直角管32底端内的活塞板33受到水压会压缩挤压弹簧35滑动，从而将限位杆34向外推出抵在阀塞31的侧壁上，此时最上方的采样罐2内水质采样完成，采样罐2的内外压相同，则阀塞31在伸缩拉杆29的拉力作用下重新复位，阀塞31下移复位关闭时会让推出的限位杆34压入阀塞31外侧壁上限位槽内，从而实现对阀塞31的限位，随着不断的下潜深入，中间的下方的采样罐2依次打开，对中层水和深层水进行分别取样，由于取样后的采样罐2内的阀塞31受到限位杆34的限位，继续下潜增大的水压也不会打开之前关闭的阀塞31，避免不同水层的河水混合；
采用上述进一步地好处是：这样可以一次性完成对不同水层的分层取样，使得监测结果更加丰富，并在限位杆34的限位作用下避免了不同水层的河水混合，提高了采样样品的可靠性。
采样方法包括以下步骤：
蓝藻采样：收集筒1在卷绕电机6缓慢放下吊绳8的过程中逐渐下移，待限位环12和浮圈13下降至取样水域的水面限位后，收集筒1内侧和环形筒15外侧的空间在负压泵14的作用下，将中间部位的蓝藻和部分河水负压吸入，吸入后的蓝藻在滤板16的过滤后收集，多余的河水经环形设置的多个排水管21排出，会在收集筒1的轴心部位形成一个小漩涡，从而将外围的蓝藻移动至中间吸取。
调整定位：启动卷绕电机6通过卷绕轴7和吊绳8将收集筒1吊起，并让电动推杆22将磁珠23向下推进，使得磁珠23和磁柱24磁吸对接，调整收集筒1至轴心位置。
分层采样：利用无人机下移通过吊杆26将三个采样罐2依次移入水中，在浅水层中位于最上方的采样罐2内的伸缩拉杆29对阀塞31的拉力最小，使得最上方的采样罐2的阀塞31在水压作用下打开，将浅水层的水收集取样，随着不断的下潜深入，中间的下方的采样罐2依次打开，对中层水和深层水进行分别取样。
本发明在使用时，利用安装架3将采样设备安装在采样无人机的下方，无人机带着采样设备飞行至指定水域悬停进行水质采样，在对水面蓝藻进行采样时，启动卷绕电机6带动卷绕轴7转动，卷绕轴7转动会将吊绳8缓慢放出，使得收集筒1缓慢下移，收集筒1下移会通过连接杆11带动限位环12和浮圈13一起下移，待下移至水面后，浮圈13的浮力会对收集筒1进行支撑，而限位环12缓慢侵入水面会将需要采样的蓝藻限位在内侧，避免有蓝藻随波纹漂动，使得采样数据更加精准，随后启动两个负压泵14让收集筒1和环形筒15之间的空间处于负压状态，将中间部位的蓝藻和部分河水负压吸入，吸入后会经环形筒15向外侧壁开设的收集孔将蓝藻和河水一起冲入环形筒15的内部，则蓝藻经滤板16过滤后留在环形筒15内，河水继续向下流动，较高压的水流会穿过限位套17至排水管21内，排水管21上端的孔板20一定程度上阻隔了的水流流动，在水流压力的作用下排水管21会拉伸复位弹簧19向水面伸出，同时孔板20突然减小了水流的流通路经，使得水流的水压增大，则水流会从排水管21内高压喷出，环形斜向设置的排水管21排出的高压水流会使得收集筒1的轴心部位形成一个小漩涡，从而利用水流将外围的蓝藻移动至收集筒1的附近，便于将限位环12内的蓝藻全部采样收集，这样可以将特定面积内的蓝藻全部取样完成，便于了解监测水域的蓝藻生物情况，避免出现蓝藻泛滥的情况，使得河流的水质取样更具全面性；
蓝藻取样完成后，启动卷绕电机6带动卷绕轴7反向转动，则卷绕轴7会对吊绳8进行收卷，从而将收集筒1吊起，与此同时让电动推杆22将磁珠23向下推进，使得磁珠23和磁柱24磁吸对接，调整收集筒1至初始的轴心位置，这样可以让采样罐2适配穿过环形筒15向内的侧壁，便于后续采样罐2收起时对其外侧壁进行清理，位移传感器25测算采样罐2上吊杆26的穿过长度，大致估算采样水域的水深；
在对河水进行取样时，将三个采样罐2依次下移至水中，采样罐2内为低气压状态，由于三个采样罐2内伸缩拉杆29的拉力是由上而下逐渐增大的，则在浅水层中，位于最上方的采样罐2内的伸缩拉杆29在较小水压的压动下发生拉伸，使得转接板30和阀塞31上移与底板28产生缝隙，从而让浅水层的水进入到最上方的采样罐2中，随着水流不断的进入，水流漫过直角管32的顶部进入到直角管32内，直角管32底端内的活塞板33受到水压会压缩挤压弹簧35滑动，从而将限位杆34向外推出抵在阀塞31的侧壁上，此时最上方的采样罐2内水质采样完成，采样罐2的内外压相同，则阀塞31在伸缩拉杆29的拉力作用下重新复位，阀塞31下移复位关闭时会让推出的限位杆34压入阀塞31外侧壁上限位槽内，从而实现对阀塞31的限位，随着不断的下潜深入，中间的下方的采样罐2依次打开，对中层水和深层水进行分别取样，由于取样后的采样罐2内的阀塞31受到限位杆34的限位，继续下潜增大的水压也不会打开之前关闭的阀塞31，避免不同水层的河水混合，这样可以一次性完成对不同水层的分层取样，使得监测结果更加丰富，并在限位杆34的限位作用下避免了不同水层的河水混合，提高了采样样品的可靠性。
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 (5)
1.一种河流水质监控用采样设备，包括收集筒（1）和三个采样罐（2），其特征在于，所述收集筒（1）上方设置有多个与无人机安装的安装架（3），多个所述安装架（3）底端连接有两个安装板（4），所述安装板（4）侧壁连接有两个卷绕电机（6），所述卷绕电机（6）输出端连接有卷绕轴（7），所述卷绕轴（7）外侧壁通过吊绳（8）连接有吊板（9），所述吊板（9）底端连接有顶盖（10），所述收集筒（1）外侧壁通过多个连接杆（11）连接有限位环（12），所述限位环（12）外侧壁连接有浮圈（13），所述顶盖（10）顶端连接有两个负压泵（14），所述收集筒（1）内设置有环形筒（15），所述环形筒（15）内侧壁连接有滤板（16），所述滤板（16）下方设置有多个呈环形阵列状的排水组件，两个所述安装板（4）底端均连接有定位组件，所述安装板（4）上端面连接有轴心板（5），所述轴心板（5）底端连接有吊杆（26），所述吊杆（26）底端通过盖板（27）与位于最上方的采样罐（2）顶端内侧壁连接，所述采样罐（2）底端内侧壁连接有底板（28），所述底板（28）顶端连接有两个相互对称的伸缩拉杆（29），所述伸缩拉杆（29）顶端通过转接板（30）连接有阀塞（31），所述采样罐（2）顶端连接有两个相互对称的直角管（32），所述直角管（32）底端内侧壁连接有活塞板（33），所述活塞板（33）端面连接有限位组件，三个所述采样罐（2）内的伸缩拉杆（29）拉力由上而下逐渐增大,多个所述安装架（3）的数量为四个，且呈矩形设置，四个所述安装架（3）底端分别与两个安装板（4）两端的上端面固定连接，两个所述安装板（4）上端面与轴心板（5）下端面固定连接，所述安装板（4）侧壁与卷绕电机（6）侧壁固定连接，所述卷绕电机（6）输出端与卷绕轴（7）端部固定连接，所述卷绕轴（7）外侧壁通过吊绳（8）与吊板（9）端部固定连接，所述吊板（9）底端与顶盖（10）顶端固定连接，所述顶盖（10）底端分别与收集筒（1）和环形筒（15）顶端固定连接，所述顶盖（10）顶端与负压泵（14）底端固定连接，所述收集筒（1）外侧壁通过连接杆（11）与限位环（12）内侧壁固定连接，所述限位环（12）外侧壁与浮圈（13）内侧壁固定连接，所述环形筒（15）内侧壁与滤板（16）侧壁固定连接，所述环形筒（15）向外的侧壁开设有多个收集孔，所述排水组件由限位套（17）、复位弹簧（19）和排水管（21）组成，所述环形筒（15）向内的侧壁开设有多个呈环形阵列均匀设置的排水斜孔，所述排水斜孔内侧壁与限位套（17）外侧壁固定连接，所述限位套（17）端部内侧壁通过固定环（18）与复位弹簧（19）一端固定连接，所述复位弹簧（19）另一端与排水管（21）上端固定连接，所述排水管（21）上端内侧壁固定连接有孔板（20），所述排水管（21）外侧壁与限位套（17）内侧壁滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种河流水质监控用采样设备，其特征在于，所述定位组件由电动推杆（22）和磁珠（23）组成，所述电动推杆（22）顶端与安装板（4）底端固定连接，所述电动推杆（22）输出端与磁珠（23）侧壁固定连接，所述顶盖（10）顶端固定连接有两个磁柱（24），所述磁柱（24）顶端开设有与磁珠（23）相适配的凹槽，所述顶盖（10）顶端固定连接有位移传感器（25）。
3.根据权利要求1所述的一种河流水质监控用采样设备，其特征在于，三个所述采样罐（2）呈垂直设置，且相邻两个之间通过连杆固定连接，所述采样罐（2）顶端内侧壁与盖板（27）底端外侧壁螺纹连接，所述采样罐（2）底端内侧壁与底板（28）顶端外侧壁螺纹连接，所述底板（28）顶端通过伸缩拉杆（29）与转接板（30）底端固定连接，所述转接板（30）底端与阀塞（31）顶端固定连接，所述底板（28）顶端与直角管（32）下方侧壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种河流水质监控用采样设备，其特征在于，所述限位组件由限位杆（34）和挤压弹簧（35）组成，所述直角管（32）底端内侧壁与活塞板（33）侧壁滑动连接，所述活塞板（33）端面与限位杆（34）端部固定连接，所述挤压弹簧（35）设置在限位杆（34）的外侧壁上，所述挤压弹簧（35）两端分别与活塞板（33）端面和直角管（32）底端内端面固定连接，所述阀塞（31）侧壁上开设有与限位杆（34）外端相适配的限位槽。
5.根据权利要求2提出的一种河流水质监控用采样设备的采样方法，其特征在于，采样方法包括以下步骤：
S1、蓝藻采样：收集筒（1）在卷绕电机（6）缓慢放下吊绳（8）的过程中逐渐下移，待限位环（12）和浮圈（13）下降至取样水域的水面限位后，收集筒（1）内侧和环形筒（15）外侧的空间在负压泵（14）的作用下，将中间部位的蓝藻和部分河水负压吸入，吸入后的蓝藻在滤板（16）的过滤后收集，多余的河水经环形设置的多个排水管（21）排出，会在收集筒（1）的轴心部位形成一个小漩涡，从而将外围的蓝藻移动至中间吸取；
S2、调整定位：启动卷绕电机（6）通过卷绕轴（7）和吊绳（8）将收集筒（1）吊起，并让电动推杆（22）将磁珠（23）向下推进，使得磁珠（23）和磁柱（24）磁吸对接，调整收集筒（1）至轴心位置；
S3、分层采样：利用无人机下移通过吊杆（26）将三个采样罐（2）依次移入水中，在浅水层中位于最上方的采样罐（2）内的伸缩拉杆（29）对阀塞（31）的拉力最小，使得最上方的采样罐（2）的阀塞（31）在水压作用下打开，将浅水层的水收集取样，随着不断的下潜深入，中间的下方的采样罐（2）依次打开，对中层水和深层水进行分别取样。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108398295A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-14 | 南安知风舟工业设计有限公司 | 一种给水排水设备断面水样采集器 |
| CN110441090A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 江苏江达生态科技有限公司 | 一种无人机水质采样装置及其使用方法 |
| CN111238879A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-06-05 | 唐山市润盼达科技有限公司 | 一种智慧水利河流监控控制采集器 |
| CN112924225A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 中国科学院南京地理与湖泊研究所 | 用于强扰流浅水湖泊底泥复苏蓝藻的捕集装置及捕集方法 |
| CN115078001A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-20 | 广东英诺威盛科技有限公司 | 一种富营养化水体水质采样无人机系统及其水质采样方法 |
| CN116698504A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-09-05 | 淮南师范学院 | 一种水质调查用多功能采样装置 |
| CN219694614U (zh) * | 2023-04-24 | 2023-09-15 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种无人机水样采集装置 |
| CN116773278A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-09-19 | 国家深海基地管理中心 | 一种深海水体剖面颗粒物分级过滤采样器 |
-
2024
- 2024-01-04 CN CN202410009122.0A patent/CN117517003B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108398295A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-14 | 南安知风舟工业设计有限公司 | 一种给水排水设备断面水样采集器 |
| CN110441090A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 江苏江达生态科技有限公司 | 一种无人机水质采样装置及其使用方法 |
| CN112924225A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 中国科学院南京地理与湖泊研究所 | 用于强扰流浅水湖泊底泥复苏蓝藻的捕集装置及捕集方法 |
| CN111238879A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-06-05 | 唐山市润盼达科技有限公司 | 一种智慧水利河流监控控制采集器 |
| CN115078001A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-20 | 广东英诺威盛科技有限公司 | 一种富营养化水体水质采样无人机系统及其水质采样方法 |
| CN116773278A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-09-19 | 国家深海基地管理中心 | 一种深海水体剖面颗粒物分级过滤采样器 |
| CN219694614U (zh) * | 2023-04-24 | 2023-09-15 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种无人机水样采集装置 |
| CN116698504A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-09-05 | 淮南师范学院 | 一种水质调查用多功能采样装置 |
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