CN204177612U - 水体取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种取样装置。为克服目前使用的深水取样桶在使用过程中存在的技术问题，本实用新型提供水体取样装置，包括一取样杯，取样杯的底部开有圆形通孔，通孔上设有盖板，盖板与桶体底部弹性铰接，其特征在于：还包括取样杯架，在取样杯架的顶部固定牵拉绳；所述牵拉绳上设有可自由滑动的磁感应套，在牵拉绳的内部按设定距离依次固定若干霍尔传感器，各霍尔传感器分别与牵拉绳尾端的控制器电连接；在取样杯架底部设有一磁感应线圈，在所述盖板的背面设有一磁柱，当盖板翻开后，磁柱与磁感应线圈的顶端正对；所述取样杯、取样杯架的材料密度大于水密度。该水体取样装置可广泛应用于环保、防疫等部门的水样采集操作中。

Description

水体取样装置

技术领域

本实用新型涉及一种取样装置，具体是指一种水体取样装置。

背景技术

水样采集是环保、防疫等部门最常见的工作，目前的水样采集多是通过取样桶或取样杯进行。以目前使用的取样桶或取样杯在进行水样采集时，如果是采集地上水面样本时操作相对容易，可以采用手持的方式直接取样。但是在采集一些人体无法接触水面的水体样本时，如深水井的水体样本，往往需要借助牵拉绳将取样桶或取样杯放至水体中取样。根据防疫标准，对饮用井水的取样需要取出距离水面2-5米深度的水体作为样本进行化验，而采用传统的采样装置由于浮力的作用，取样桶或取样杯很难降至水面以下规定的深度，达不到深水取样的目的。申请号：201120544166.1，名称：深水取样桶，在该专利文件中公开了如下技术方案：深水取样桶，包括一桶体，桶口固定牵拉绳，其特征在于：所述桶体，其材料密度大于水密度，在桶口设有横档，桶体底部开有圆形通孔，通孔上设有盖板，盖板与桶体底部弹性铰接，在盖板上固定拉杆，拉杆向上延伸至桶口，在拉杆顶端铰接一挂钩，挂钩挂在桶口的横档上，挂钩上设有脱钩绳。该深水取样桶由于在桶体底部设有通孔，可以克服水体浮力的影响利用桶体的重量在水中下沉，当达到取样水层后封闭通孔水样即被封堵于取样桶之内。但该深水取样桶存在下列技术问题：1、桶体底部盖板的开合通过拉杆顶端的挂钩控制，而挂钩与桶口横档的离合采用脱钩绳控制，在实际操作过程中，脱钩绳随牵拉绳一起下放时很容易产生缠绕，当发生缠绕后拉动脱钩绳很容易造成脱钩失败，直接造成水样采集失败；另外在将脱钩绳随牵拉绳一起下方的过程中很容易造成脱钩绳误拉，当误拉脱钩绳后，桶体底部盖板闭合，造成桶体入水失败。2、采用该深水取样桶很难精确控制水体的取样深度，虽然可以在牵拉绳绳体上设置刻度标示，但是当进行深水井取样时，如果不能得知水面距离井口的高度则无法计算出取样桶的入水深度。

发明内容

为克服目前使用的深水取样桶在使用过程中存在的技术问题，本实用新型提供一种结构合理、自动化程度较高的水体取样装置。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案为：水体取样装置，包括一取样杯，取样杯的底部开有圆形通孔，通孔上设有盖板，盖板与桶体底部弹性铰接，其特征在于：还包括取样杯架，取样杯位于取样杯架内部，在取样杯架的顶部固定牵拉绳；所述牵拉绳上设有可自由滑动的磁感应套，磁感应套可漂浮在水面上，在牵拉绳的内部按设定距离依次固定若干霍尔传感器，各霍尔传感器分别与牵拉绳尾端的控制器电连接；在取样杯架底部设有一磁感应线圈，在所述盖板的背面设有一磁柱，当盖板翻开后，磁柱与磁感应线圈的顶端正对，所述磁感应线圈的供电导线穿过牵拉绳内部与控制器电连接；所述取样杯、取样杯架的材料密度大于水密度。

进一步的，为防止取样杯在取样杯架内发生转动，所述取样杯架内设有与取样杯接触的摩擦片。

进一步的，所述牵拉绳内部设有一柔性管，所述霍尔传感器固定在柔性管的管内壁上，所述与控制器连接的导线位于柔性管内部。

进一步的，所述磁感应套包括一筒状磁铁，筒状磁铁的外表面包覆一层发泡材料。

进一步的，所述的桶体底部通孔，在通孔的周缘设有环状凹台，凹台顶部与桶底内表面位于同一平面。

进一步的，所述的环状凹台的表面设有一层密封垫圈。

该水体取样装置采用上述结构后，在取样杯的底部设置通孔可以克服水体浮力的影响利用取样杯及取样杯架的重量在水中快速下沉，而通孔上盖板的打开、关闭通过控制器实现自动控制。由于在牵拉绳内部根据牵拉绳入水深度相应设置了霍尔传感器，当所设位置的霍尔传感器通过水面上的磁感应套后，控制器可自动关闭取样杯底部的盖板同时发出警示通知操作人员提取水样。该水体取样装置结构合理、自动化程度高，能有效解决目前进行深水取样时所存在的技术问题，可广泛应用于环保、防疫等部门的水样采集操作中。

附图说明

附图1为取样杯的结构示意图。

附图2为取样杯架的结构示意图。

附图3为附图2中A-A向的结构剖视图。

附图4为磁感应套的结构示意图。

附图5为牵拉绳的结构剖视图。

    图中，1、取样杯，1-1、通孔，1-2、盖板，1-3、磁柱，1-4、环状凹台，1-5、密封垫圈，2、取样杯架，2-1、顶圈，2-2、底圈，2-3、导柱，2-4、支撑块，2-5、架拎，2-6、磁感应线圈，2-7、芯柱，2-8、摩擦片，2-9、供电导线，3、牵拉绳，3-1、耐磨层，3-2、柔性管，4、磁感应套，4-1、筒状磁铁，4-2、发泡材料，5、控制器，6、霍尔传感器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

该水体取样装置包括取样杯1及取样杯架2。

取样杯1的结构如附图1所示，取样杯1的底部开有圆形通孔1-1，通孔上设有盖板1-2，盖板1-2与桶体底部弹性铰接，在无外力的作用下，盖板1-2被强制封盖在通孔1-1上方。如附图1所示，在盖板1-2的背面固定一磁柱1-3。

如附图1所示，为使盖板1-2能够封住通孔1-1防止水样泄露，制作时，取样杯1的底部加厚，先在杯底的内表面加工一圆形凹台，然后在圆形凹台的中心加工通孔1-1，使通孔4的周缘形成一环状凹台1-4，盖板1-2的直径略小于圆形凹台1-4的直径，盖板1-2被镶嵌在凹台1-4之内封堵于通孔1-1之上。

为进一步加强密封效果，如附图1所示，在环状凹台1-4的表面设有一层密封垫圈1-5。

取样杯1的制作材料应选用密度大于水的材料制作，最好采用非导磁材料制作，如玻璃、铝合金等。

取样杯架2的结构如附图2所示，其包括顶圈2-1及底圈2-2及连接顶圈2-1及底圈2-2的导柱2-3，在底圈2-2上设有4个向内延伸的支撑块2-4，当附图1所示的取样杯1放入取样杯架2内部后，取样杯1的杯底坐在支撑块2-4上。在本实施例中，顶圈2-1、底圈2-2、导柱2-3及支撑块2-4采用非导磁材料制作，其密度大于水密度，如铝合金或铜材，其中顶圈2-1、底圈2-2及导柱2-3为中空管状，以方便导线由管腔内穿过。

如附图2所示，取样杯架2的顶部设有架拎2-5，牵拉绳3的一端固定在架拎2-5上，牵拉绳3的另一端与控制器5连接，同时在牵拉绳3上设有一可自由滑动的磁感应套4。

如附图4所示，磁感应套4包括一筒状磁铁4-1，筒状磁铁的外表面包覆一层发泡材料4-2。利用发泡材料4-2密度低的特点可使整个磁感应套4漂浮于水面之上。

如附图3所示，在取样杯架底部的其中一个支撑块2-4的内部设有磁感应线圈2-6，磁感应线圈2-6缠绕在一芯柱2-7上，芯柱2-7及磁感应线圈2-6镶嵌在支撑块2-4内部并作封闭处理，由磁感应线圈2-6上引出两根供电导线（附图3中未示出）。

当取样杯1位于取样杯架2内部后，调整取样杯1的位置使盖板1-2翻开后其背面的磁柱1-3正对磁感应线圈2-6的顶部，当磁感应线圈2-6通电后产生磁场，该磁场将盖板1-2背面的磁柱1-3吸住确保盖板1-2处于稳定的翻开状态，当磁感应线圈2-6失电后，磁场消失，盖板1-2在弹性铰接装置的作用下自动关闭将取样杯底部的通孔封盖。

通过上述描述可知，取样杯1在取样杯架2中的位置应相对固定，为防止取样杯1在取样杯架2内发生转动，如附图2所示，在取样杯架的导柱2-3上分别设有与取样杯杯壁接触的摩擦片2-8。

如附图5所示，牵拉绳3的内部设有一柔性管3-2，柔性管3-2采用防水性能好的塑料软管制作，在柔性管3-2的外壁上包覆一层耐磨层3-1，耐磨层3-1采用高强度聚乙烯丝编织而成，耐磨层3-1与柔性管3-2之间通过粘接剂粘结成为一体。在柔性管3-2内的管壁上按照设定距离依次固定霍尔传感器6。如自牵拉绳3与架拎2-5连接端始每隔1米布置一个霍尔传感器6，在本实施例中设置8个霍尔传感器，牵拉绳3的长度至少为8米，各霍尔传感器6的信号线6-1由牵拉绳3的尾端伸出与控制器5连接。同时如附图5所示，前述的磁感应线圈2-6上引出两根供电导线2-9穿过取样杯架2后也进入牵拉绳3内部送至控制器5。牵拉绳3的起始端应采取封闭措施防止水进入柔性管3-2内部。

该水体取样装置的取样过程为：按照附图2所示，将取样杯架2、牵拉绳3、控制器5连接后，将取样杯1放入到取样杯架2内部，控制器5控制磁感应线圈2-6得电，磁感应线圈2-6产生磁场，由取样杯底部将盖板1-2翻起，旋转取样杯，使盖板1-2背面的磁柱1-3对准磁感应线圈2-6顶端并被磁感应线圈2-6吸住，盖板1-2处于稳定的翻起状态，通孔1-1打开。在控制器5上设定水样采集深度，例如取水面之下5米深度的水样，手持牵拉绳3将取样杯1及取样杯架2放下，此时磁感应套4位于牵拉绳3的底部，当取样杯架2及取样杯1接触水面后，由于通孔1-1打开，取样杯1及取样杯架2利用自身重量可顺利进入水面以下，当磁感应套4接触水面后，磁感应套4漂浮在水面之上，此时牵拉绳3随取样杯及取样杯架2继续下行，当牵拉绳3内的霍尔传感器6经过磁感应套4时，霍尔传感器6向控制器5发出信号，控制器5计算出经过磁感应套4的霍尔传感器6的个数从而计算出取样杯距离水面的距离，当取样杯到达水面下方5米深度时，即第5个霍尔传感器经过磁感应套4时，控制器5发出警报提醒操作者取样到达规定位置停止下放，同时控制器5控制磁感应线圈2-6失电，磁场消失，取样杯1底部的盖板1-2在弹性铰接件的作用下快速翻转将通孔1-1封盖，水样被封堵至取样杯1内部，此时操作者提出该水体取样装置即可获得规定的水样本。

在本实施例中，控制器5优选采用单片机控制系统，单片机优选80C31系列单片机，由于该系列单片机具有P0-P4共32个I/O接口，各霍尔传感器的信号及磁感应线圈的供电信号可方便地与单片机进行连接。由于80C31系列单片机公开的资料较多，在许多大学教程中即有该单片机的介绍，对该系列单片机控制的具体线路连接及编程操作公开的较为充分，本实施例水体取样装置中控制箱的具体线路及编程操作参照已有公开材料很容易得以实现，在此不再赘述。

Claims (6)

1.水体取样装置，包括一取样杯，取样杯的底部开有圆形通孔，通孔上设有盖板，盖板与桶体底部弹性铰接，其特征在于：还包括取样杯架，取样杯位于取样杯架内部，在取样杯架的顶部固定牵拉绳；所述牵拉绳上设有可自由滑动的磁感应套，磁感应套可漂浮在水面上，在牵拉绳的内部按设定距离依次固定若干霍尔传感器，各霍尔传感器分别与牵拉绳尾端的控制器电连接；在取样杯架底部设有一磁感应线圈，在所述盖板的背面设有一磁柱，当盖板翻开后，磁柱与磁感应线圈的顶端正对，所述磁感应线圈的供电导线穿过牵拉绳内部与控制器电连接；所述取样杯、取样杯架的材料密度大于水密度。

2.根据权利要求1所述的水体取样装置，其特征在于：所述取样杯架内设有与取样杯接触的摩擦片。

3.根据权利要求1所述的水体取样装置，其特征在于：所述牵拉绳内部设有一柔性管，所述霍尔传感器固定在柔性管的管内壁上，所述与控制器连接的导线位于柔性管内部。

4.根据权利要求1所述的水体取样装置，其特征在于：所述磁感应套包括一筒状磁铁，筒状磁铁的外表面包覆一层发泡材料。

5.根据权利要求1所述的水体取样装置，其特征在于：所述的桶体底部通孔，在通孔的周缘设有环状凹台，凹台顶部与桶底内表面位于同一平面。

6.根据权利要求5所述的水体取样装置，其特征在于：所述的环状凹台的表面设有一层密封垫圈。