CN217638188U - 一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，涉及水利采样设备技术领域。一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，包括取样球，取样球内部固定连接有分隔板，分隔板将取样球分为进水腔和浮力腔，取样球的外壁上对称设有水下压力传感器，所述取样球的底部设有进水管，进水管上依次安装有进水阀和流量计，分隔板的顶部中心位置设有出气管，出气管上安装有排气阀，分隔板顶部安装有压缩机，压缩机的出气口与出气管之间固定连接有空气流动管，取样球顶部一体成型有储样腔。本实用新型体积小巧、生产成本低，能够对任意的水面位置进行采样，无需固定位置安装，使用范围更加广泛，能够适应更加复杂的环境，且能够对指定的水层进行采样。

Description

一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置

技术领域

本实用新型涉及水利采样设备技术领域，具体为一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置。

背景技术

水利工程主要研究工程水文、水利工程测量、水利钢筋混凝土、水工建筑物、工程制图等方面的基础知识和技能，在水利工程领域进行工程规划设计、工程现场施工、工程预算、水利设备维护维修。对于水利工程中水域水体的研究，常常会使用到取样装置进行水体的取样。

水质采样设备分为在线自动采水器和水质自动采样器等，但是目前的在线自动采水器的体积较大、生产成本高，只能够对指定的位置采样，使用范围受限，且不具备对指定水层进行采样的功能，为此本实用新型提出一种新型的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，包括取样球，取样球内部固定连接有分隔板，分隔板将取样球分为进水腔和浮力腔，取样球的外壁上对称设有水下压力传感器，所述取样球的底部设有进水管，进水管上依次安装有进水阀和流量计，分隔板的顶部中心位置设有出气管，出气管上安装有排气阀，分隔板顶部安装有压缩机，压缩机的出气口与出气管之间固定连接有空气流动管，取样球顶部一体成型有储样腔，储样腔的顶部螺接有密封头，分隔板顶部依次安装有直流电源箱、单片机控制总成和取样结构，流量计、水下压力传感器、压缩机、进水阀、排气阀和取样结构均与单片机控制总成电性连接。

作为本申请中优选的技术方案，所述取样结构包括安装在分隔板顶部的抽样泵，抽样泵的出水端固定连接有输水管，输水管一端固定于储样腔中，且输水管上安装有电动蝶阀，抽样泵的进水端穿过取样球的外壁，且进水端处安装有过滤头，抽样泵和电动蝶阀均与单片机控制总成电性连接。

作为本申请中优选的技术方案，所述取样球分为上半球体和下半球体，上半球体和下半球体之间通过胶水粘接固定，分隔板设置在上半球体中。

作为本申请中优选的技术方案，所述密封头上设有外螺纹，储样腔顶部内壁上开设有与外螺纹相适配的螺纹孔。

作为本申请中优选的技术方案，所述密封头顶部一体成型有固定柱，固定柱上对称设有固定棒。

作为本申请中优选的技术方案，所述空气流动管上设有电动球阀，电动球阀与单片机控制总成电性连接。

作为本申请中优选的技术方案，所述分隔板上依次安装有北斗定位器和液位计，液位计的探测杆插入到进水腔中，北斗定位器和液位计均与单片机控制总成电性连接。

作为本申请中优选的技术方案，所述进水管的底部通过螺栓固定连接有环形板，环形板上等距设有多个过滤板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该水利工程取样装置，体积小巧、成产成本低，能够对任意的水面位置进行采样，无需固定位置安装，使用范围更加广泛，能够适应更加复杂的环境，且能够对指定的水层进行采样。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的正面剖视结构示意图；

图3为本实用新型的内部结构示意图；

图4为本实用新型的分隔板的立体结构示意图；

图5为本实用新型的出气管、排气阀和压缩机的立体结构示意图；

图6为本实用新型的进水管、进水阀和流量计的立体结构示意图；

图7为本实用新型的原理示意图。

图中：1、取样球；101、水下压力传感器；102、浮力腔；103、进水腔；104、进水管；105、储样腔；106、分隔板；107、出气管；108、排气阀；109、进水阀；110、流量计；2、密封头；201、固定柱；202、固定棒；3、抽样泵；301、输水管；302、电动蝶阀；303、过滤头；4、直流电源箱；5、单片机控制总成；6、北斗定位器；7、液位计；8、压缩机；801、空气流动管；802、电动球阀；9、环形板；901、过滤板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所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实用新型的限制。

此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

应注意的是，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或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。

如图1-图7所示，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，包括取样球1，取样球1内部固定连接有分隔板106，分隔板106将取样球1分为进水腔103和浮力腔102，取样球1分为上半球体和下半球体，上半球体和下半球体之间通过胶水粘接固定，分隔板106设置在下半球体中，浮力腔102位于上半球体中，进水腔103位于下半球体中。取样球1的外壁上对称设有水下压力传感器101，水下压力传感器101用于测量取样球1下沉时的水压压力值，水下压力传感器101实时的将压力值传输到单片机控制总成5中，帮助单片机控制总成5判断出当前所处的水深。取样球1的底部设有进水管104，进水管104上依次安装有进水阀109和流量计110，分隔板106的顶部中心位置设有出气管107，出气管107上安装有排气阀108，分隔板106顶部安装有压缩机8，压缩机8的出气口与出气管107之间固定连接有空气流动管801，取样球1顶部一体成型有储样腔105，储样腔105的顶部螺接有密封头2，分隔板106顶部依次安装有直流电源箱4、单片机控制总成5和取样结构，流量计110、水下压力传感器101、压缩机8、进水阀109、排气阀108和取样结构均与单片机控制总成5电性连接。需要说明的是，单片机控制总成5中录入有多个执行程序，用于检测不同水层，具体的，通过远程向单片机控制总成5下达执行程序，单片机控制总成5从而执行该程序，对该执行程序对应的水层进行采样。此外，直流电源箱4为单片机控制总成5、压缩机8、北斗定位器6和抽样泵3等设备进行供电。需要注意的是，压缩机8为松下6M系列微型压缩机，重量仅为800g，体积仅为可乐罐的大小，而本取样球1的体积为足球的大小，相较于传统的采样设备，本取样球1的体积更小，重量更轻，使用更加的方便。

作为一种具体的实施例，取样结构包括安装在分隔板106顶部的抽样泵3，抽样泵3的出水端固定连接有输水管301，输水管301一端固定于储样腔105中，且输水管301上安装有电动蝶阀302和流量计，此处的流量计用于检测进入到储样腔105内的水量，抽样泵3的进水端穿过取样球1的外壁，且进水端处安装有过滤头303，抽样泵3和电动蝶阀302均与单片机控制总成5电性连接。需要说明的是，当取样球1下沉到预设的深度时，此时单片机控制总成5控制抽样泵3开启和电动蝶阀302，抽样泵3将此时的水抽取到输水管301中，进而进入到储样腔105中，当取样完成后，抽样泵3和电动蝶阀302关闭。此外，抽样泵3的进水口处安装有过滤头303，过滤头303内安装有不锈钢过滤网，避免了杂质进入到抽样泵3中进而堵塞管道。

作为一种具体的实施例，密封头2上设有外螺纹，储样腔105顶部内壁上开设有与外螺纹相适配的螺纹孔。需要说明的，当密封头2螺到取样球1中后，密封头2的上表面与取样球1的表面相贴合，并形成一个完整的球体，没有凸出的部分，而密封头2顶部一体成型有固定柱201，固定柱201上对称设有固定棒202，固定柱201和固定棒202的作用是方便操作人员旋转密封头2，也方便了安装和拆卸密封头2。具体的，当需要安装密封头2时，操作人员手捏住固定柱201并将密封头2放入到储样腔105上，然后旋转固定柱201，将密封头2螺进到储样腔105中。

作为一种具体的实施例，空气流动管801上设有电动球阀802，电动球阀802与单片机控制总成5电性连接。需要说明的是，为了避免在排气时，出气管107中的气体流动到空气流动管801中，因此设置电动球阀802。

作为一种具体的实施例，分隔板106上依次安装有北斗定位器6和液位计7，液位计7的探测杆插入到进水腔103中，北斗定位器6和液位计7均与单片机控制总成5电性连接。具体的，液位计7用于测量进水腔103中的水位值，帮助单片机控制总成5判断当前的水量。而北斗定位器6能实时的记录当前所处的位置，这样便于操作人员进行回收取样球1。

作为一种具体的实施例，进水管104的底部通过螺栓固定连接有环形板9，环形板9上等距设有多个过滤板901。需要说明的是，环形板9和过滤板901的作用是为了阻止水中的杂质流动到进水管104中从而进入到进水腔103中。

如图7所示，单片机控制总成5上还集合有无线通讯模块和A/D转化模块，其将A/D转化模块是将模拟信号转换成数字信号的电路，A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，这样能够将流量计110、水下压力传感器101和液位计7的模拟信号转化成数字信号并传输到单片机控制总成5中，而无线通讯模块为zigbee无线传输模，功耗低、成本低、协议简单，网络容量大、延时短、典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。这样通过无线通讯模块可将测得的水压压力数值、位置信息、流量数值和液位数值等传输到岸上的接收模块中。

特别的，当使用本设备进行定层取样时，工作人员将多个取样球1扔到不同区域的待取样地点中，此时取样球1的浮力大于取样球1的重力，取样球1漂浮在水面上，此处需要说明的是，由于分隔板106在取样球1的下半部分，因此取样球1的重心在球体的下半部分，这样当取样球1扔到水面上后，取样球1会迅速回正，保持储样腔105在上方，进水腔103在下方的状态，而不会使得取样球1呈倒立状态。然后单片机控制总成5控制进水阀109和流量计110开启，同时控制排气阀108开启，水从进水管104进入到进水腔103中，进水腔103中的空气进入到出气管107中，从而进入到浮力腔102中，随着进来的水越来越多，使得浮力小于重力，此时取样球1缓慢下沉，这个过程中水下压力传感器101测量取样球1下沉时的水压压力值，水下压力传感器101实时的将压力值传输到单片机控制总成5中，帮助单片机控制总成5判断出当前所处的水深，当下沉到指定的水层中时，然后压缩机8开启并将压缩气体注入到空气流动管801中，从而压缩气体进入到出气管107中，通过出气管107进入到进水腔103中，从而将进水腔103中逐渐的排出，直到浮力等于重力，然后关闭压缩机8，此时的取样球1悬浮在指定的水层，然后开启抽样泵3，抽样泵3将水层的水抽取到储样腔105中进行储存，输水管301上的流量计实时的记录进入到储样腔105中的水量，同时水再通过进水管104进入到进水腔103中，进水管104上的流量计110记录当前再次进入到进水腔103中的水量，只需保持抽取到储样腔105中的水量等于进入到进水腔103中的水量，取样球1就会一直悬浮在指定的水层，待取样完成后，关闭抽样泵3，单片机控制总成5控制压缩机8再次开启，直至将进水腔103中的水全部排出，此时的浮力是大于重力，因此取样球1会逐渐的上浮到水面。然后工作人员逐个回收取样球1，并拧动密封头2，将密封头2取下来，接着将储样腔105中的样品水倒出到样品储存罐中即可。这样就能够实现对指定水层进行取样，且取样过程简单、方便，实用性高、体积小巧、成产成本低，能够对任意的水面位置进行采样，无需固定位置安装，使用范围更加广泛，能够适应更加复杂的环境。

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

Claims (8)

1.一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，包括取样球(1)，取样球(1)内部固定连接有分隔板(106)，分隔板(106)将取样球(1)分为进水腔(103)和浮力腔(102)，取样球(1)的外壁上对称设有水下压力传感器(101)，其特征在于：所述取样球(1)的底部设有进水管(104)，进水管(104)上依次安装有进水阀(109)和流量计(110)，分隔板(106)的顶部中心位置设有出气管(107)，出气管(107)上安装有排气阀(108)，分隔板(106)顶部安装有压缩机(8)，压缩机(8)的出气口与出气管(107)之间固定连接有空气流动管(801)，取样球(1)顶部一体成型有储样腔(105)，储样腔(105)的顶部螺接有密封头(2)，分隔板(106)顶部依次安装有直流电源箱(4)、单片机控制总成(5)和取样结构，流量计(110)、水下压力传感器(101)、压缩机(8)、进水阀(109)、排气阀(108)和取样结构均与单片机控制总成(5)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，其特征在于：所述取样结构包括安装在分隔板(106)顶部的抽样泵(3)，抽样泵(3)的出水端固定连接有输水管(301)，输水管(301)一端固定于储样腔(105)中，且输水管(301)上安装有电动蝶阀(302)，抽样泵(3)的进水端穿过取样球(1)的外壁，且进水端处安装有过滤头(303)，抽样泵(3)和电动蝶阀(302)均与单片机控制总成(5)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，其特征在于：所述取样球(1)分为上半球体和下半球体，上半球体和下半球体之间通过胶水粘接固定，分隔板(106)设置在上半球体中。

4.根据权利要求1所述的一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，其特征在于：所述密封头(2)上设有外螺纹，储样腔(105)顶部内壁上开设有与外螺纹相适配的螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，其特征在于：所述密封头(2)顶部一体成型有固定柱(201)，固定柱(201)上对称设有固定棒(202)。

6.根据权利要求1所述的一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，其特征在于：所述空气流动管(801)上设有电动球阀(802)，电动球阀(802)与单片机控制总成(5)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，其特征在于：所述分隔板(106)上依次安装有北斗定位器(6)和液位计(7)，液位计(7)的探测杆插入到进水腔(103)中，北斗定位器(6)和液位计(7)均与单片机控制总成(5)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种适用于塘湖湿地定时定深取样装置，其特征在于：所述进水管(104)的底部通过螺栓固定连接有环形板(9)，环形板(9)上等距设有多个过滤板(901)。

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