CN220120463U - 一种水体多功能采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水体多功能采样器，涉及环境保护技术领域，包括：伸缩式进水管，其由上至下包括一个固定段、以及一个或多个伸缩段，所述伸缩式进水管的密度大于水的密度；浮力件，其与所述伸缩式进水管上端连接；蠕动泵；过滤装置，其包括：进水口，其与所述蠕动泵连通；出水口；第一滤网，其可拆卸设置在所述过滤装置内部，且位于进水口与出水口之间；所述伸缩式进水管、蠕动泵和过滤装置通过水管依次连通。本实用新型提供的装置，可以实现定点采样，减少对水体扰动，而且对水体中浮游生物或微塑料样品进行自动化采集和过滤，采样效率高。

Description

一种水体多功能采样器

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种水体多功能采样器。

背景技术

从现有的研究情况来看，科研人员采集水体中的微塑料主要通过两种方式，一种方法是通过Manta拖网来实现，该拖网需要挂在采样船上，通过采样船助力采样。此方法有明显的弊端，一是不能定点采样，环境调查通常取要定点采样，该方法往往需要采样船行驶一段时间后才能捕集到样品，可能会移动距离过大造成点位偏移；二是不适用于水草茂盛的水体，容易对拖网造成损坏。第二种方法是用线缆将采样容器下放到水下，先采集水样到容器中，再将容器运回岸边或实验室，对水样进行过滤后获得样品。该方法虽能达到定点和定量采样的目的，但工作量较大，采样效率低，另外采样容器较大，投放时会扰动采样点的水体，影响采样效果。

在水污染防治工作取得显著成效的同时，越来越多的研究人员关注到水生态系统失衡问题依然存在。水生生物是水生态系统的主体，健康完整的水生态系统是生物与维护其生存的各环境要素达到和谐共生、稳定发展的状态。现有的水体中浮游生物采集方法主要是采用浮游生物采集网，于水面以下作“∞”字型拖拽5~10min后收集。该方法具有采样耗时长、效率低下、扰动水体后样品不均匀等弊端。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种水体多功能采样器，可以实现定点采样，减少对水体扰动，而且对水体中浮游生物或微塑料样品进行自动化采集和过滤，采样效率高。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种水体多功能采样器，包括：

伸缩式进水管，其由上至下包括一个固定段、以及一个或多个伸缩段，所述伸缩式进水管的密度大于水的密度；

浮力件，其与所述伸缩式进水管上端连接；

蠕动泵；

过滤装置，其包括：

进水口，其与所述蠕动泵连通；

出水口；

第一滤网，其可拆卸设置在所述过滤装置内部，且位于进水口与出水口之间；

所述伸缩式进水管、蠕动泵和过滤装置通过水管依次连通。

进一步地，所述浮力件通过十字万向节与伸缩式进水管连接，所述十字万向节包括：

第一转轴，其对称设置在所述伸缩式进水管固定段两侧；

套架，其设置在所述伸缩式进水管外部，所述伸缩式进水管通过第一转轴与套架铰接；

第二转轴，其对称设置在所述套架外侧且与第一转轴垂直，所述套架通过第二转轴与浮力件铰接。

进一步地，所述伸缩式进水管下侧设置有配重。

进一步地，还包括流量计，其设置在所述蠕动泵和过滤装置之间的水管上。

进一步地，所述伸缩式进水管下端呈横截面上小下大的空心的圆锥台状结构。

进一步地，所述伸缩式进水管的圆锥台状结构内侧设置有第二滤网，所述第二滤网的孔径大于第一滤网的孔径。

进一步地，所述进水口设置于所述过滤装置上端，所述出水口设置于所述过滤装置下端且位于所述进水口的相对侧，所述第一滤网倾斜设置且靠近所述进水口一侧高于靠近所述出水口一侧。

进一步地，还包括滤膜，其设置在所述第一滤网上。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型提供的装置，伸缩式进水管可以满足不同采样深度的要求，相对于采样容器，伸缩式进水管投放时，对水体的扰动较小。将浮力件与伸缩式进水管上端连接，一方面利用自身的浮力让伸缩式进水管上端浮于水面，下端伸入水中，实现水中定点采样；同时浮力件和船体分离，可以减少船体晃动对伸缩式进水管的影响，从而减少对伸缩式进水管下端的采样点的水体扰动，提高采样效果。所述伸缩式进水管、蠕动泵和过滤装置通过水管依次连通，启动蠕动泵时，采集的水样直接进行过滤，无需将水样取出后再进行过滤，提高了工作效率。该装置可对水体或水体中的浮游生物和微塑料样品进行采样。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例一种水体多功能采样器第一结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例一种水体多功能采样器第二结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例伸缩式进水管和浮力件连接第一结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例伸缩式进水管和浮力件连接第二结构示意图。

1、伸缩式进水管；11、配重；12、第二滤网； 2、浮力件；21、十字万向节；211、第一转轴；212、套架；213、第二转轴； 3、蠕动泵； 4、过滤装置；41进水口、42、出水口；43、第一滤网；44、滤膜；5、流量计；6、船体；61、支架；62、缆绳；7、水样瓶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本实用新型提供一种水体多功能采样器，包括：

伸缩式进水管1，其由上至下包括一个固定段、以及一个或多个伸缩段，利用最下端的伸缩段的进水口对水体采样，相对于采样容器，伸缩式进水管1投放时，对采样点水体的扰动较小，本实施例设有两个伸缩段，根据要采样的深度，调整每个伸缩段的伸出长度。所述伸缩式进水管1的密度大于水的密度。

浮力件2，其与所述伸缩式进水管1上端连接，浮力件2投入水中时，利用自身的浮力让伸缩式进水管1上端浮于水面，下端伸入水中，实现水中定点采样。伸缩式进水管1直接安装在船体6时，船体6晃动会带动伸缩式进水管1晃动，而且伸缩式进水管1下端的晃动幅度会更大，这样会对伸缩式进水管1下端的采样点的水体产生较大的扰动，影响采样效果。浮力件2和船体6分离，可以减少船体6晃动对伸缩式进水管1的影响，从而减少对伸缩式进水管1下端的采样点的水体扰动，提高采样效果。实际应用中，可以用缆绳62，牵拉住浮力件2，便于采样后回收浮力件2。

蠕动泵3，蠕动泵3工作时，水体只接触泵管，不接触泵体，避免对采样的水体产生干扰，影响采样效果。

过滤装置4，其包括：

进水口41，其与所述蠕动泵3连通；

出水口42；

第一滤网43，其可拆卸设置在所述过滤装置4内部，且位于进水口41与出水口42之间，第一滤网43设有5mm~10μm的孔径，可根据需要选择使用，采用的水体从所述进水口41输入，流经第一滤网43时，水体中的微塑料被截留在第一滤网43上。

所述伸缩式进水管1、蠕动泵3和过滤装置4通过水管依次连通，伸缩式进水管1如果离船体6投放较远时，可以用支架61对伸缩式进水管1和蠕动泵3之间的水管支撑。

本实用新型装置工作方法如下：

使用前将伸缩式进水管1、蠕动泵3和过滤装置4通过水管依次连接，将蠕动泵3和过滤装置4固定在船体6上。到达采样点，船体6稳定后，根据所采集样品深度，调节伸缩式进水管1长度，根据所采集样品微塑料粒径大小，选用合适孔径的第一滤网43，将伸缩式进水管1上端与浮力件2连接后，将伸缩式进水管1和浮力件2一起投放水中。启动蠕动泵3，水体通过伸缩式进水管1、蠕动泵3到达过滤装置4，通过第一滤网43过滤后排出水样。采样结束后，打开过滤装置4，卸下第一滤网43，用纯水将所得样品微塑料冲入水样瓶7中，过滤后的水体经出水口42排出。如果浮力件2提供的浮力够大，能够承载蠕动泵3和过滤装置4，也可以将蠕动泵3和过滤装置4安装在浮力件2上，船体6停在浮力件2附近，远程控制启动蠕动泵工作；或将蠕动泵3安装在浮力件2上、过滤装置4安装在船体6上。

本装置还可用于对水中的浮游动物进行采集，方法同上。采集浮游生物时，第一滤网43孔径的大小随采集对象而定，采集大型浮游动物时，用大号孔径，采集小型浮游藻类时，用小号孔径。

也可直接进行水样的定量采集，调节伸缩式进水管1至采样深度后，直接采集相应点位水体，用水样瓶7从出水口42采集水样，如图2所示。

综上所述，本实用新型提供的装置，伸缩式进水管1可以满足不同采样深度的要求，相对于采样容器，伸缩式进水管1投放时，对水体的扰动较小。将浮力件2与伸缩式进水管1上端连接，一方面利用自身的浮力让伸缩式进水管1上端浮于水面，下端伸入水中，实现水中定点采样；同时浮力件2和船体6分离，可以减少船体6晃动对伸缩式进水管1的影响，从而减少对伸缩式进水管1下端的采样点的水体扰动，提高采样效果。所述伸缩式进水管1、蠕动泵3和过滤装置4通过水管依次连通，启动蠕动泵3时，采集的水样直接进行过滤，无需将水样取出后再进行过滤，提高了工作效率。该装置可对水体或水体中的浮游生物和微塑料样品进行采样。

本实施例，如图3和图4所示，所述浮力件2通过十字万向节21与伸缩式进水管1连接，所述十字万向节21包括：

第一转轴211，其对称设置在所述伸缩式进水管1固定段两侧；

套架212，其设置在所述伸缩式进水管1外部，所述伸缩式进水管1通过第一转轴211与套架212铰接；

第二转轴213，其对称设置在所述套架212外侧且与第一转轴211垂直，所述套架212通过第二转轴213与浮力件2铰接。这种十字万向节连接方式，可以减少水面波浪对伸缩式进水管1下端的采样点的水体扰动，提高采样效果。

作为优选方案，所述伸缩式进水管1下侧设置有配重11，让伸缩式进水管1下端稳定，进一步减少水面波浪对伸缩式进水管1下端的采样点的水体扰动，提高采样效果。

作为优选方案，还包括流量计5，其设置在所述蠕动泵3和过滤装置4之间的水管上。能够辅助计量被采样水体的体积，便于对采样结果进行分析。

作为优选方案，所述伸缩式进水管1下端呈横截面上小下大的空心的圆锥台状结构，一方面可以扩大采样点采样范围，同时由于采集过程中过流断面面积逐渐减小，水样的流速得到提高，利于将水样提升至水面之上。

作为优选方案，所述伸缩式进水管1的圆锥台状结构内侧设置有第二滤网12，所述第二滤网12的孔径大于第一滤网43的孔径，用于过滤水体中大颗粒物（例如砂石、小动物等），避免大颗粒物堵塞水管及影响采样结果。

作为优选方案，所述进水口41设置于所述过滤装置4上端，所述出水口42设置在所述过滤装置4下端且位于所述进水口41的相对侧，所述第一滤网42倾斜设置且靠近所述进水口41一侧高于靠近所述出水口42一侧。这样，蠕动泵3采集的水样经进水口41进入过滤装置4，会自动沿第一滤网42往下流动并过滤，避免第一滤网42截留的样品影响过滤，也扩大了第一滤网42的过滤面积，过滤装置4底部倾斜设置，便于过滤后的水样排出。

作为优选方案，还包括滤膜44，其设置在所述第一滤网43上。在直接进行水样的定量采集时，有时要求先对水样进行精细过滤，如测定水中的可溶性元素，水样须经0.45μm滤膜过滤，可将孔径为0.45μm的滤膜44设置在所述第一滤网43上，水样经滤膜44过滤后再采集，采样人员根据要分析水样中污染物的不同，选择不同孔径的滤膜；另外在测定水样中总悬浮固体时，也可使用滤膜，样品为截留在滤膜44上并烘干至恒重的固体物质。

虽然，上文中已经用具体实施方式，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种水体多功能采样器，其特征在于，包括：

伸缩式进水管（1），其由上至下包括一个固定段、以及一个或多个伸缩段，所述伸缩式进水管（1）的密度大于水的密度；

浮力件（2），其与所述伸缩式进水管（1）上端连接；

蠕动泵（3）；

过滤装置（4），其包括：

进水口（41），其与所述蠕动泵（3）连通；

出水口（42）；

第一滤网（43），其可拆卸设置在所述过滤装置（4）内部，且位于进水口（41）与出水口（42）之间；

所述伸缩式进水管（1）、蠕动泵（3）和过滤装置（4）通过水管依次连通。

2.根据权利要求1所述的水体多功能采样器，其特征在于，所述浮力件（2）通过十字万向节（21）与伸缩式进水管（1）连接，所述十字万向节（21）包括：

第一转轴（211），其对称设置在所述伸缩式进水管（1）固定段两侧；

套架（212），其设置在所述伸缩式进水管（1）外部，所述伸缩式进水管（1）通过第一转轴（211）与套架（212）铰接；

第二转轴（213），其对称设置在所述套架（212）外侧且与第一转轴（211）垂直，所述套架（212）通过第二转轴（213）与浮力件（2）铰接。

3.根据权利要求2所述的水体多功能采样器，其特征在于，所述伸缩式进水管（1）下侧设置有配重（11）。

4.根据权利要求1所述的水体多功能采样器，其特征在于，还包括流量计（5），其设置在所述蠕动泵（3）和过滤装置（4）之间的水管上。

5.根据权利要求1所述的水体多功能采样器，其特征在于，所述伸缩式进水管（1）下端呈横截面上小下大的空心的圆锥台状结构。

6.根据权利要求5所述的水体多功能采样器，其特征在于，所述伸缩式进水管（1）的圆锥台状结构内侧设置有第二滤网（12），所述第二滤网（12）的孔径大于第一滤网（43）的孔径。

7.根据权利要求1所述的水体多功能采样器，其特征在于，所述进水口（41）设置于所述过滤装置（4）上端，所述出水口（42）设置于所述过滤装置（4）下端且位于所述进水口（41）的相对侧，所述第一滤网（43）倾斜设置且靠近所述进水口（41）一侧高于靠近所述出水口（42）一侧。

8.根据权利要求1所述的水体多功能采样器，其特征在于，还包括滤膜（44），其设置在所述第一滤网（43）上。