IT9022546A1

IT9022546A1 - AUTOMATIC UNDERWATER SAMPLER

Info

Publication number: IT9022546A1
Application number: IT022546A
Authority: IT
Inventors: Roberto Bertoni
Original assignee: Consiglio Nazionale Ricerche
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-06-27
Also published as: IT9022546A0; IT1246739B

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

dell'invenzione industriale dal titolo: of the industrial invention entitled:

"Campionatore automatico subacqueo", "Underwater automatic sampler",

La presente invenzione riguarda un campionatore automatico subacqueo. The present invention relates to an underwater automatic sampler.

E' noto l'interesse, per esempio in ecologia acquatica, di poter studiare molti parametri chimici e/o biologici, variabili in funzione di importanti attività metaboliche quali la produzione primaria e l'attività eterotrofica microbica accoppiata, che fluttuano con un periodo di ventiquattro ore, cioè con la sequenza luce-buio, modificandosi in tempi brevi (ore) in funzione della radiazione solare. It is known the interest, for example in aquatic ecology, of being able to study many chemical and / or biological parameters, variable as a function of important metabolic activities such as primary production and coupled heterotrophic microbial activity, which fluctuate with a period of twenty-four hours, that is with the light-dark sequence, changing in short times (hours) as a function of solar radiation.

La misura di tali variazioni, anche a breve termine, indotte in corpi d'acqua naturali o in bacini di raccolta artificiali dalle attività antropiche o naturali è realizzata disponendo di campioni prelevati in sequenza temporale con una frequenza tale da essere rappresentativa della velocità con la quale si modifica il parametro che interessa. The measurement of these variations, even in the short term, induced in natural water bodies or in artificial catchment basins by anthropogenic or natural activities is carried out by having samples taken in time sequence with a frequency such as to be representative of the speed with which you change the parameter of interest.

E' però difficile, perchè può essere rischioso e perchè implica uno sforzo di campionamento spesso non sopportabile, campionare un corpo d'acqua nello stesso punto, ed effettuare più campionamenti a profondità differenti, ripetendoli ogni poche ore ed anche di notte. However, it is difficult, because it can be risky and because it involves an often unbearable sampling effort, to sample a body of water in the same point, and to carry out several samplings at different depths, repeating them every few hours and even at night.

In taluni casi è poi significativo avere a disposizione campioni medi, integrati nel tempo. In some cases it is also significant to have average samples available, integrated over time.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un campionatore automatico in grado di funzionare immerso nel liquido da campionare, nonché di effettuare automaticamente i prelievi secondo una sequenza temporale, anche irregolare, e per una durata prestabilita. The object of the present invention is that of realizing an automatic sampler capable of operating immersed in the liquid to be sampled, as well as automatically carrying out the withdrawals according to a temporal sequence, even irregular, and for a predetermined duration.

In accordo con l'invenzione tale scopo è raggiunto attraverso un campionatore automatico subacqueo, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di contenitori muniti di rispettivi mezzi di prelievo, un cestello di supporto di detti contenitori munito di mezzi per la sua immissione ed estrazione dall'acqua e una scatola a tenuta stagna fissata a detto cestello e contenente al suo interno una unità elettronica programmabile addetta al comando di detti mezzi di prelievo. In accordance with the invention, this object is achieved by means of an underwater automatic sampler, characterized by the fact that it comprises a plurality of containers equipped with respective withdrawal means, a support basket for said containers equipped with means for its introduction and removal from the water and a watertight box fixed to said basket and containing inside it a programmable electronic unit responsible for controlling said withdrawal means.

In particolare detti contenitori sono bottiglie in vetro e detti mezzi di prelievo sono rispettive coppie di elettrovalvole che in posizione di apertura consentono l'ingresso del campione di acqua e la fuoriuscita dell'aria contenuta in dette bottiglie. In particular, said containers are glass bottles and said withdrawal means are respective pairs of solenoid valves which in the open position allow the water sample to enter and the air contained in said bottles to escape.

In alternativa detti contenitori sono sacchetti in polietilene e detti mezzi di prelievo sono pompe di immissione del campione di acqua, la cui portata è regolata attraverso un oscillatore collegato a detta unità elettronica programmabile. Alternatively, said containers are polyethylene bags and said withdrawal means are pumps for introducing the water sample, the flow rate of which is regulated by means of an oscillator connected to said programmable electronic unit.

Secondo una possibile forma di realizzazione del campionatore in accordo con l'invenzione detta unità elettronica programmabile comprende una coppia di temporizzatori, ciascuno dei quali è atto a generare comandi di azionamento dei mezzi di prelievo, un contatore posto a valle di detti temporizzatori e incrementato in corrispondenza di ogni sequenza di comandi di azionamento dei mezzi di prelievo ed un decodificatore posto in successione a detto contatore e atto a trasmettere in sequenza detti comandi di azionamento ai mezzi di prelievo. According to a possible embodiment of the sampler in accordance with the invention, said programmable electronic unit comprises a pair of timers, each of which is able to generate commands to actuate the sampling means, a counter placed downstream of said timers and incremented in correspondence to each sequence of commands for actuating the withdrawal means and a decoder placed in succession to said counter and adapted to transmit in sequence said actuation commands to the withdrawal means.

Inoltre al suddetto campionatore sono collegabili altri campionatori privi di unità elettronica propria per il comando dei rispettivi mezzi di prelievo, comandati via cavo elettrico di collegamento dall'unità elettronica programmabile del campionatore principale. Furthermore, other samplers without their own electronic unit can be connected to the aforesaid sampler for controlling the respective sampling means, controlled via an electric connection cable from the programmable electronic unit of the main sampler.

Attraverso il campionatore secondo l'invenzione è possibile effettuare prelievi secondo una sequenza temporale prestabilita. Through the sampler according to the invention it is possible to carry out samples according to a predetermined temporal sequence.

E' ad esempio possibile effettuare contemporaneamente prelievi a diverse profondità, come pure effettuare prelievi integrati nel tempo. For example, it is possible to carry out sampling at different depths at the same time, as well as to carry out sampling integrated over time.

Nei vari contenitori è poi possibile aggiungere un fissativo scelto opportunamente in funzione delle analisi alle quali sarà sottoposto in seguito il campione, atto a conservare sostanze ed organismi che potrebbero modificarsi nel tempo. In the various containers it is then possible to add a fixative suitably chosen according to the analyzes to which the sample will subsequently be subjected, designed to preserve substances and organisms that could change over time.

Le caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione pratica, illustrate a titolo di esempio non limitativo nei seguenti disegni, in cui: The characteristics of the present invention will be made more evident by the following detailed description of its practical embodiments, illustrated by way of non-limiting example in the following drawings, in which:

la figura 1 è una vista di insieme del campionatore subacqueo secondo la presente invenzione in una prima versione con contenitori a bottiglia; Figure 1 is an overall view of the underwater sampler according to the present invention in a first version with bottle containers;

la figura 2 è una sezione radiale della figura 1; Figure 2 is a radial section of Figure 1;

la.figura 3 è una sezione radiale di un campionatore subacqueo in una seconda forma di realizzazione con contenitori a sacchetto; figure 3 is a radial section of an underwater sampler in a second embodiment with bag containers;

le figure 4, 5 illustrano rispettive unità elettroniche programmabili per i campionatori subacquei secondo la prima e seconda versione. Figures 4, 5 illustrate respective programmable electronic units for the underwater samplers according to the first and second versions.

Con riferimento alla figura 1, secondo una prima forma di realizzazione, il campionatore automatico subacqueo comprende una pluralità di bottiglie di vetro 1 disposte circonferenzialmente in un cestello di supporto 2 munito di piastra forata di posizionamento laterale 19. Il cestello 2 contiene al suo interno una scatola stagna cilindrica 3 chiusa superiormente attraverso una vite di fissaggio 6 da un coperchio circolare 4 provvisto di fori circolari 5 circonferenzialmente distanziati per l'inserimento dei colli delle bottiglie 1. Ciascuna bottiglia 1 è chiusa superiormente da un tappo 7 munito di bocchetta di ingresso 8 per l'ingresso del campione di acqua e di bocchetta di uscita 9 per l'uscita dell’aria. Le bocchette di ingresso 8 e di uscita 9 sono collegate attraverso tubi di raccordo di gomma siliconica IO, 11 a rispettive elettrovalvole 12, 13 di ingresso dell'acqua di campionamento e di uscita dell'aria contenuta nella bottiglia 1. Nel coperchio circolare 4 è inoltre ricavato un passaggio 14 per un cavo di collegamento tra le elettrovalvole 12, 13 e un circuito elettronico di controllo 15 con relativa batteria di alimentazione 18, posto all'interno della scatola a tenuta stagna 3. With reference to Figure 1, according to a first embodiment, the underwater automatic sampler comprises a plurality of glass bottles 1 arranged circumferentially in a support basket 2 equipped with a perforated lateral positioning plate 19. The basket 2 contains a cylindrical watertight box 3 closed at the top through a fixing screw 6 by a circular lid 4 provided with circular holes 5 circumferentially spaced for the insertion of the necks of the bottles 1. Each bottle 1 is closed at the top by a cap 7 equipped with an inlet opening 8 for the inlet of the water sample and outlet nozzle 9 for the outlet of the air. The inlet 8 and outlet 9 openings are connected through silicone rubber connection pipes 10, 11 to respective solenoid valves 12, 13 for the inlet of the sampling water and the outlet of the air contained in the bottle 1. In the circular lid 4 is a passage 14 for a connection cable between the solenoid valves 12, 13 and an electronic control circuit 15 with relative power supply battery 18, placed inside the watertight box 3, is also obtained.

Come illustrato in figura 4, il circuito elettronico 15 si compone di una coppia di temporizzatori 16, 17, ciascuno dei quali è atto a generare fino a sei comandi di apertura/chiusura delle elettrovalvole 12, 13, un contatore 18 posto a valle di detti temporizzatori e incrementato in corrispondenza di ogni sequenza di comandi di apertura/chiusura, e un decodificatore 19 posto in successione a detto contatore 18 e atto a trasmettere in sequenza i comandi di apertura/chiusura alle elettrovalvole di ingresso acqua e di uscita aria 12, 13. As shown in Figure 4, the electronic circuit 15 is made up of a pair of timers 16, 17, each of which is able to generate up to six opening / closing commands of the solenoid valves 12, 13, a counter 18 placed downstream of said timers and incremented in correspondence with each sequence of opening / closing commands, and a decoder 19 placed in succession to said counter 18 and able to transmit in sequence the opening / closing commands to the water inlet and air outlet solenoid valves 12, 13 .

Come illustrato in figura 3, una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione prevede che in luogo delle bottiglie 1 vengano utilizzati sacchetti in materiale plastico 21 fissati attraverso occhielli 22 a un coperchio circolare 25, che è simile al coperchio circolare 4 ad eccezione del fatto che in luogo dei fori circolari 5 esso presenta piccoli passaggi 26. As shown in Figure 3, an alternative embodiment of the present invention provides that plastic bags 21 are used instead of bottles 1 fixed through eyelets 22 to a circular lid 25, which is similar to the circular lid 4 except that instead of the circular holes 5 it has small passages 26.

Attraverso questi ultimi passano tubi di raccordo 27 a rispettive pompe 23 per l'ingresso dell'acqua. Connecting pipes 27 pass through these latter to respective pumps 23 for the inlet of water.

L'utilizzo dei sacchetti 21 in luogo delle bottiglie 1 consente infatti di fare a meno dell'elettrovalvola di aspirazione dell'aria 13 e di utilizzare in luogo dell'elettrovalvola di immissione dell'acqua 12 una pompa a portata variabile 23. The use of the bags 21 instead of the bottles 1 makes it possible to do without the air intake solenoid valve 13 and to use a variable flow pump 23 instead of the water inlet solenoid valve 12.

Come illustrato in figura 5 la variazione della portata delle pompe 23 è ottenuta inserendo nel circuito elettronico di controllo 15 un oscillatore 24 collegato alle pompe 23. As shown in Figure 5, the variation in the flow rate of the pumps 23 is obtained by inserting an oscillator 24 connected to the pumps 23 in the electronic control circuit 15.

Ai coperchi 4, 25 delle due forme di realizzazione descritte è attaccato un anello 28 per l'aggancio a una fune 29 atta a consentire l'immissione del cestello 2 nell'acqua di prelievo e la sua estrazione da essa. Attached to the lids 4, 25 of the two embodiments described is a ring 28 for attachment to a rope 29 suitable for allowing the basket 2 to be introduced into and extracted water from it.

L'utilizzo del campionatore secondo l'invenzione è semplice. Il suo posizionamento è realizzato regolando la lunghezza della fune 29. The use of the sampler according to the invention is simple. Its positioning is achieved by adjusting the length of the rope 29.

La programmazione dell'unità elettronica 15 è effettuabile, nel caso della prima forma di realizzazione, impostando i tempi di apertura/ chiusura delle elettrovalvole 12, 13 sui due temporizzatori 16, 17, nel caso della seconda forma di realizzazione, impostando sui temporizzatori 16, 17 gli istanti di attivazione delle pompe 23, la cui portata viene regolata attraverso l'oscillatore 24. The programming of the electronic unit 15 can be carried out, in the case of the first embodiment, by setting the opening / closing times of the solenoid valves 12, 13 on the two timers 16, 17, in the case of the second embodiment, by setting on the timers 16, 17 the instants of activation of the pumps 23, whose flow rate is regulated by the oscillator 24.

E1 a questo punto da notare che nella sua versione più completa, non mostrata. l'unità elettronica di programmazione 15 del campionatore principale delle figure 1, 2, 4 o 3, 5 è in grado di gestire in parallelo altri campionatori privi di unità elettronica propria, ma collegati elettricamente a quella del campionatore principale, come pure meccanicamente al cestello 2, permettendo in tal modo di effettuare prelievi contemporanei a differenti profondità. At this point it should be noted that in its most complete version, not shown. the electronic programming unit 15 of the main sampler of Figures 1, 2, 4 or 3, 5 is able to manage in parallel other samplers without their own electronic unit, but electrically connected to that of the main sampler, as well as mechanically to the basket 2, thus allowing simultaneous sampling at different depths.

Claims

CLAIMS 1. Underwater automatic sampler, characterized in that it comprises a plurality of containers (1; 21) equipped with respective withdrawal means (12, 13; 23), a support basket (2) for said containers (1; 21) equipped of means (28, 29) for its introduction and extraction from the water and a watertight box (3) fixed to said basket (2) and containing inside it a programmable electronic unit (15) responsible for controlling said means withdrawal (12, 13; 23).

2. Sampler according to claim 1, characterized in that said containers (1) are glass bottles and said sampling means (12, 13) are respective pairs of solenoid valves which in the open position allow the entry of the water sample and the escape of the air contained in said bottles.

3. Sampler according to claim 1, characterized by the fact that said containers (21) are plastic bags and said sampling means (23) are pumps for introducing the water sample, whose flow rate is regulated by an oscillator (24) connected to said programmable electronic unit (15).

4. Sampler according to claim 1, characterized in that said programmable electronic unit (15) comprises a pair of timers (16, 17), each of which is able to generate commands for activating the sampling means (12, 13; 23) ), a counter (18) placed downstream of said timers (16, 17) and incremented in correspondence with each sequence of commands for activating the withdrawal means and a decoder (19) placed in succession to said counter (18) and acted to transmit in sequence said actuation commands to the withdrawal means (12, 13; 23).

5. Sampler according to claim 1, characterized in that it comprises auxiliary samplers without their own electronic unit for controlling the respective sampling means 12, 13; 23) mechanically and electrically connected to the main sampler.