專利名稱：湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水利工程技術(shù)領(lǐng)域的淺水湖泊水樣采集裝置，具體是是一種采集湖泊底部香灰土及水體中懸浮物水樣的裝置。
背景技術(shù)：
香灰土存在于在江河湖泊底部，如西湖，太湖，陽澄湖，主要是民間以其形態(tài)酷似香灰而命名，其主要特征是顆粒粒徑很小，極易懸揚(yáng)在水中，阻擋光線，影響微生物、細(xì)菌的生物化學(xué)作用。此外，一些有毒污染物，營(yíng)養(yǎng)物極易吸附在細(xì)顆粒泥沙上，隨著顆粒運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散，嚴(yán)重影響水體的水質(zhì)。目前，國內(nèi)外所生產(chǎn)的水體采樣器所采集的水樣一般為50厘米厚度的混合樣，在研究淺水湖泊生物、物理、化學(xué)參數(shù)的垂直特征時(shí)，難以達(dá)到研究要求的精度。此外，對(duì)于湖泊的研究，一般需要在不同水層在同一時(shí)刻同步采集水樣。在海洋水體的研究中，現(xiàn)有的一些商用的分層水樣采樣器，雖然可以采集不同水層的水樣，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，操作困難，同時(shí)需要專用的船只和相關(guān)設(shè)備，無法用于淺水湖泊的研究。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)中國專利公開號(hào)101221099，
公開日2008. 7. 16， 記載了“一種湖庫分層水樣采樣器”，包括采樣瓶及牽引繩，還包括支撐采樣瓶的固定架，連接固定架的支架，設(shè)置在支架上并可沿支架上下移動(dòng)、用于密封采樣瓶的密封裝置，所述牽引繩與支架固定連接，支架的末端設(shè)有配重。該技術(shù)發(fā)明的主要不足之處在于在一次取樣的過程中，只能采集某一水深的水樣，無法在同一時(shí)刻同步采集不同水深處的水樣。此外， 由于采用的采集瓶在水體中，容易在周圍水體產(chǎn)生漩渦，擾動(dòng)周圍水體，破壞原有的水體特性。同時(shí)，該裝置無法采集湖泊臨底的水樣。中國專利公開號(hào)101551304，
公開日2009.5. 13，記載了 “一種水樣分層采樣器”， 其特征是設(shè)置一根刻度標(biāo)尺立桿，沿立桿高度間隔設(shè)有多個(gè)活動(dòng)固定在立桿外徑上的支架，每個(gè)支架的另一端活動(dòng)固定有水樣收集瓶，收集瓶瓶口設(shè)有橡皮塞，橡皮塞上開設(shè)有兩孔，分別插入排氣管和進(jìn)水管，排氣管另一端露出水面，進(jìn)水管設(shè)有堵頭，堵頭聯(lián)接繩索，繩索另端也露出水面。其主要不足之處在于1)每次取樣過程結(jié)束后，都需要將整個(gè)裝置移出湖面，較為麻煩，無法連續(xù)，長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行水體的取樣；幻無法控制取樣過程中的取樣速度，進(jìn)水管口的進(jìn)水速度高，容易在周圍水體產(chǎn)生漩渦，采樣初期擾動(dòng)周圍水體較大，容易破壞原有的水體特性；3)當(dāng)采樣量不夠時(shí)，重復(fù)采集較為麻煩，需要重新放入該裝置，會(huì)造成水體的紊動(dòng)，破壞原有的水體特性；4)該裝置無法采集湖泊臨底的水樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的懸浮物取樣方法的不足，提出了一種湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，該裝置能夠自由控制采樣量，可以連續(xù)、同步地采集不同水深處水樣，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了臨底水樣的采集。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所述的采樣裝置包括針頭、虹吸管、平板、水準(zhǔn)儀、帶有刻度的容器、采集瓶、三通、蝴蝶固定夾、活塞、玻璃筒、旋轉(zhuǎn)把手、固定支架、立桿、帶孔的底板。帶有刻度標(biāo)尺的立桿上設(shè)置一個(gè)水準(zhǔn)儀，立桿通過一帶孔的底板固定于底床上，在立桿上通過固定支架連接一平板，該固定支架可連接在立桿的任意位置，同時(shí)在平板上設(shè)置有多根平行針頭，針頭一端為進(jìn)水口，針頭與平板垂直，另一端出水口通過虹吸管連接至不同的帶有刻度的容器中。虹吸管上設(shè)有三通，帶有刻度的容器和采集瓶置于內(nèi)部有活塞的玻璃筒內(nèi)，旋轉(zhuǎn)把手設(shè)置在玻璃筒和活塞上，通過旋轉(zhuǎn)把手，使活塞向上移動(dòng)，在圓筒中產(chǎn)生負(fù)壓，來抽取水樣。該裝置操作簡(jiǎn)單，可以自由控制取樣的速度，以及取樣量的大小，方便采集不同時(shí)刻不同水深處的水樣，對(duì)于原有水體的擾動(dòng)較小。同時(shí)便于攜帶，成本較低，適合于野外采樣工作的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)各種野外采樣條件。所述的針頭是一個(gè)細(xì)短管，與平板垂直設(shè)置，其作用是取樣。所述的虹吸管是一根細(xì)小的軟膠管，一端設(shè)置在針頭出水端上，另外一端連接至不同的帶有刻度的容器中，其作用是將取樣輸送到容器中。所述的平板，其作用是用于安裝一組取樣的針頭。所述的水準(zhǔn)儀由一個(gè)密閉而透明的內(nèi)部充滿黃色液體且?guī)в幸粋€(gè)小氣泡的柱體， 垂首設(shè)置在立桿上，其作用是用于判別測(cè)量時(shí)立桿是否垂直。所述的容器設(shè)置在玻璃筒內(nèi)，其作用是用于容納采樣液體。所述的采集瓶設(shè)置在玻璃筒外，其作用是用于容納采樣液體。所述的三通設(shè)置在虹吸管上，其作用是用于向兩個(gè)不同方向輸送采樣液體。三通的兩個(gè)出口端設(shè)有蝴蝶固定夾，其作用是用作開關(guān)，控制采樣液體的流向。所述的活塞設(shè)置在容器內(nèi)部，其作用是用于排除容器內(nèi)部的空氣，通過活塞的運(yùn)動(dòng)使容器內(nèi)部形成真空負(fù)壓。所述的玻璃筒設(shè)置在容器上，其作用是用于設(shè)置容器內(nèi)形成真空負(fù)壓環(huán)境。玻璃筒分為上下兩部分，兩者的連接方式可在底部玻璃筒設(shè)置內(nèi)螺紋，上部玻璃筒設(shè)置外螺紋。 在玻璃筒底部設(shè)置一定數(shù)量的孔，在孔上布置三通，虹吸管通過三通連接到帶有刻度的容器和采集瓶。所述的旋轉(zhuǎn)把手設(shè)置在玻璃筒和活塞上，其作用是通過向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使容器內(nèi)形成真空負(fù)壓環(huán)境。所述的帶孔的底板中間設(shè)置一帶螺紋的開孔，剛好使立桿通過，立桿通過帶孔的底板固定在床面上，其作用是用于安裝測(cè)量的立桿，且在底板下沉安放過程中由于帶有小孔，對(duì)水體濃度分布和水底底泥的擾動(dòng)很小。本發(fā)明的工作過程如下首先，確定測(cè)量水樣處的水深，調(diào)整立桿的長(zhǎng)度，將帶有針頭的固定支架連接立桿的指定位置上，將立桿底部與帶孔的底板連接，插入床面。調(diào)節(jié)立桿的位置，觀察水準(zhǔn)儀，使立桿保持垂直。關(guān)閉三通中連接采集瓶的蝴蝶固定夾，開啟連接虹吸管的蝴蝶固定夾，慢慢的轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手，使活塞向下運(yùn)動(dòng)，徐徐不斷排出虹吸管中的氣體。取樣開始時(shí)，勻速的轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手，使活塞慢慢向上運(yùn)動(dòng)，由于氣筒內(nèi)出現(xiàn)真空，底部的水樣將進(jìn)入帶有刻度的容器中。把手旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度決定了采樣速度，根據(jù)測(cè)量垂線上水體的特性決定。待容器的水樣達(dá)到所需的體積時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手，關(guān)閉連接虹吸管的蝴蝶固定夾，開啟連接采集瓶的蝴蝶固定夾，將容器中的水樣釋放到采集瓶中。本發(fā)明所述的取樣過程結(jié)束。
與現(xiàn)有的懸浮物測(cè)量方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用針頭，虹吸管等儀器，可以精確的獲得臨底床面的各個(gè)高程水樣。同時(shí)通過勻速的轉(zhuǎn)動(dòng)把手，可以輕松的平穩(wěn)的進(jìn)行水體取樣，同時(shí)可以人為控制采樣速度，可以連續(xù)、同步地采集不同水深處水樣，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了臨底水樣的采集。


圖1是本發(fā)明底部收集部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明上部收集部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖中針頭1、虹吸管2、平板3、固定支架4、立桿5、水準(zhǔn)儀6、底板7、三通8、蝴蝶固定夾9、帶有刻度的容器10、旋轉(zhuǎn)把手11、活塞12、玻璃筒13、采集瓶14。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例所提供的湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，使用的時(shí)候分為底部收集部分和上部收集部分。如圖1所示，本實(shí)施例中底部收集部分位于2. 5米水深的湖泊的底床處，包括針頭1、虹吸管2、平板3、固定支架4、帶有刻度的立桿5、水準(zhǔn)儀6、底板7。底板7底部插入河床中，針頭1的直徑為1毫米，虹吸管的外徑為4毫米，分別固定在平板3上，平板3的尺寸30厘米，寬10厘米，厚3厘米。平板3通過固定支架4固定在帶有刻度的立桿5上。如圖2所示，本實(shí)施例中上部收集部分置于實(shí)驗(yàn)船上，包括三通8，蝴蝶固定夾9， 帶有刻度的容器10，旋轉(zhuǎn)把手11，活塞12，有機(jī)玻璃筒13。其中，有機(jī)玻璃筒13為圓柱體， 分為上下兩層，其直徑為20厘米，底層高20厘米，上層高30厘米。首先，把針頭1和虹吸管2插入平板3中，把平板3通過固定支架4連接在立桿5 的底部，將立桿5固定在底板7上插入床面，調(diào)節(jié)支架的位置，觀察水準(zhǔn)儀6，使立桿5保持豎直。然后把虹吸管2的另外一端插入三通8中，分別與帶有刻度的容器10和采集瓶14 連接，連接上部和底部有機(jī)玻璃筒，放入活塞12以及旋轉(zhuǎn)把手11。關(guān)閉三通8中連接采集瓶的蝴蝶固定夾9，開啟連接虹吸管2的蝴蝶固定夾9，慢慢的轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手11，使活塞12 向下運(yùn)動(dòng)，排出虹吸管2中的氣體。取樣開始時(shí)，勻速的轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手11，使活塞12向上運(yùn)動(dòng)，由于氣筒內(nèi)出現(xiàn)真空，底部的水樣將進(jìn)入帶有刻度的容器10中。待容器的水樣達(dá)到所需的體積時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手11，關(guān)閉連接虹吸管2的蝴蝶固定夾9，開啟連接采集瓶的蝴蝶固定夾9，將容器10中的水樣釋放到采集瓶14中。所述的取樣過程結(jié)束。本實(shí)施例中，所述的針頭1是一個(gè)細(xì)短管，由不銹鋼或其它高強(qiáng)度材料做成，與平板3垂直設(shè)置，其作用是取樣。本實(shí)施例中，所述的虹吸管2是一根細(xì)小的軟膠管，一端設(shè)置在針頭1出水端上， 另外一端連接至不同的帶有刻度的容器10中，其作用是將取樣輸送到容器中。本實(shí)施例中，所述的平板3由不銹鋼或有機(jī)玻璃等其它高強(qiáng)度材料做成，其作用是用于安裝一組取樣的針頭1。
本實(shí)施例中，所述的固定支架4由不銹鋼或其它高強(qiáng)度且不易生銹的材料做成， 設(shè)置在立桿5和底板7上，其作用是用于安裝平板。本實(shí)施例中，所述的立桿5由不銹鋼或其它高強(qiáng)度且不易生銹的材料做成，設(shè)置在底板7上，其作用是用于安裝固定支架4。本實(shí)施例中，所述的水準(zhǔn)儀6由一個(gè)密閉而透明的內(nèi)部充滿黃色液體且?guī)в幸粋€(gè)小氣泡的柱體，垂首設(shè)置在立桿5上，其作用是用于判別測(cè)量時(shí)立桿5是否垂直。本實(shí)施例中，所述的底板7由不銹鋼或其它高強(qiáng)度且不易生銹的材料做成，設(shè)置在測(cè)量底床，其作用是用于安裝測(cè)量的立桿5，且在底板7下沉安放過程中由于帶有小孔， 對(duì)水體濃度分布和水底底泥的擾動(dòng)很小。本實(shí)施例中，所述的三通8由不銹鋼或有機(jī)玻璃等其它高強(qiáng)度材料做成，設(shè)置在虹吸管2上，其作用是用于向兩個(gè)不同方向輸送采樣液體。本實(shí)施例中，所述的蝴蝶固定夾9由不銹鋼等其它高強(qiáng)度材料做成，設(shè)置在三通8 的兩個(gè)出口端，其作用是用作開關(guān)，控制采樣液體的流向。本實(shí)施例中，所述的帶有刻度的容器10由有機(jī)玻璃等其它高強(qiáng)度且透明的材料做成，設(shè)置在有機(jī)玻璃筒13內(nèi)，其作用是用于容納采樣液體。本實(shí)施例中，所述的旋轉(zhuǎn)把手11由不銹鋼或其它高強(qiáng)度材料做成，設(shè)置在有機(jī)玻璃筒13和活塞12上，其作用是通過向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使容器10內(nèi)形成真空負(fù)壓環(huán)境。本實(shí)施例中，所述的活塞12由不銹鋼或橡膠等其它材料做成，設(shè)置在容器10內(nèi)部，其作用是用于排除容器內(nèi)部的空氣，通過活塞12的運(yùn)動(dòng)使容器10內(nèi)部形成真空負(fù)壓。本實(shí)施例中，所述的有機(jī)玻璃筒13由有機(jī)玻璃或其它透明的高強(qiáng)度材料做成，設(shè)置在容器10上，其作用是用于設(shè)置容器和形成真空負(fù)壓環(huán)境。本實(shí)施例中，所述的采集瓶14由有機(jī)玻璃等其它高強(qiáng)度且透明的材料做成，設(shè)置在有機(jī)玻璃筒13外，其作用是用于容納采樣液體。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，其特征在于包括針頭、虹吸管、平板、水準(zhǔn)儀、容器、采集瓶、三通、蝴蝶固定夾、活塞、玻璃筒、旋轉(zhuǎn)把手、固定支架、立桿、帶孔的底板；其中帶有刻度的立桿上設(shè)置一個(gè)水準(zhǔn)儀，立桿通過一帶孔的底板固定于底床上，在立桿上通過固定支架連接一平板，同時(shí)在平板上設(shè)置有多根平行的針頭，針頭一端為進(jìn)水口， 針頭與平板垂直，另一端出水口通過虹吸管連接至不同的帶有刻度的容器中，虹吸管上設(shè)有三通，帶有刻度的容器、采集瓶置于內(nèi)部有活塞的玻璃筒內(nèi)，旋轉(zhuǎn)把手設(shè)置在玻璃筒和活 ^^上ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，其特征在于，所述玻璃筒分為上下兩部分，兩者的連接方式為在底部玻璃筒設(shè)置內(nèi)螺紋，上部玻璃筒設(shè)置外螺紋， 通過螺紋配合進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，其特征在于，所述玻璃筒底部設(shè)置一定數(shù)量的孔，在孔上布置三通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，其特征在于，所述三通的兩個(gè)出口端設(shè)有蝴蝶固定夾，分別連接帶有刻度的容器和采集瓶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，其特征在于，所述的底板中間設(shè)置一帶螺紋的開孔，該開孔剛好使立桿通過，立桿通過帶孔的底板固定在床面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，其特征在于，所述的水準(zhǔn)儀由一個(gè)密閉而透明的內(nèi)部充滿黃色液體且?guī)в幸粋€(gè)小氣泡的柱體，垂首設(shè)置在立桿上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種湖泊底部香灰土及懸浮物采樣裝置，包括針頭、虹吸管、平板、水準(zhǔn)儀、容器、采集瓶、三通、蝴蝶固定夾、活塞、玻璃筒、旋轉(zhuǎn)把手、固定支架、立桿、帶孔的底板；其中帶有刻度的立桿上設(shè)置一個(gè)水準(zhǔn)儀，立桿通過一帶孔的底板固定于底床上，在立桿上通過固定支架連接一平板，同時(shí)在平板上設(shè)置有多根平行的針頭，針頭一端為進(jìn)水口，針頭與平板垂直，另一端出水口通過虹吸管連接至不同的帶有刻度的容器中，虹吸管上設(shè)有三通，帶有刻度的容器、采集瓶置于內(nèi)部有活塞的玻璃筒內(nèi)，旋轉(zhuǎn)把手設(shè)置在玻璃筒和活塞上。本發(fā)明能夠自由控制采樣量，可以連續(xù)、同步地采集不同水深處水樣，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了臨底水樣的采集。
文檔編號(hào)G01N1/16GK102519752SQ201110344128
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者喻國良, 郭龍先 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)