本發(fā)明涉及海水取樣領(lǐng)域，尤其是一種海水取樣裝置及海水取樣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海水是流動(dòng)的，對于人類來說，可用水量是不受限制的。海水是名符其實(shí)的液體礦藏，平均每立方公里的海水中有3570萬噸的礦物質(zhì)，世界上已知的100多種元素中，80％可以在海水中找到。海水還是陸地上淡水的來源和氣候的調(diào)節(jié)器，世界海洋每年蒸發(fā)的淡水有450萬立方公里，其中90％通過降雨返回海洋，10％變?yōu)橛暄┞湓诖蟮厣?，然后順河流又返回海洋，海水淡化技術(shù)正在發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)，有人預(yù)計(jì)，隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，人類解決水荒的最后途徑很可能是對海水的淡化。

水質(zhì)采樣器是采集水質(zhì)樣品的一種裝置，有水質(zhì)人工取樣器和水質(zhì)自動(dòng)取樣器兩種。其中水質(zhì)人工取樣器的成本較低，目前使用較廣泛。但是，現(xiàn)有的水質(zhì)人工取樣器在海洋中使用時(shí)操作不便，穩(wěn)定可靠性差，取樣精度低，且能耗高；并且現(xiàn)有的取樣器每次采樣的海水量有限，并且一次采樣只能采取位于某一深度的海水，無法對多種深度的海水同時(shí)取樣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種海水取樣裝置及海水取樣系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，取樣精度和效率高。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種海水取樣裝置，包括取樣瓶，其中，還包括自動(dòng)取樣機(jī)構(gòu)，所述取樣瓶包括上封蓋、取樣瓶體、下封蓋和中心軸，中心軸依次貫穿上封蓋、取樣瓶體和下封蓋的中心，下封蓋與中心軸固定連接，上封蓋和取樣瓶體連接，上封蓋和中心軸滑動(dòng)連接，上封蓋位于取樣瓶體的上方，下封蓋位于取樣瓶體的下方；

所述自動(dòng)取樣機(jī)構(gòu)包括重塊、連接折桿、套筒和重塊釋放單元，套筒中部與上封蓋固定連接，中心軸設(shè)置在套筒內(nèi)，且套筒沿中心軸上下滑動(dòng)，所述重塊設(shè)置在上封蓋的上方，重塊沿中心軸上下滑動(dòng)，重塊設(shè)置在套筒的外側(cè)，重塊和套筒之間設(shè)有固定板，固定板與中心軸固定連接，所述套筒的底部設(shè)有限位凸起，套筒通過限位凸起與取樣瓶體的頂部連接；

所述連接折桿設(shè)置在上封蓋的上方，包括固定部和彎折部，彎折部與固定部的一端固定連接，且彎折部與固定部傾斜連接，連接折桿與固定板鉸接，套筒上設(shè)有凹槽，連接折桿的固定部的一端卡在凹槽內(nèi)，重塊位于連接折桿的上方，連接折桿的彎折部設(shè)置在重塊的外側(cè)，沿套筒的外圓周方向間隔設(shè)置數(shù)個(gè)連接折桿；

所述重塊釋放單元設(shè)置在下封蓋環(huán)形表面的外側(cè)，且沿下封蓋的環(huán)形外表面間隔設(shè)置，所述重塊釋放單元包括轉(zhuǎn)動(dòng)板、重塊掛鉤和固定塊，轉(zhuǎn)動(dòng)板和重塊掛鉤均固定在固定塊上，轉(zhuǎn)動(dòng)板位于重塊掛鉤的上方，固定塊與下封蓋的外表面固定連接。

本發(fā)明中，所述套筒包括上套筒和下套筒，上套筒設(shè)置在上封蓋的上方，上套筒與上封蓋的頂部表面固定連接，下套筒設(shè)置在上封蓋的下方，下套筒與上封蓋的底部表面固定連接，下套筒的底部設(shè)有限位凸起，中心軸設(shè)置在上套筒和下套筒內(nèi)，且上套筒和下套筒沿中心軸上下滑動(dòng)，重塊設(shè)置在上套筒的外側(cè)，重塊和上套筒之間設(shè)有固定板，上套筒上設(shè)有凹槽，沿上套筒的外圓周方向間隔設(shè)置數(shù)個(gè)連接折桿。

所述連接折桿與扭簧連接，其中扭簧的中部套在與固定板固定連接的軸上，扭簧的上端與連接折桿連接，扭簧的下端與上套筒連接。通過設(shè)置扭簧使連接折桿的角度和位置固定，還實(shí)現(xiàn)了海水取樣工作完成后上套筒和連接折桿的自動(dòng)復(fù)位。

所述自動(dòng)取樣機(jī)構(gòu)還包括固定套，固定套設(shè)置在取樣瓶體的頂部，固定套設(shè)置在下套筒的底部，固定套的內(nèi)表面固定有連接環(huán)，固定套和下套筒之間通過連接環(huán)連接，所述連接環(huán)包括外環(huán)、連接桿和內(nèi)環(huán)，外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間通過數(shù)根連接桿固定連接，外環(huán)與固定套的內(nèi)表面固定連接，下套筒設(shè)置在內(nèi)環(huán)內(nèi)，限位凸起位于內(nèi)環(huán)的下方，內(nèi)環(huán)的尺寸小于限位凸起的尺寸，連接環(huán)卡在限位凸起的上方，實(shí)現(xiàn)了下套筒與取樣瓶體的連接。。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊包括自由端和限位端，自由端和限位端固定連接，其固定連接處通過轉(zhuǎn)軸Ⅰ與固定塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸Ⅰ處設(shè)有扭簧，自由端朝向下封蓋，自由端位于取樣瓶體的正下方，限位端與重塊掛鉤接觸；所述重塊掛鉤包括掛鉤體，掛鉤體通過轉(zhuǎn)軸Ⅱ與固定塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述掛鉤體的頂部設(shè)置限位凸起，轉(zhuǎn)動(dòng)塊的限位端設(shè)置在限位凸起的外側(cè)，掛鉤體的底部朝向下封蓋的一側(cè)設(shè)有用于懸掛重物的鉤子，鉤子的鉤尖朝向外側(cè)，轉(zhuǎn)軸Ⅱ處設(shè)有扭簧。

所述上封蓋與取樣瓶體的接觸處設(shè)有密封件，下封蓋與取樣瓶體的接觸處設(shè)有密封件。通過設(shè)置密封件，可以保證海水進(jìn)入取樣瓶體內(nèi)后，海水不會(huì)從取樣瓶內(nèi)流出。

所述連接折板的彎折部的方向朝上。重塊下降帶動(dòng)連接折板轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，當(dāng)重塊下降到一定高度后，通過彎折部和固定部的共同作用，使重塊停止下降。

所述中心軸內(nèi)固定有拉繩。海水取樣裝置取樣結(jié)束后，通過拉繩將海水取樣裝置從海水中取出。

本發(fā)明還包括一種海水取樣系統(tǒng)，包括海水取樣裝置和吊掛裝置，所述數(shù)個(gè)海水取樣裝置沿豎直方向通過吊掛裝置串聯(lián)連接，所述各海水取樣裝置的中心軸上下固定連接，海水取樣裝置的重塊通過吊掛裝置與其上方的海水取樣裝置的重塊掛鉤連接，同時(shí)該海水取樣裝置的重塊掛鉤通過吊掛裝置與其下方的海水取樣裝置的重塊連接。

所述的數(shù)個(gè)海水取樣裝置的中心軸為一體式結(jié)構(gòu)，即該系統(tǒng)采用同一個(gè)中心軸貫穿各海水取樣裝置。

所述吊掛裝置可以為纜繩。

本發(fā)明的有益效果：該海水取樣裝置操作簡單，所需能耗非常少，操作穩(wěn)定性好，取樣精度高；由多個(gè)海水取樣裝置串聯(lián)的海水取樣系統(tǒng)可以同時(shí)對多個(gè)深度的海水進(jìn)行取樣，大大提高了海水取樣效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是自動(dòng)取樣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是重塊釋放單元的局部放大圖；

圖4是連接環(huán)的主視圖。

圖中：1上套筒；101凹槽；2連接折桿；3扭簧；4上封蓋；5固定套；6連接環(huán)；601外環(huán)；602連接桿；603內(nèi)環(huán)；7取樣瓶體；8下封蓋；9轉(zhuǎn)動(dòng)板；901自由端；902限位端；10重物掛鉤；1001限位凸起；1002鉤子；11固定塊；12下套筒；13固定板；14重塊；15中心軸；16轉(zhuǎn)軸Ⅰ；17轉(zhuǎn)軸Ⅱ。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明所述的海水取樣裝置如圖1所示，包括自動(dòng)取樣機(jī)構(gòu)和取樣瓶，其中取樣瓶包括上封蓋4、取樣瓶體7、下封蓋8和中心軸15，中心軸15依次貫穿上封蓋、取樣瓶體和下封蓋的中心，其中下封蓋8與中心軸15固定連接，上封蓋4和取樣瓶體7連接，且上封蓋4和中心軸15滑動(dòng)連接，上封蓋4可以沿中心軸15上下滑動(dòng)。上封蓋4位于取樣瓶體7的上方，下封蓋8位于取樣瓶體7的下方，上封蓋4與取樣瓶體7的接觸處設(shè)有密封件，下封蓋8與取樣瓶體7的接觸處設(shè)有密封件。通過設(shè)置密封件，可以保證海水進(jìn)入取樣瓶體7內(nèi)后，海水不會(huì)從取樣瓶內(nèi)流出。中心軸15內(nèi)固定有拉繩，海水取樣裝置取樣結(jié)束后，通過拉繩將海水取樣裝置從海水內(nèi)取出。

如圖1和圖2所示，所述自動(dòng)取樣機(jī)構(gòu)包括重塊14、連接折桿2、套筒、固定套5和重塊釋放單元，上封蓋4與套筒的中部固定連接，其中，套筒包括下套筒12和上套筒1，上套筒1設(shè)置在上封蓋4的上方，且上套筒1與上封蓋4固定連接，下套筒12設(shè)置上封蓋4的下方，且下套筒12與上封蓋4固定連接，上套筒1和下套筒12與中心軸15同軸，中心軸15設(shè)置在上套筒1和下套筒12內(nèi)，且上套筒1和下套筒12沿中心軸15上下滑動(dòng)。所述上封蓋4的上方設(shè)有重塊14，重塊14沿中心軸15上下滑動(dòng)，重塊14設(shè)置在上套筒12的外側(cè)，重塊14和上套筒12之間設(shè)有固定板13，固定板13與中心軸15固定連接。

所述連接折桿2包括固定部和彎折部，彎折部與固定部的一端固定連接，且彎折部與固定部之間呈一定的角度，其固定部通過轉(zhuǎn)軸與固定板13鉸接，從而實(shí)現(xiàn)了連接折桿2的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述連接折桿2與扭簧3連接，其中扭簧3的中部套在與固定板13固定連接的軸上，扭簧3的上端與連接折桿2連接，下端與上套筒1連接，如圖2所示的扭簧3處于未扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。上套筒1上設(shè)有凹槽101，連接折桿2的固定部的自由端卡在凹槽101內(nèi)，從而使上套筒1的位置固定，連接折桿的彎折部設(shè)置在重塊14的外側(cè)，重塊14位于連接折桿2的上方。本發(fā)明中，沿上套筒12的外圓周方向間隔設(shè)置多個(gè)連接折桿2，本實(shí)施例中設(shè)置了兩個(gè)連接折桿。當(dāng)重塊14下降至連接折桿2上時(shí)，使連接折桿2沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而使連接折桿2固定部的一端離開凹槽101，上套筒1、上封蓋4和下套筒12由于重力作用下降。連接折桿2上的彎折部方向朝上，通過設(shè)置彎折部可以對重塊14進(jìn)行限位，當(dāng)重塊14下降到移動(dòng)高度后，通過連接折桿2的轉(zhuǎn)動(dòng)，其彎折部和固定部共同作用，使重塊14停止下降。

連接折桿2轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)壓動(dòng)扭簧3，并且上套筒12下降過程中會(huì)拉動(dòng)扭簧3，從而使扭簧3具有扭緊力。重塊14離開連接折桿2后，在扭簧3內(nèi)的扭緊力作用下，使連接折桿、上套筒、上封蓋和下套筒自動(dòng)復(fù)位，連接折桿的一端重新卡在上套筒的凹槽內(nèi)，從而使上套筒和上封蓋的位置固定。如圖1所示為取樣裝置未工作的狀態(tài)，此時(shí)通過連接折板2使上套筒和上封蓋的位置固定。

所述固定套5固定在取樣瓶體7的頂部，固定套5設(shè)置在下套筒12的底部，固定套5的內(nèi)側(cè)固定有連接環(huán)6，固定套5和下套筒12之間通過連接環(huán)6連接。如圖3所示，所述連接環(huán)6包括外環(huán)601、連接桿602和內(nèi)環(huán)603，外環(huán)601和內(nèi)環(huán)603之間通過數(shù)根連接桿602固定連接，其中外環(huán)601與固定套5的內(nèi)表面固定連接，下套筒12設(shè)置在內(nèi)環(huán)603內(nèi)，限位凸起101位于內(nèi)環(huán)303的下方，內(nèi)環(huán)603的直徑小于限位凸起1201的尺寸，使連接環(huán)6卡在限位凸起1201的上方，從而實(shí)現(xiàn)取樣瓶體7與下套筒12和上封蓋4的連接，由于此時(shí)上套筒12和上封蓋4的位置固定，因此取樣瓶體7的位置固定，此時(shí)取樣瓶體7與下封蓋8之間處于未閉合的狀態(tài)。

如圖1所示，所述重塊釋放單元設(shè)置在下封蓋8環(huán)形表面的外側(cè)，且沿下封蓋的環(huán)形外表面間隔設(shè)置，本實(shí)施例中設(shè)置兩個(gè)重塊釋放單元。所述重塊釋放單元包括轉(zhuǎn)動(dòng)板9、重塊掛鉤10和固定塊11，轉(zhuǎn)動(dòng)板9和重塊掛鉤10均固定在固定塊11上，固定塊11與下封蓋8的外表面固定連接。如圖3所示，轉(zhuǎn)動(dòng)板9位于重塊掛鉤10的上方，所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊9包括自由端901和限位端902，自由端901和限位端902固定連接，其固定連接處通過轉(zhuǎn)軸Ⅰ16與固定塊11轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸Ⅰ16處設(shè)有扭簧，如圖1所示的扭簧處于非扭曲狀態(tài)，自由端901朝向下封蓋8，且自由端901位于取樣瓶體7的正下方，取樣瓶體7下降時(shí)，瓶體外側(cè)與自由端901的端部接觸，并帶動(dòng)自由端901下降，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)板9轉(zhuǎn)動(dòng)，限位端902與重塊掛鉤10接觸。所述重塊掛鉤10包括掛鉤體，掛鉤體通過轉(zhuǎn)軸Ⅱ17與固定塊11轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述掛鉤體的頂部設(shè)置限位凸起1001，轉(zhuǎn)動(dòng)塊9的限位端902設(shè)置在限位凸起1001的外側(cè)，掛鉤體的底部朝向下封蓋8的一側(cè)設(shè)有鉤子1002，鉤子1002的鉤尖朝向外側(cè)，所述鉤子1002用于懸掛重物。轉(zhuǎn)軸Ⅱ17處也設(shè)有扭簧，如圖1所示的扭簧處于扭曲狀態(tài)，此時(shí)扭簧內(nèi)存在扭緊力。

該海水取樣裝置的工作過程如下所述：該取樣裝置的未工作狀態(tài)如圖1所示，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)折板2的一端卡在凹槽101內(nèi)，從而使上套筒1的位置固定，此時(shí)上封蓋4位于取樣瓶體7的上方，下封蓋8位于取樣瓶體7的下方，取樣瓶處于打開的狀態(tài)。將該裝置放入海水中的指定深度處，由于取樣瓶處于打開狀態(tài)，因此取樣瓶體的內(nèi)外始終充滿海水。開始取樣時(shí)，重塊14下降，對轉(zhuǎn)動(dòng)折板2施加向下的壓力，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)折板2轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)折板2固定部的一端離開上套筒的凹槽101，在重力作用下，上套筒1、上封蓋4和下套筒12沿中心軸下降，下套筒12下降過程中，下套筒12底部的限位凸起1201離開連接環(huán)6，此時(shí)限位瓶體7不受到任何限位作用，在重力作用下，取樣瓶體7下降，當(dāng)取樣瓶體7下降至下封蓋8上時(shí)，取樣瓶體7停止繼續(xù)下降，上封蓋4向下運(yùn)動(dòng)至落至固定套5上后停止運(yùn)動(dòng)。在取樣瓶體7和上封蓋4的下降過程中，將海水取樣并密封在取樣瓶體7內(nèi)。與此同時(shí)，在取樣瓶體7下降過程中，取樣瓶體7的底部與轉(zhuǎn)動(dòng)板9的自由端901接觸，并壓動(dòng)自由端901向下運(yùn)動(dòng)，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)板9沿轉(zhuǎn)軸Ⅰ16轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)板9轉(zhuǎn)動(dòng)過程中其限位端902離開限位凸起1001，重塊掛鉤10在轉(zhuǎn)軸Ⅱ17處的扭簧的扭轉(zhuǎn)力作用下逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，重塊掛鉤10轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)其一端的鉤子1002轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鉤子轉(zhuǎn)動(dòng)至其鉤尖向下時(shí)，鉤子1002上懸掛的重物脫落，從而實(shí)現(xiàn)了重物的釋放。

本發(fā)明還包括一種海水取樣系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)個(gè)沿豎直方向串聯(lián)連接的海水取樣裝置，所述各海水取樣裝置中的中心軸上下固定連接，或者直接采用同一個(gè)中心軸。除第一個(gè)海水取樣裝置的重塊釋放需要人工釋放或其他釋放方式外，其他的海水取樣裝置的重塊通過纜繩等吊掛裝置吊掛在其上方的海水取樣裝置的重塊掛鉤10上，同時(shí)其重塊掛鉤10上吊掛著其下方的海水取樣裝置的重塊，通過上述連接方式依次串聯(lián)連接，直至最后一個(gè)海水取樣裝置。通過該種連接方式，并合理設(shè)置吊掛裝置的長度，可以對不同深度的海水進(jìn)行自動(dòng)取樣。該系統(tǒng)的工作方式如下所述：首先，最上方的海水取樣裝置的重物釋放，該海水取樣裝置動(dòng)作，取樣的同時(shí)使重物釋放單元?jiǎng)幼鳎怪貕K掛鉤10上的重塊自動(dòng)脫落，帶動(dòng)第二個(gè)海水取樣裝置自動(dòng)取樣，并且使第二個(gè)海水取樣裝置的重物釋放單元?jiǎng)幼?，使其重塊掛鉤上的重塊自動(dòng)脫落，并帶動(dòng)第三個(gè)海水取樣裝置自動(dòng)取樣，串聯(lián)連接的海水取樣裝置依次重復(fù)上述動(dòng)作，直至最后一個(gè)海水取樣裝置。取樣接觸后，通過拉繩拉動(dòng)中心軸，從而將中心軸和中心軸上的海水取樣裝置從海水中取出。