專利名稱：深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)及水文測(cè)量技術(shù)，具體地涉及一種用于監(jiān)測(cè)分析水體質(zhì)量的深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)新型取樣器。
背景技術(shù)：
隨著水資源開發(fā)利用的強(qiáng)度和速度的加大和人們生態(tài)環(huán)境意識(shí)的日益增強(qiáng)，國內(nèi)外對(duì)水環(huán)境問題逐漸重視，目前國內(nèi)在環(huán)境保護(hù)及項(xiàng)目環(huán)境評(píng)價(jià)相關(guān)工作中均將水環(huán)境作為重點(diǎn)。作為水環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)的水質(zhì)要素是衡量水域破壞程度和飲用水是否健康的重要指標(biāo)，準(zhǔn)確的水質(zhì)指標(biāo)能為環(huán)保提供可靠的依據(jù)，其中水樣采集是一項(xiàng)重要的工作環(huán)節(jié)。它不是簡單的進(jìn)行水樣收集，而作為供分析的水樣要有代表性，并能準(zhǔn)確反映水質(zhì)參數(shù)的濃度和指標(biāo)[池靖等.環(huán)境水樣采集過程中的質(zhì)量保證措施[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2007,2:57 59]。影響水樣采集的因素有很多，如采樣點(diǎn)、采樣儀器、采樣體積、采樣方法乃至水樣的保存等，任何一個(gè)因素的變化都可能導(dǎo)致分析結(jié)果的改變[張敬東.水質(zhì)監(jiān)測(cè)不能輕視的一步-水樣采集[J].云南環(huán)境科學(xué)，1996，6:59 60]。所以如何使采集的水樣真實(shí)準(zhǔn)確地反映水質(zhì)情況，是監(jiān)測(cè)分析工作首先必須解決的問題。由于海洋、湖泊底層水體對(duì)于污染物的吸附和釋放具有決定性影響[黃文典，李嘉等.含沙量對(duì)水體耗氧有機(jī)污染物降解耗氧影響[J].人民長江,2005，4:55 57],而污染物在垂向水深的變
化規(guī)律也是反映水體污染情況的重要指標(biāo)[李洪，李嘉等.泥沙的分形表面和分形吸附模型[J].水利學(xué)報(bào)，2003, 3: 14-17],因此能夠定深進(jìn)行水樣采集是水環(huán)境監(jiān)測(cè)的首要問題及技術(shù)難點(diǎn)。
我國具有世界最多的水能資源，特別是西部地區(qū)水電開發(fā)的規(guī)模逐年擴(kuò)大。修建電站便形成巨大的深水水庫，而由此便帶來諸多環(huán)境問題。其中，水庫的形成改變了原有河道的水溫分布規(guī)律，近庫底的深水層水溫較低且垂向水溫有明顯的變化，這對(duì)魚類等水生生物生長繁殖及沿岸農(nóng)作物的灌溉會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響[鄧云，李嘉等.水庫溫差異重流模型的研究[J].水利學(xué)報(bào),2003，7:7 11]。同時(shí)，受水溫分層影響而導(dǎo)致的污染物擴(kuò)散規(guī)律的變化；近庫底底泥對(duì)污染物釋放規(guī)律都是十分重要的研究課題；而由于汛期泥沙造成的水庫內(nèi)含沙渾水的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)水庫壽命產(chǎn)生重要影響。因此針對(duì)上述水環(huán)染物擴(kuò)散規(guī)律的變化；近庫底底泥對(duì)污染物釋放規(guī)律都是十分重要的研究課題；而由于汛期泥沙造成的水庫內(nèi)含沙渾水的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)水庫壽命產(chǎn)生重要影響。因此針對(duì)上述水環(huán)境問題，必須在水庫成庫后對(duì)水體進(jìn)行取樣分析研究溫度、含沙量及污染物含量等指標(biāo)[鄧云，李嘉等.排入湖泊的含沙水流三維運(yùn)動(dòng)特性研究[J].水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A，2001,9:295~302]。這也就需要對(duì)較深水體進(jìn)行取樣觀測(cè)，傳統(tǒng)的取樣手段只能獲取表層水體，缺乏可靠手段進(jìn)行深水水樣采集，部分采用抽水獲得水樣的方式效率較低，且定深效果較差，對(duì)之后水樣的分析研究產(chǎn)生負(fù)面影響。國外已有部分應(yīng)用于海洋的自動(dòng)化取樣機(jī)械，但造價(jià)昂貴且工程原理復(fù)雜，維護(hù)成本高，難于進(jìn)行推廣。
隨著我國西部山區(qū)水電、礦業(yè)等能源行業(yè)的發(fā)展，也為了滿足環(huán)境保護(hù)的迫切要求，就迫切需要一種造價(jià)合理、工作原理簡單的采集儀器，而本發(fā)明的實(shí)施也就具有了現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，特別是針對(duì)水域深層水體定位取樣的技術(shù)需求，提供一種用于監(jiān)測(cè)分析水體質(zhì)量的深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)新型取樣器。該取樣器能滿足深水水樣采集在取樣方式，定位準(zhǔn)確性，取樣體積和實(shí)地操作過程中的實(shí)際要求，且攜帶和儲(chǔ)存方便，現(xiàn)場組裝快速，能夠適應(yīng)野外監(jiān)測(cè)工作的需要；其次，能夠迅速準(zhǔn)確地定位深度、及定量、多點(diǎn)、多體積取樣；并盡可能快速進(jìn)行水下容器內(nèi)排氣；從而能夠滿足水質(zhì)參數(shù)COD BOD總磷總氮等的分析，且工作原理簡單，造價(jià)較低。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用由以下措施構(gòu)成的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，包括外接電源，深度顯示儀，控制開關(guān)，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閾門和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門，液位變送器及四個(gè)取樣瓶構(gòu)成的取樣器主體，所述取樣器主體的第一取樣瓶，第二取樣瓶，第三取樣瓶和第四取樣瓶由擰緊式固定環(huán)連接固定再連接到電纜連接線底端的鋼纜部分，外接電源與深度顯示儀和控制開關(guān)與電纜連接線電纜部分連接，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門通過聯(lián)動(dòng)閥門控制連接線連接到電纜連接線的電纜部分后再與控制開關(guān)連接，液位變送器底端與取樣瓶底端位于同一平面，液位變送器通過電纜連接線與控制開關(guān)和深度顯示儀連接。
上述技術(shù)方案中，所述控制開關(guān)包括有電源開關(guān)，液位變送器開關(guān)，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開關(guān)和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開關(guān)集成的控制開關(guān)。
上述技術(shù)方案中，為在水體底部流速較高情況下取樣，在聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門控制連接線
4底端的附加掛點(diǎn)上可加掛鉛魚，或其他重物，或相關(guān)水質(zhì)檢測(cè)探頭。
上述技術(shù)方案中，所述取樣器主體部分的取樣瓶為透明工程材料制成，其上標(biāo)刻有 體積刻度。
上述技術(shù)方案中，所述上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門分別設(shè)置在第一取樣瓶上 方端口和下方端口。
本發(fā)明的工作原理是當(dāng)取樣器放入水體中時(shí)，設(shè)置在下面作為液位變送器探頭的 水深傳感器探測(cè)到水體深度，其信號(hào)由液位變送器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)通過控制開 關(guān)控制，并輸送到深度顯示儀顯示。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)及產(chǎn)生的積極效果如下
1、 本發(fā)明取樣器為模塊化組成，組裝方便快速，可根據(jù)實(shí)地觀測(cè)需要對(duì)電纜線長 度和取樣瓶數(shù)量及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
2、 本發(fā)明可以定深、定量地進(jìn)行水體取樣，最大限度的減少人為原因造成的測(cè)量 誤差。
3、 本發(fā)明工作原理簡單，使用和攜帶方便、且造價(jià)低；為水利、環(huán)保及礦業(yè)部門 提供更便捷和更科學(xué)的采樣儀器。
4、 本發(fā)明采用上下聯(lián)動(dòng)防水電動(dòng)閥門進(jìn)行水體取樣，不但解決了現(xiàn)有單口取水破 壞流場的缺點(diǎn)，更重要的是解決了取樣器在水中排氣困難的技術(shù)難點(diǎn)，提高了取樣效率 和準(zhǔn)確性。
5、 本發(fā)明根據(jù)需要可以進(jìn)行多點(diǎn)取樣的調(diào)整，適應(yīng)性強(qiáng)，便于推廣。


圖1本發(fā)明深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1中上下聯(lián)動(dòng)防水電動(dòng)閥門聯(lián)動(dòng)工作狀態(tài)示意圖，圖中，15上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng) 閥門閉合狀態(tài)立面圖；16上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開啟狀態(tài)立面圖；17上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門閉 合狀態(tài)剖面圖；18上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開啟狀態(tài)剖面圖。
圖中，l外接電源；2深度顯示儀；3控制開關(guān)；4電纜連接線；5上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門； 6第一取樣瓶；7第二取樣瓶；8第三取樣瓶；9第四取樣瓶；10擰緊式固定環(huán)；11下 聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門；12聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門控制連接線；13液位變送器；14附加掛點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖并用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明不僅限于實(shí) 施例中所描述的內(nèi)容。
5圖1中，本發(fā)明深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，包括外接電源l，深度顯示儀2，控 制開關(guān)3，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門5和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門11，液位變送器13，取樣器主體；其中 所述取樣器主體包括第一取樣瓶6，第二取樣瓶7，第三取樣瓶8和第四取樣瓶9，外接 電源與深度顯示儀和控制開關(guān)通過電纜連接線4電纜部分連接，四個(gè)取樣瓶由擰緊式固 定環(huán)10連接固定，再連接到電纜連接線底端的鋼纜部分，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門5和下聯(lián)動(dòng) 電動(dòng)閥門11通過聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門控制連接線12連接到電纜連接線的電纜部分再與控制開 關(guān)連接，液位變送器13底端與取樣瓶底端位于同一平面，液位變送器通過電纜連接線 與控制開關(guān)3和深度顯示儀2連接。液位變送器探頭的水深傳感器探測(cè)到水體深度，其 信號(hào)由液位變送器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)通過控制開關(guān)控制，并輸送到深度顯示儀顯 示。
所述電纜連接線4包括電纜及用于加固的鋼絲，如果待測(cè)水體深度超過300m，應(yīng)增 加絞盤方便收取電纜連接線，如待測(cè)水體底部流速較高，可在電纜連接線底端附加掛點(diǎn) 加掛鉛魚或其他重物，或相關(guān)水質(zhì)檢測(cè)探頭。
所述外接電源部分可根據(jù)野外觀測(cè)的時(shí)間及強(qiáng)度選擇交流或直流電源，通常采用蓄 電池組(2塊 4塊)方便攜帶。
所述液位變送器采用國產(chǎn)的水深傳感器，250m測(cè)量范圍且精度在0.1m左右可以滿足 測(cè)量要求，同時(shí)變送器通過電纜將水深同步反映到測(cè)量人員的深度顯示儀處，不存在控 制滯后時(shí)間。
上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門5和11的開啟與閉合通過與聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門相連的控制連接線12，由 操作人員在控制開關(guān)3上發(fā)送信號(hào)來完成。上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門工作機(jī)理見附圖2，關(guān)閉及 開啟閥門瞬間完成，且防漏效果好。模塊化組成的取樣容器可以根據(jù)實(shí)地觀測(cè)需要加掛 不同數(shù)量、容積的取樣瓶，如果對(duì)同一測(cè)點(diǎn)不同深度水體進(jìn)行取樣時(shí)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)取樣。
實(shí)施例
取樣前，首先將外接電源1與電纜連接線4連接好，安裝液位變送器13和深度顯 示儀2及控制開關(guān)3于電纜連接線4的電纜部分，液位變送器底端與取樣器主體底端位 于同一平面，用擰緊式固定環(huán)10固定第一取樣瓶6、第二取樣瓶7、第三取樣瓶8及第 四取樣瓶9，并連接于電纜連接線4的鋼纜部分。上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門5及下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門 11通過聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門連接控制線12并入電纜連接線4的電纜部分，最終再連接至控制 開關(guān)3，至此，深水取樣器組裝完畢。
本實(shí)施例針對(duì)的是對(duì)水深100m的水電站水庫中水體取樣，以進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，在水
6體深度為100m、 50m、 25m、 10m分別取四個(gè)水樣，由于水體不含強(qiáng)腐蝕性，取樣器 主體的材質(zhì)為透明工程塑料。
實(shí)際操作時(shí)，在水庫檢測(cè)過程中采用快艇作為交通工具，電源l采用2塊組12v蓄 電池，電纜連接線4采用150m長度，電纜連接線底端附加掛點(diǎn)14加掛5kg重的鉛魚。 取樣作業(yè)時(shí)，待快艇駛?cè)胨畮齑郎y(cè)點(diǎn)時(shí)，降低船速并盡量保持在同一位置。將取樣器主 體部分中第一取樣瓶6、第二取樣瓶7、第三取樣瓶8和第四取樣瓶9，液位變送器13 和電纜連接線4緩慢放入水中，打開外接電源1和深度顯示儀2，液位變送器13探頭受 到壓力將水深值反饋到深度顯示儀中，待顯示儀顯示到某次取樣的深度接近100m時(shí)， 放慢投放電纜連接線的速度，待剛好顯示100m深時(shí)，打開控制開關(guān)3中控制第一取樣 瓶的上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開關(guān)，使得上聯(lián)動(dòng)閥門5及下聯(lián)動(dòng)閥門11同時(shí)開啟，經(jīng)過20s 的時(shí)間后，關(guān)閉上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開關(guān)，并緩慢上提取樣器，至水深為50m時(shí)，打開控 制第二取樣瓶的上下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開關(guān)進(jìn)行取樣，同樣如此，在25m深度又用第三取樣 瓶進(jìn)行取樣，在10m深度再用第四取樣瓶進(jìn)行取樣。
最后，取回取樣器即可得到四點(diǎn)不同水深的水樣，至此完成一次深水水樣獲取的過 程。為定量的準(zhǔn)確的進(jìn)行水質(zhì)分析提供可靠保證。
權(quán)利要求
1. 一種深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，其特征在于包括外接電源(1)，深度顯示儀(2)，控制開關(guān)(3)，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門(5)和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門(11)，液位變送器(13)及四個(gè)取樣瓶構(gòu)成的取樣器主體，所述取樣器主體的第一取樣瓶(6)，第二取樣瓶(7)，第三取樣瓶(8)和第四取樣瓶(9)由擰緊式固定環(huán)(10)連接固定再連接到電纜連接線底端的鋼纜部分，外接電源(1)與深度顯示儀(2)和控制開關(guān)(3)與電纜連接線(4)電纜部分連接，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門通過聯(lián)動(dòng)閥門控制連接線(12)連接到電纜連接線的電纜部分后再與控制開關(guān)連接，液位變送器底端與取樣瓶底端位于同一平面，液位變送器通過電纜連接線與控制開關(guān)和深度顯示儀連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，其特征在于所述控制開關(guān)(3)包括有電源開關(guān)，液位變送器開關(guān)，上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開關(guān)和下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門開關(guān)集成的控制開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，其特征在于在所述電纜連接線(4)底端的附加掛點(diǎn)(14)上可加掛鉛魚，或其他重物，或相關(guān)水質(zhì)檢測(cè)探頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，其特征在于所述取樣器主體的取樣瓶為透明工程材料制成，其上標(biāo)刻有體積刻度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，其特征在于所述上聯(lián)動(dòng)電動(dòng)闊門(5)設(shè)置在第一取樣瓶(6)上方端口，下聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥門(11)設(shè)置在第一取樣瓶下方端口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種深水型水質(zhì)測(cè)量多點(diǎn)取樣器，包括電源，顯示儀，控制開關(guān)，上下聯(lián)動(dòng)閥門，液位變送器，四個(gè)取樣瓶組成的取樣器主體，由固定環(huán)固定四個(gè)取樣瓶再連接到電纜連接線底端鋼纜部分，電纜線底端的液位變送器將取樣瓶中水體信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)通過集成的控制開關(guān)輸送到顯示儀顯示，上下聯(lián)動(dòng)閥門通過聯(lián)動(dòng)閥門連接控制線并入電纜線再連接到控制開關(guān)。本發(fā)明上下聯(lián)動(dòng)閥門的設(shè)置解決了現(xiàn)有深水取樣中排氣困難的技術(shù)難點(diǎn)；該取樣器模塊化組成，組裝方便快速；可定深定量地進(jìn)行水體取樣，還解決了現(xiàn)有單口取水破壞流場的缺點(diǎn)，同時(shí)關(guān)閉及開啟閥門在瞬間完成，防漏效果好；從而提高了深水取樣效率和準(zhǔn)確性，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01N1/16GK101464231SQ20081014812
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者安瑞冬, 易文敏, 嘉 李, 然 李, 李克鋒, 云 鄧 申請(qǐng)人:四川大學(xué)