專利名稱：水樣自動(dòng)原位采集分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地表水地下水自動(dòng)原位采樣分析儀，特別是用于水環(huán)境研究 領(lǐng)域中水樣的采集及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試地表水地下水物理化學(xué)參數(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
可靠的分析數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況和污染程度的基本保障，而樣品采集過(guò)程是 影響數(shù)據(jù)分析可靠性的重要環(huán)節(jié)，不同的水樣采集方法會(huì)對(duì)水樣中的各種組分造成不同程 度的干擾，尤其是揮發(fā)和半揮發(fā)有機(jī)組分，在環(huán)境中廣泛存在且含量很低，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)上屬 于痕量分析范疇，極容易產(chǎn)生變化，為地下水樣品的采集技術(shù)提出更高的技術(shù)要求。目前我國(guó)對(duì)地下水取樣方法的研究尚屬于起步階段，基本上靠抽水取樣或用簡(jiǎn)易 重力入水的取樣設(shè)備灌水，很難滿足定深取樣及保持原水樣各組分在取樣過(guò)程中相對(duì)穩(wěn)定 的要求。中國(guó)專利200720100866. 5公開(kāi)了一種地表水定深取樣器，它包括采集筒和采集 桿，采集筒內(nèi)設(shè)有采樣瓶；在水樣采集過(guò)程中可準(zhǔn)確采集預(yù)定深度的水樣，水樣可原位直接 進(jìn)入到采樣瓶，水樣與外界大氣接觸的時(shí)間短，有效減少了樣品中與揮發(fā)組分的損失，降低 了交叉感染；由于采樣器上設(shè)計(jì)了電磁閥和傳感器，使得采樣過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但是，該 取樣裝置只實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)取樣，整個(gè)取樣過(guò)程仍需要人工手動(dòng)完成；預(yù)定深度的改變實(shí)現(xiàn) 起來(lái)比較繁瑣，需要將水位傳感器移位至固定位置方可實(shí)現(xiàn)；對(duì)接桿式增長(zhǎng)采樣桿入水距 離，對(duì)于水位埋深大于10米的地下水或水位與取樣點(diǎn)處高度差大于10米的地表水水樣采 集難度很大，取樣桿的對(duì)接與拆裝也相當(dāng)繁瑣；并且同其它取樣技術(shù)一樣，需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的 物理化學(xué)指標(biāo)只能將水樣取到地表后倒入容器中進(jìn)行測(cè)試，這就使水樣中對(duì)測(cè)試條件反應(yīng) 敏感的組分得不到可靠的保證。為獲取水樣在原系統(tǒng)真實(shí)水質(zhì)情況，國(guó)外在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)采用水流室，通過(guò)水體流 過(guò)水流室來(lái)模擬水樣原系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，提高了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的準(zhǔn)確度，減小了水溫、PH值、 電導(dǎo)率等物理化學(xué)參數(shù)測(cè)試值與真實(shí)值之間的誤差，但這些參數(shù)對(duì)周圍環(huán)境反應(yīng)敏感，脫 離原系統(tǒng)便會(huì)發(fā)生變化，若原位測(cè)試采樣點(diǎn)預(yù)定采樣深度水體物理化學(xué)參數(shù)，則最能代表 水樣原系統(tǒng)的真實(shí)值。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種地表水地下水自動(dòng)定深原位采樣分析裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng) 定深原位取樣及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試物理化學(xué)指標(biāo)，從而獲取最接近水樣原位真實(shí)值以供研究。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是這種地下水自動(dòng)定深原 位采樣裝置，它包括取樣器，還包括采樣機(jī)、控制面板、跨繞采樣機(jī)電纜的采樣支架以及連 接在電纜自由端包含取樣器的采樣器；所述采樣機(jī)包括固定連接在機(jī)械底座上的電機(jī)、絞線盤(pán)、滑輪和編碼器，與減速電 機(jī)和編碼器電連接的采樣機(jī)控制裝置，編碼器與滑輪軸向連接，減速電機(jī)與絞線盤(pán)軸向連 接。[0008]所述取樣器作為采樣器的一部分位于采樣器內(nèi)。取樣器設(shè)計(jì)有內(nèi)控卡，取樣瓶可 以內(nèi)置其中，底部設(shè)有電磁閥作為入水開(kāi)關(guān)，頂部設(shè)有排氣孔，排氣孔中設(shè)有止回閥；采樣 器還包括設(shè)置在取樣器的取樣桶外壁上的固定夾，以及通過(guò)固定夾連接的傳感器及與傳感 器電連接的采樣器控制裝置。其進(jìn)一步改進(jìn)在于所述采樣機(jī)控制裝置與采樣器控制裝置間通過(guò)電纜通信，采 用RS485通信方式。其進(jìn)一步改進(jìn)在于所述采樣器控制裝置位于采樣器底層，底層與取樣器之間設(shè) 置有隔板。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述傳感器為水位傳感器、溫度傳感器、PH值電 極或電導(dǎo)率電極，或者其中的任意兩種以上的組合。本實(shí)用新型所取得技術(shù)進(jìn)步在于由于采用了以上技術(shù)方案，可以預(yù)先設(shè)定水深、 取樣時(shí)間等所需參數(shù)，無(wú)需人工干預(yù)，全自動(dòng)完成取樣過(guò)程，可準(zhǔn)確采集預(yù)定深度和特定時(shí) 間的水樣；實(shí)現(xiàn)預(yù)定深度原位采集水樣，避免了水樣與外界大氣系統(tǒng)或不同層位水體接觸， 減少了揮發(fā)性組分損失，大大降低了取樣過(guò)程交叉污染的可能性；最重要的是可以進(jìn)行原 位直接測(cè)試并讀取顯示存儲(chǔ)水體的溫度、PH值和電導(dǎo)率等物理化學(xué)參數(shù)，同時(shí)還可進(jìn)行時(shí) 間、水位埋深等詳細(xì)的數(shù)據(jù)測(cè)量存儲(chǔ)與顯示，實(shí)現(xiàn)入水自動(dòng)測(cè)量并存儲(chǔ)不同預(yù)定深度的水 體物理化學(xué)參數(shù)；測(cè)量特定深度不同時(shí)間的水質(zhì)參數(shù)，并可繪制各參數(shù)隨時(shí)間變化曲線； 自動(dòng)控制系統(tǒng)還可以與PC機(jī)串口連接，為研究工作提供可靠的實(shí)時(shí)原位數(shù)據(jù)的支持。本地下水地表水自動(dòng)定深原位采樣裝置的硬件結(jié)構(gòu)采取各部分功能相對(duì)獨(dú)立的 設(shè)計(jì)，可為取樣目的進(jìn)行自由組合并擴(kuò)展，能夠根據(jù)需要選擇相應(yīng)的測(cè)量參數(shù)或改變合適 的采樣方式。采樣機(jī)與采樣器之間通過(guò)電纜連接，解決了水上與水下控制裝置之間通信和 采樣器升降的問(wèn)題；采樣器控制裝置位于采樣器的底部隔層內(nèi)，避免與水的接觸，增強(qiáng)了裝 置的絕緣性能；控制系統(tǒng)還設(shè)置有自動(dòng)和手動(dòng)工作模式，當(dāng)條件不滿足自動(dòng)工作模式的要 求時(shí)，可采用手動(dòng)工作模式，滿足不同的需求。本實(shí)用新型的采樣支架采用的是簡(jiǎn)單合理的 硬件組裝結(jié)構(gòu)，方便攜帶，易于拆裝，為施工的運(yùn)輸及安裝提供了極大的便捷。取樣器蓋上透氣孔設(shè)有止回閥，防止取樣器上部進(jìn)水，同時(shí)排除取樣器內(nèi)氣體，該 結(jié)構(gòu)取樣器通過(guò)與業(yè)內(nèi)兩種先進(jìn)的取樣裝置(水斗取樣器和蠕動(dòng)泵)進(jìn)行取樣對(duì)比試驗(yàn)， 充分證明了其在揮發(fā)性有機(jī)污染水樣采集上的優(yōu)越性，同時(shí)證明在無(wú)機(jī)樣品采集上三種取 樣裝置有良好的可比性。用三種取樣裝置同一時(shí)間段平行采集三組地下水樣品，_4°C避光保存，當(dāng)天送檢， 進(jìn)行取樣方法對(duì)比試驗(yàn)。有機(jī)分析樣品送檢香港ALS實(shí)驗(yàn)室，分析有機(jī)污染組分160項(xiàng)。無(wú) 機(jī)分析樣品送檢廣東省物料實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中心，分析無(wú)機(jī)組分38項(xiàng)。相同時(shí)間段，同樣取樣點(diǎn)，同一操作人員，在操作過(guò)程無(wú)可析出目標(biāo)污染物質(zhì)的潛 在污染源存在的情況下，不同取樣裝置采集水樣中揮發(fā)性有機(jī)組分檢出值越小，表征該方 法在樣品采集過(guò)程中對(duì)揮發(fā)性組分造成的損失越大。把各檢出某揮發(fā)性有機(jī)組分最大值的 樣品視為該樣品在采集過(guò)程中對(duì)該組分損失為零，計(jì)算在樣品采集過(guò)程中三種取樣裝置對(duì) 不同揮發(fā)性有機(jī)污染物的相對(duì)損失程度(公式1、表1)，并求出每種取樣方法樣品采集過(guò)程 中對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的平均損失程度(公式2)，結(jié)果如圖1所示以各項(xiàng)檢出有機(jī)污染 組分最大值為基準(zhǔn)，本實(shí)用新型、水斗取樣器和蠕動(dòng)泵對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的平均損失程度分別為0%、5. 76%和43. 19%，顯而易見(jiàn)本實(shí)用新型在獲取揮發(fā)性有機(jī)污染組分含量的 水樣采集工作中優(yōu)于水斗取樣器和蠕動(dòng)泵取樣。
Lij 在樣品采集過(guò)程中取樣裝置i對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物j的相對(duì)損失程度。 Zfflax 采用三種取樣裝置檢出的揮發(fā)性有機(jī)污染物j的最大濃度。 Zij 采用取樣裝置i采集的樣品檢出的揮發(fā)性有機(jī)污染物j的濃度。 Li 在樣品采集過(guò)程中取樣裝置i對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的平均損失程度。 Mi 取樣裝置i檢出有機(jī)污染組分?jǐn)?shù)量。 表1不同取樣裝置對(duì)檢出揮發(fā)性有機(jī)組分損失程度表(％ ) 無(wú)機(jī)分析數(shù)據(jù)顯示，三種取樣裝置采集的水樣分析結(jié)果有較好的對(duì)應(yīng)性，由于分 析結(jié)果無(wú)真實(shí)值參考，對(duì)不同取樣裝置獲取的樣品分析數(shù)據(jù)按相對(duì)偏差進(jìn)行計(jì)算(公式 3)，統(tǒng)計(jì)每種取樣裝置獲取的測(cè)試結(jié)果相對(duì)于其他兩種取樣裝置獲取的測(cè)試結(jié)果相對(duì)偏差 的分布區(qū)間。依據(jù)《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范》(DZ/T0130-2006)和《多目標(biāo)區(qū)域 地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范》(DD2005-01)相關(guān)規(guī)定，檢出濃度小于0. 025mg/L分析組分實(shí)驗(yàn)室分析 相對(duì)偏差小于30%即為合格，因而統(tǒng)計(jì)時(shí)摒棄濃度小于0. 025mg/L相對(duì)偏差小于30%的分 析結(jié)果，對(duì)于濃度大于0. 025mg/L的分析結(jié)果，由于無(wú)實(shí)驗(yàn)室允許相對(duì)偏差值，無(wú)法進(jìn)行剔 除，分為超過(guò)10%、超過(guò)20%和超過(guò)30%的分析組分個(gè)數(shù)三個(gè)區(qū)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表2)，結(jié)果 表明三種取樣裝置對(duì)水樣無(wú)機(jī)組分的影響程度差別不大，從相對(duì)偏差超過(guò)10%和20%分 析組分個(gè)數(shù)來(lái)看，三種取樣裝置優(yōu)劣順序依次為蠕動(dòng)泵、本實(shí)用新型和水斗取樣器，從相 對(duì)偏差超過(guò)30%分析組分個(gè)數(shù)來(lái)看，本實(shí)用新型優(yōu)于另外兩種取樣裝置。 Δ 相對(duì)偏差a、b 同一測(cè)試組分采用不同取樣裝置獲得的測(cè)試值表2不同取樣裝置樣品分析結(jié)果相對(duì)偏差分布區(qū)間統(tǒng)計(jì)(個(gè))
圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中采樣機(jī)部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1中采樣器部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型揮發(fā)性有機(jī)組分檢出情況和平均損失程度對(duì)照參考圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1 圖4所示，本實(shí)用新型包括采樣機(jī)1、控制面板、跨繞采樣機(jī)電纜的采樣 支架3以及連接在電纜自由端的采樣器2。采樣機(jī)1包括采樣機(jī)控制裝置12、減速電機(jī)13、絞線盤(pán)14、編碼器16、滑輪17和 機(jī)械底座11 ；其中減速電機(jī)13、絞線盤(pán)14、滑輪17和編碼器16均固定連接在機(jī)械底座11 上；采樣機(jī)控制裝置12電連接減速電機(jī)13和編碼器16，編碼器16與滑輪17軸向連接，減 速電機(jī)13與絞線盤(pán)14軸向連接，絞線盤(pán)14上的電纜15繞過(guò)滑輪17，再跨繞過(guò)采樣支架3 后，電纜15的自由端連接采樣器2。采樣機(jī)控制裝置12的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接控制面板，控制面板包括有機(jī)玻璃外 殼、IXD顯示器、鍵盤(pán)、工作模式指示燈、電源電量指示燈和報(bào)警蜂鳴器。用鍵盤(pán)輸入采樣深 度及選擇工作模式；IXD顯示采樣與水質(zhì)參數(shù)信息，具體包括水位埋深、采樣深度、時(shí)間、水 質(zhì)參數(shù)(PH值、電導(dǎo)率和溫度及這些水質(zhì)參數(shù)隨時(shí)間變化曲線)；工作模式指示燈用于指示 所選模式；電源電量指示燈用于工作模式選擇與電池充電參考；采樣器到達(dá)水面和采樣完 成時(shí)報(bào)警蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。采樣器2包括采樣器控制裝置21、水位傳感器24、溫度傳感器25、pH值電極26、 電導(dǎo)率電極27、電磁閥22以及取樣器；采樣器控制裝置21分別與電磁閥22、各傳感器之間 電連接；采樣器控制裝置21和電磁閥22安裝在取樣器底部封閉的隔層內(nèi)，隔層的上部為取 樣桶，取樣桶外壁上設(shè)置有固定夾28，用于固定各傳感器24 27 ；取樣桶的底部為過(guò)水隔 板，上部為通過(guò)內(nèi)控卡固定的IL半揮發(fā)性有機(jī)采樣瓶和40ml揮發(fā)性有機(jī)采樣瓶，取樣桶蓋 與取樣桶主體螺紋連接，桶蓋上設(shè)有止回閥排氣孔。采樣機(jī)1通過(guò)采樣機(jī)控制裝置12的控制可以實(shí)現(xiàn)采樣器2的定位與提升功能；控 制面板完成工作模式設(shè)置，水質(zhì)參數(shù)信息顯示與電池電量指示；采樣器控制裝置21可以完 成自動(dòng)取樣，同時(shí)還具備在線實(shí)時(shí)測(cè)量水質(zhì)參數(shù)的功能；采樣機(jī)控制裝置12與采樣器控制 裝置21均可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及相互通信等功能。本實(shí)用新型工作過(guò)程如下在地下水采集與測(cè)量中，采用本實(shí)用新型正確連接后，給各控制裝置通電，可通過(guò) 控制面板鍵盤(pán)選擇自動(dòng)取樣模式和手動(dòng)取樣模式，在自動(dòng)取樣模式下還設(shè)置有自動(dòng)定深取 樣、單次測(cè)量、多次測(cè)量、連續(xù)測(cè)量四種模式。下面分別就各種模式進(jìn)行詳細(xì)描述。(1)手動(dòng)工作模式[0046]采用手動(dòng)工作模式時(shí)，采樣機(jī)控制裝置12將設(shè)置信息通過(guò)電纜15傳輸?shù)讲蓸悠?控制裝置21，取樣以手動(dòng)方式進(jìn)行。采樣器控制裝置21收到手動(dòng)模式信息后啟動(dòng)自動(dòng)定時(shí) 延時(shí)，該定時(shí)延時(shí)為采樣器2手動(dòng)下放到水中所需時(shí)間；延時(shí)到后，采樣器控制裝置21發(fā)出 信號(hào)使電磁閥22打開(kāi)，進(jìn)行取樣；再經(jīng)過(guò)2min延時(shí)后，取樣瓶已裝滿水樣，采樣器控制裝置 21再控制電磁閥22關(guān)閉。經(jīng)過(guò)大于采樣器控制裝置21設(shè)定的自動(dòng)取樣總延時(shí)后，手動(dòng)提 出采樣器2，返回地表完成取樣過(guò)程。(2)自動(dòng)工作模式采樣器控制裝置21開(kāi)啟并通過(guò)控制面板預(yù)設(shè)所需參數(shù)(如水深等)后，無(wú)需人工 干預(yù)，自動(dòng)完成取樣過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)取樣。同時(shí)準(zhǔn)確采集預(yù)定深度和時(shí)間的水樣，實(shí)現(xiàn)精 確定深定時(shí)取樣。當(dāng)取樣系統(tǒng)以自動(dòng)方式工作時(shí)，采樣機(jī)控制裝置12發(fā)出制動(dòng)信號(hào)，電機(jī) 工作在制動(dòng)狀態(tài)。a.自動(dòng)定深取樣模式選擇自動(dòng)定深取樣模式，可完成自動(dòng)定深取樣過(guò)程與水位埋深測(cè)量?？刂泼姘錖CD 可顯示所設(shè)定的采樣深度，采樣機(jī)控制裝置12將鍵盤(pán)輸入的工作模式與水深等參數(shù)傳輸 到采樣器控制裝置21，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)開(kāi)始工作；電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絞線盤(pán)14轉(zhuǎn)動(dòng)下放電纜15， 電纜15通過(guò)滑輪17帶動(dòng)連接編碼器16的輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器16同步轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)編碼器16 反饋脈沖信號(hào)，由采樣機(jī)控制裝置12捕捉到脈沖以計(jì)算電纜15下放長(zhǎng)度，進(jìn)而得出采樣器 2的垂直位置，實(shí)現(xiàn)采樣器2的定位。電纜15下行的同時(shí)，其自由端的采樣器2也隨之下行，當(dāng)采樣器2達(dá)到水面時(shí)，水 位傳感器24由于浮力作用導(dǎo)通電路，給出采樣器控制裝置21—電信號(hào)，采樣器控制裝置21 捕捉到此信號(hào)之后將其傳輸至采樣機(jī)控制裝置12，觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)采樣機(jī)控制裝置 12根據(jù)已捕捉到的編碼器16脈沖數(shù)，計(jì)算出采樣器2的垂直位置，即水位埋深，并由LCD顯 示水位埋深。采樣器2到達(dá)指定深度后，根據(jù)捕捉到的編碼器16脈沖采樣機(jī)控制裝置12制動(dòng) 電機(jī)并向采樣器控制裝置21發(fā)出采樣信號(hào)，采樣器控制裝置21發(fā)出信號(hào)開(kāi)啟電磁閥22， 水在原位進(jìn)入采樣器2，同時(shí)IXD顯示該采樣時(shí)刻；同時(shí)采樣器控制裝置21又啟動(dòng)2min延 時(shí)，延時(shí)到后，水已裝滿，再自動(dòng)控制關(guān)閉電磁閥22，采樣完成并由采樣器控制裝置21向采 樣機(jī)控制裝置12發(fā)出信號(hào)。采樣機(jī)控制裝置12接收到采樣器控制裝置21取樣完成的信號(hào)后，發(fā)出指令控制 電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，向上提升采樣器2。采樣器2上提過(guò)程中，編碼器16繼續(xù)工作，采樣機(jī)控制 裝置12通過(guò)捕獲脈沖計(jì)算電纜15的長(zhǎng)度，并與設(shè)定取樣深度進(jìn)行比較；相等時(shí)，說(shuō)明采樣 器2到達(dá)地面，電機(jī)制動(dòng)，取樣過(guò)程結(jié)束，采樣機(jī)控制裝置12觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警。b.單次測(cè)量模式啟動(dòng)單次測(cè)量模式時(shí)，地下水自動(dòng)定深原位采樣裝置將完成自動(dòng)定深取樣和水位 埋深測(cè)量，主要測(cè)量水樣的水溫、PH值以及電導(dǎo)率。單次測(cè)量模式下水位埋深測(cè)量和自動(dòng)定深取樣過(guò)程與自動(dòng)定深取樣模式相同。不 同的是當(dāng)采樣器控制裝置21開(kāi)啟電磁閥22的同時(shí)，將啟動(dòng)更長(zhǎng)的延時(shí)，期間將依次測(cè)試水 體的溫度、PH值以及電導(dǎo)率，測(cè)試完成后自動(dòng)存儲(chǔ)，并由采樣器控制裝置21將水質(zhì)參數(shù)發(fā) 送到采樣器控制裝置21，將水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示并顯示時(shí)間信息；延時(shí)到后，電磁閥22關(guān)閉，采樣器控制裝置21向采樣機(jī)控制裝置12發(fā)出采樣與測(cè)量完成的信號(hào)。自動(dòng)測(cè)量水樣的溫度、PH值以及電導(dǎo)率過(guò)程為采樣器控制裝置21啟動(dòng)延時(shí)后， 將使能模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，開(kāi)始讀取溫度傳感器25、pH值電極26和電導(dǎo)率電極27的測(cè) 量數(shù)值，測(cè)量完成后將所測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲蓸悠骺刂蒲b置21，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析，進(jìn)而傳輸 給采樣機(jī)控制裝置12。采樣機(jī)控制裝置12接收到采樣及測(cè)量完成的信號(hào)后上提采樣器2，過(guò)程與自動(dòng)定 深取樣模式過(guò)程一致。測(cè)量的參數(shù)通過(guò)RS485通信方式傳輸給采樣機(jī)控制裝置12并在控 制面板的IXD上進(jìn)行顯示，同時(shí)采樣機(jī)控制裝置12還可以通過(guò)串口傳送到PC機(jī)進(jìn)行水質(zhì) 參數(shù)數(shù)據(jù)顯示。c.多次測(cè)量模式啟動(dòng)多次測(cè)量模式時(shí)，可完成水位埋深測(cè)量，實(shí)現(xiàn)不同深度水樣的水溫、pH值以及 電導(dǎo)率的測(cè)量。采樣機(jī)控制裝置12可輸入所需測(cè)量的次數(shù)與測(cè)量的深度，例如需對(duì)4個(gè) 不同的深度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可設(shè)定4個(gè)深度，再分別輸入深度值。當(dāng)采樣器2到達(dá)第一個(gè)深度前，工作過(guò)程與自動(dòng)取樣模式一致。到達(dá)一個(gè)深度時(shí)， 電機(jī)制動(dòng)，采樣器2開(kāi)始一次水質(zhì)參數(shù)的測(cè)量，過(guò)程與單次參數(shù)測(cè)量一樣，不同的電磁閥22 不會(huì)打開(kāi)取水樣。當(dāng)采樣機(jī)1延時(shí)到后，啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)采樣器2繼續(xù)下行，同時(shí)采樣 器2啟動(dòng)又一次延時(shí)，過(guò)程與第一次定深相同。如此往復(fù)直至全部設(shè)定深度水質(zhì)參數(shù)測(cè)量完 成；之后，采樣機(jī)控制裝置12控制電機(jī)帶動(dòng)采樣器2上行，過(guò)程與自動(dòng)定深取樣模式一致。多次測(cè)量模式過(guò)程結(jié)束，測(cè)量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后通過(guò)RS485方式傳輸給采樣機(jī)控制裝 置12，同時(shí)也可經(jīng)過(guò)采樣機(jī)1串口上傳至PC機(jī)進(jìn)行顯示與分析。d.連續(xù)測(cè)量模式啟動(dòng)時(shí)，地下水自動(dòng)定深原位采樣裝置將完成水位埋深，特定深度的水溫、pH值以 及電導(dǎo)率的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量。由鍵盤(pán)選擇連續(xù)測(cè)量工作模式、輸入水深和測(cè)量時(shí)間，測(cè)量時(shí) 間信息將由采樣機(jī)控制裝置12發(fā)送至采樣器控制裝置21。當(dāng)采樣器2到達(dá)指定深度前，工作過(guò)程與自動(dòng)取樣模式一致。到達(dá)指定深度后，采 樣器2開(kāi)始測(cè)量溫度、pH值和電導(dǎo)率三種水質(zhì)參數(shù)，并將測(cè)得的參數(shù)傳輸至采樣機(jī)控制裝 置12 ；采樣機(jī)控制裝置12將水質(zhì)參數(shù)與測(cè)量時(shí)刻進(jìn)行存儲(chǔ)，并將參數(shù)值實(shí)時(shí)顯示在控制 面板的LCD上；此時(shí)還可通過(guò)鍵盤(pán)選擇將各水質(zhì)參數(shù)隨時(shí)間變化的實(shí)時(shí)曲線繪制出來(lái)，進(jìn) 行直觀顯示。測(cè)量時(shí)間到，采樣器2停止測(cè)量，同時(shí)向采樣機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出測(cè)量完成信號(hào)。蜂鳴 器報(bào)警，采樣機(jī)控制裝置12將啟動(dòng)電機(jī)，提升采樣器2，此過(guò)程與自動(dòng)取樣模式相同。連續(xù)測(cè)量模式過(guò)程結(jié)束，測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)RS485方式傳輸給采樣機(jī)控制裝置12并 進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)也可經(jīng)過(guò)采樣機(jī)1串口上傳至PC機(jī)進(jìn)行顯示與分析。
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權(quán)利要求水樣自動(dòng)原位采集分析儀，它包括取樣器，其特征在于它還包括采樣機(jī)(1)、跨繞采樣機(jī)電纜的采樣支架(3)以及連接在電纜自由端包含取樣器的采樣器(2)；所述采樣機(jī)(1)包括固定連接在機(jī)械底座(11)上的減速電機(jī)(13)、絞線盤(pán)(14)、滑輪(17)和編碼器(16)和與減速電機(jī)(13)、編碼器(16)電連接的采樣機(jī)控制裝置(12)，編碼器(16)與滑輪(17)軸向連接，減速電機(jī)(13)與絞線盤(pán)(14)軸向連接；所述取樣器作為采樣器(2)的一部分位于采樣器(2)內(nèi)，采樣器(2)還包括設(shè)置在取樣器取樣桶外壁上的固定夾(28)以及通過(guò)固定夾(28)連接的傳感器和與傳感器電連接的采樣器控制裝置(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水樣自動(dòng)原位采集分析儀，其特征在于所述采樣器控制裝置 (21)位于采樣器(2)底層，底層與取樣器(2)之間設(shè)置有隔板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水樣自動(dòng)原位采集分析儀，其特征在于所述傳感器采用水位 傳感器(24)、溫度傳感器(25)、pH值電極(26)和電導(dǎo)率電極(27)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種地表水地下水自動(dòng)定深原位采樣裝置，包括采樣機(jī)、控制面板、跨繞采樣機(jī)電纜的采樣支架以及連接在電纜自由端的采樣器；采樣機(jī)與采樣器均設(shè)置有控制裝置，控制裝置間可實(shí)現(xiàn)取樣過(guò)程的自動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)設(shè)有自動(dòng)和手動(dòng)工作模式，自動(dòng)模式時(shí)無(wú)需人工干預(yù)，全自動(dòng)完成取樣過(guò)程，可準(zhǔn)確采集預(yù)定深度水樣并做時(shí)間記錄；采樣支架采用簡(jiǎn)單合理的硬件組裝結(jié)構(gòu)，方便攜帶，易于拆裝；可實(shí)現(xiàn)預(yù)定深度原位采集水樣，避免了水樣與外界大氣系統(tǒng)或不同層位水體接觸，減少了揮發(fā)性組分損失，大大降低了取樣過(guò)程交叉污染，同時(shí)可進(jìn)行水樣物理參數(shù)和水質(zhì)參數(shù)的原位測(cè)量并自動(dòng)存儲(chǔ)傳輸讀取參數(shù)，可分別測(cè)量不同深度與同一位置不同時(shí)刻的水質(zhì)參數(shù)。
文檔編號(hào)G01N1/10GK201653744SQ200920254868
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者劉景濤, 孫繼朝, 張玉璽, 陳璽, 韓雙平 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所