[发明专利]一种活塞式可视水样采集仪

说明书

技术领域

本发明属于环境监测、环境治理及水体样本采集技术领域，涉及到河流、湖泊、水库的水体样本采集，特别涉及到含有悬浮物较多或水体形态复杂的水体样本采集。

背景技术

水体样本的采集与保存是水污染治理与研究的基础。随着时间推移，环境问题的积累效应越来越突出。如何有效采集具有代表性的水体样本成为水环境治理与研究的关键。河流、湖泊、水库等水体的底部沉积有大量的沉积态或絮凝态污染物，影响水体水质。尤其在我国东北地区，多年平均降雨量小，水库水量交换律低，经过多年运行，水库下层普遍存在絮凝物沉积现象，污染严重。随着经济发展，许多农业用水水库转变为城镇供水水库，用水目标的转变使水质标准大大提高。实际水库运行中，也已发生多次影响恶劣的水质突发事故。这些问题都与水体下层水质有密切关系，因此下层水体的水样提取成为研究问题的关键。

在水样采集时，需要确保采集的是指定深度实际状态下的水样，这就涉及到深度定位、水体交换、水样形态等问题。深度定位已有多种技术可以解决，但水体交换不仅与采水器的结构有关还与水体形态有关，对于河流水体需要在流速方向上有较强的交换能力，对于湖泊等静水体需要在垂向上有较强的交换能力。同时为了深入研究水污染问题，总是希望获得更多的水体信息，例如观察水下的情况，测定温度、水深等。综上所述，高效准确的采集代表性水体样本需具备多形态的微扰动样品采集和水体信息收集的功能。

目前，对于悬浮层水样采集，常用的主要有泵吸式采水器、基于“开-闭”原理的尼斯金瓶与南森瓶和水平水样采集器及其改进形式的采水器。其中泵吸式，例如夏自强（2006）介绍的蠕动泵深水采样器，可以采集不同深度的水样，但是采样时对水体扰动较大，尤其对水体中的絮状物质破坏严重，直接影响水质样本的代表性；基于“开-闭”原理的尼斯金瓶及南森瓶，例如德国HYDRO-BIOS公司生产的卡盖式采水器，对水体扰动较泵吸式要小，但只适用于湖库等静水体，对于河流等流动水体交换能力不足；水平采样器适用于河流等流动水体但对于湖库等静水水体，则水交换能力不充分；德国HYDRO-BIOS公司生产的Multi-Limnos自动水样采集器进水方式为单向进水，对水体中的絮状物扰动较大；德国SST公司生产的CTD48M温盐深仪可以测定水深、温度、盐分，但其价格昂贵达10万RMB，而且盐分相关指标可以采集水样回实验室进行分析。

显然，前述设备均不具备多形态微扰动样品采集功能，尤其是针对水库下层含有悬浮絮凝态的水样采集。需要研发具有微扰动（不破坏水体中絮状物）、适用于多种形态、观测水下情况等功能的采样器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一套不破坏水体中絮状物，适用于悬浮态物质含量大的水体和河流、湖泊、水库等多种流态的水体样本采集装置，该装置还具备水情观测、深度与温度测定功能。

本发明的技术方案是：

可视水样采集仪，主要有带有刻度的缆绳、触发器、缓冲板、桶体和活塞机构组成。

带有刻度的缆绳依次经下活塞板、连接杆、上活塞板、穿绳管、固定板、绳扣、受力板、支撑柱、触发板、触发锤穿出。

触发器（图2）从下至上由固定板、受力板、支撑柱、弹簧、触发板3-1构成。两个螺栓C固定在固定板外侧，穿出受力板0.5cm的长度，用以固定缆绳。固定在内侧的两个螺栓B经受力板、支撑柱、触发板穿出，用以留出触发空间。带刻度的缆绳穿过绳扣可以将整个装置的重量转移至受力板，触发板由弹簧支撑，弹簧内部设有支撑柱，支撑柱用以减少触发锤对受力板的冲击，其高度为可以使螺栓没入受力板为宜。

缓冲板上部有两个用以固定的块状物体，使缓冲板通过螺栓和桶体的上部连接，中心开有小孔。

桶体为上下通透的透明有机玻管，分为进水端和储水端，进水端在桶体下部的配重之上，沿圆周设有3个均匀分布的进水口，为防止应力集中，进水口的两端为半圆形，设计的3个均匀分布的进水口使得桶体的进水端在多种流态下都有充足的水交换。为了加固桶体，桶体外侧从上至下设有固定管A、固定管B和两个固定管C，其中固定管A配合销钉固定缆绳，在下放至指定水深时和缆绳一起承担拉力，所以固定管A较长，4个固定管都由销钉和桶体连接，底板由底板销钉固定在桶体底部，配重放置在底板上。