一种漂浮式水气分层同步采样装置的制作方法

本实用新型涉及一种漂浮式水气分层同步采样装置。

背景技术：

作为调查、监测水环境、水生态的内容之一，气体和水体的分层同步采集不仅在分析温室气体在水体中不同垂直深度上的溶存浓度变化有着重要价值；而且能够为探究水-气界面温室气体的通量动态、机制以及影响因子提供更有效的技术支持；同时，也是研究各水层污染物质、浮游生物等迁移扩散的必要手段。

目前，传统的采集装置多将采水装置和采气装置二者分离开来。采气、采水需要多人合作完成，且难以在同一采样点进行水近气体和水下水体的同步采集。就传统采水装置而言：有机玻璃采水器底部带有圆孔和浮板，采水器沉入水下时,水流通过浮板进入装置，取回时再利用水样重力封堵浮板，完成采水。此类采水器在采集过程中无法密封水样，容易接触空气，影响水中溶解性气体的测定，而且采集过程中对水体搅动较大，无法同步分层取样等问题突出，都影响了实验的准确性；柱式分层采水装置，虽然能对水样进行分层采集，但由于采集装置高度固定，采集深度同样一定，难以应对复杂的水下深浅环境，只适用于2-3m以内的浅水区。考虑到以上等多方面因素，需要一种水气同步分层采集且可调节采集深浅的装置，以方便对水环境进行精确研究。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种漂浮式水气分层同步采样装置，针对不同水体的水样、气样采集的问题，该装置不仅能够对近水面气样和水下水样进行同步采集，而且实现了不同水层的精准采样，满足了不同水深的采样需求，提高采样的精度和效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种漂浮式水气分层同步采样装置，其特征在于：包括箱体、漂浮板、采样支架、导气管、导水管、滑动取样管、三通阀抽气筒、采水瓶、真空泵、固定锚、连接卡环和止流阀，所述箱体为下底敞口、具有顶盖的中空圆柱体，所述顶盖上设置有多个通孔，漂浮板与箱体同轴且套设在箱体中下部，箱体的顶盖下表面连接采样支架；采样支架为多段式，包括多个竖直设置的杆体，杆体的一侧标记有刻度，与杆体标记有刻度的一侧相对的另一侧设置有T型凹槽，采样支架的末端连接固定锚；滑动取样管的外表面一侧设置有卡扣，所述卡扣呈T型且为弹性材质，卡扣的T型中线与滑动采样管的中线位于同一平面内且滑动采样管与卡扣呈工字型，在卡扣远离滑动采样管的一边中央开设有长方形凹槽，该长方形凹槽为沿垂直于T型中线所在平面方向的通槽，卡扣与T型凹槽配合，卡扣紧贴在T型凹槽远离刻度所在侧面的内壁上，装配后的采样支架与滑动采样管之间的卡扣为施力部位，在施力部位施加外力时，卡扣向中间聚拢脱离T型凹槽的限制以便沿T型凹槽上下滑动实现滑动取样管的精确定位，去除外力时，卡扣恢复原状抵靠在T型凹槽内以定位；导气管一端连接气中的滑动取样管，穿过顶盖上的相应通孔另一端连接三通阀抽气筒，导水管一端连接水中的滑动取样管，穿过顶盖上的相应通孔另一端连接采水瓶进口，采水瓶出口连接真空泵。

进一步地，采样支架拆卸式或固定式连接在箱体顶盖的下表面圆心处。

进一步地，杆体两端均设有圆孔，连接卡环先后穿过相邻杆体的相邻圆孔将杆体连接起来。

进一步地，与箱体顶盖相连接的杆体末端设置一圆孔，其他杆体两端均设有圆孔，连接卡环先后穿过相邻杆体的相邻圆孔以将杆体连接起来。

进一步地，导水管上设有止流阀。

进一步地，箱体为PVC材质，底面直径30cm、柱体高45cm、厚0.6mm。

进一步地，漂浮板固定在距离箱体下底面15cm处，漂浮板为聚苯乙烯材质，直径为60cm，厚度为6cm。

进一步地，采样支架的杆体为PVC材质，连接箱体的杆体长35cm，其他杆体均为50cm，横截面长宽分别为3cm、1.5cm；杆体两端钻有直径2.2mm的圆孔。

进一步地，滑动取样管外径为4.2mm、内径为3.3mm，滑动取样管采用聚氯乙烯制成。

进一步地，导气管与导水管的外径均为3.2mm、内径均为2.1mm，材料均为透明软聚氯乙烯。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1）可以实现近水气样和水下不同水层的水样的同步采集；

2）通过多段式采样支架，按需增加杆体，可以实现复杂水深环境的分层水样采集，增加采样的精度和深度；

3）装置简单，操作简单，造价低廉，可反复使用；

4）滑动采样管、T型凹槽和T型卡扣的设计，可通过滑动取样管的精确定位实现不同层的采样，结构巧妙。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型漂浮箱仰视示意图；

图3为本实用新型漂浮箱主视示意图；

图4为本实用新型采集支架示意图；

图5是本实用新型滑动取水管卡扣至采集支架凹槽内的俯视示意图；

图6是本实用新型滑动取水管与卡扣的主视和俯视示意图。

图中：1-箱体，2-漂浮板，3-采样支架，4a-导气管，4b-导水管，5-滑动取样管，6-三通阀抽气筒，7-采水瓶，8-真空泵，9-固定锚，10-连接卡环，11-止流阀，12-通孔，13-卡扣，14-T型凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-6所示, 一种漂浮式水气分层同步采样装置，包括箱体1、漂浮板2、采样支架3、导气管4a、导水管4b、滑动取样管5、三通阀抽气筒6、采水瓶7、真空泵8、固定锚9、连接卡环10和止流阀11，所述箱体1为下底敞口、具有顶盖的中空圆柱体，所述顶盖上设置有多个通孔12，漂浮板2与箱体1同轴且套设在箱体1中下部，箱体1的顶盖下表面连接采样支架3；采样支架3为多段式，包括多个竖直设置的杆体，杆体的一侧标记有刻度，与杆体标记有刻度的一侧相对的另一侧设置有T型凹槽14，采样支架3的末端连接固定锚9；滑动取样管5的外表面一侧设置有卡扣13，所述卡扣13呈T型且为弹性材质，卡扣13的T型中线与滑动采样管5的中线位于同一平面内且滑动采样管5与卡扣13呈工字型，在卡扣13远离滑动采样管5的一边中央开设有长方形凹槽，该长方形凹槽为沿垂直于T型中线所在平面方向的通槽，卡扣13与T型凹槽14配合，卡扣13紧贴在T型凹槽14远离刻度所在侧面的内壁上，装配后的采样支架3与滑动采样管5之间的卡扣13为施力部位，在施力部位施加外力时，卡扣13向中间聚拢脱离T型凹槽14的限制以便沿T型凹槽14上下滑动实现滑动取样管的精确定位，去除外力时，卡扣13恢复原状抵靠在T型凹槽14内以定位；导气管4a一端连接气中的滑动取样管5，穿过顶盖上的相应通孔12另一端连接三通阀抽气筒6，导水管4b一端连接水中的滑动取样管5，穿过顶盖上的相应通孔12另一端连接采水瓶7进口，采水瓶7出口连接真空泵8。

采样支架3拆卸式或固定式连接在箱体1顶盖的下表面圆心处。

杆体两端均设有圆孔，连接卡环10先后穿过相邻杆体的相邻圆孔以将杆体连接起来。

与箱体1顶盖相连接的杆体末端设置一圆孔，其他杆体两端均设有圆孔，连接卡环10先后穿过相邻杆体的相邻圆孔以将杆体连接起来。

导水管4b上设有止流阀11。

箱体1为PVC材质，底面直径30cm、柱体高45cm、厚0.6mm。

漂浮板2固定在距离箱体1下底面15cm处，漂浮板2为聚苯乙烯材质，直径为60cm，厚度为6cm。

采样支架3的杆体为PVC材质，连接箱体1的杆体长35cm，其他杆体均为50cm，横截面长宽分别为3cm、1.5cm；杆体两端钻有直径2.2mm的圆孔。

滑动取样管5外径为4.2mm、内径为3.3mm，滑动取样管5采用聚氯乙烯制成。

导气管4a与导水管4b的外径均为3.2mm、内径均为2.1mm，材料为透明软聚氯乙烯。

其中，箱体1通过外部环绕的漂浮板2在水面漂浮，上底面封闭下底面敞口，保证下底面与水体的畅通；固定锚9直接连接采样支架末段，用于固定漂浮装置，同时也使采样支架3的多段杆体与水平面保持垂直状态。

向装配后的采样支架3与滑动采样管5之间的卡扣13施力，因长方形凹槽的设计及其材质具有弹性，卡扣13会向中间聚拢脱离T型凹槽的限制以便沿T型凹槽14上下滑动实现滑动取样管的精确定位，去除外力时，卡扣13恢复原状抵靠在T型凹槽14内以定位；

采样操作方法如下：

采样时，首先使用固定锚9系绳放入水中测定水深，根据水深及采样需要增减采样支架3的杆体，并在采样支架3末端连接固定锚9；根据采样需要调节滑动取样管5高度，确保采气的滑动取样管在水面之上，采水的滑动取样管在水面之下，然后将导气管4a、导水管4b分别与其相应的滑动取样管5相连接，将所述采样装置放入水中，箱体1借漂浮板2的浮力部分漂浮于水面之上，固定锚9使采样支架与水平面保持自然垂直；最后将导气管4a、导水管4b另一端穿过顶盖上的相应通孔分别与抽气筒6、采水瓶7相连，并对通孔做出标记以区分导气管及不同取样深度的导水管以防出错。准备完毕，等待装置稳定后，依次打开真空泵8、止流阀11、三通阀，同时抽取气样和水样。

气样采集要求：打开三通阀后，预抽取两倍于导气管4a内部容积的气体量,再抽取气样，确保气样的准确性。

水样采集要求：在水样到达预期量时，关闭止流阀11，完成水样采集。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式的描述，并非限定了本实用新型的范围，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各类变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。