专利名称：深水型水质测量多点取样器的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境水质监测及水文测量技术，具体地涉及一种用于监测分析水体质量的深水型水质测量多点新型取样器。
背景技术：
随着水资源开发利用的强度和速度的加大和人们生态环境意识的日益增强，国内外对水环境问题逐渐重视，目前国内在环境保护及项目环境评价相关工作中均将水环境作为重点。作为水环境评价指标的水质要素是衡量水域破坏程度和饮用水是否健康的重要指标，准确的水质指标能为环保提供可靠的依据，其中水样采集是一项重要的工作环节。它不是简单的进行水样收集，而作为供分析的水样要有代表性，并能准确反映水质参数的浓度和指标[池靖等.环境水样采集过程中的质量保证措施[J].环境监测管理与技术，2007,2:57 59]。影响水样采集的因素有很多，如采样点、采样仪器、采样体积、采样方法乃至水样的保存等，任何一个因素的变化都可能导致分析结果的改变[张敬东.水质监测不能轻视的一步-水样采集[J].云南环境科学，1996，6:59 60]。所以如何使采集的水样真实准确地反映水质情况，是监测分析工作首先必须解决的问题。由于海洋、湖泊底层水体对于污染物的吸附和释放具有决定性影响[黄文典，李嘉等.含沙量对水体耗氧有机污染物降解耗氧影响[J].人民长江,2005，4:55 57],而污染物在垂向水深的变
化规律也是反映水体污染情况的重要指标[李洪，李嘉等.泥沙的分形表面和分形吸附模型[J].水利学报，2003, 3: 14-17],因此能够定深进行水样采集是水环境监测的首要问题及技术难点。
我国具有世界最多的水能资源，特别是西部地区水电开发的规模逐年扩大。修建电站便形成巨大的深水水库，而由此便带来诸多环境问题。其中，水库的形成改变了原有河道的水温分布规律，近库底的深水层水温较低且垂向水温有明显的变化，这对鱼类等水生生物生长繁殖及沿岸农作物的灌溉会产生非常严重的影响[邓云，李嘉等.水库温差异重流模型的研究[J].水利学报,2003，7:7 11]。同时，受水温分层影响而导致的污染物扩散规律的变化；近库底底泥对污染物释放规律都是十分重要的研究课题；而由于汛期泥沙造成的水库内含沙浑水的运动会对水库寿命产生重要影响。因此针对上述水环染物扩散规律的变化；近库底底泥对污染物释放规律都是十分重要的研究课题；而由于汛期泥沙造成的水库内含沙浑水的运动会对水库寿命产生重要影响。因此针对上述水环境问题，必须在水库成库后对水体进行取样分析研究温度、含沙量及污染物含量等指标[邓云，李嘉等.排入湖泊的含沙水流三维运动特性研究[J].水动力学研究与进展A，2001,9:295~302]。这也就需要对较深水体进行取样观测，传统的取样手段只能获取表层水体，缺乏可靠手段进行深水水样采集，部分采用抽水获得水样的方式效率较低，且定深效果较差，对之后水样的分析研究产生负面影响。国外已有部分应用于海洋的自动化取样机械，但造价昂贵且工程原理复杂，维护成本高，难于进行推广。
随着我国西部山区水电、矿业等能源行业的发展，也为了满足环境保护的迫切要求，就迫切需要一种造价合理、工作原理简单的采集仪器，而本发明的实施也就具有了现实的应用意义。
发明内容
本发明的目的正是针对现有技术中所存在的缺陷，特别是针对水域深层水体定位取样的技术需求，提供一种用于监测分析水体质量的深水型水质测量多点新型取样器。该取样器能满足深水水样采集在取样方式，定位准确性，取样体积和实地操作过程中的实际要求，且携带和储存方便，现场组装快速，能够适应野外监测工作的需要；其次，能够迅速准确地定位深度、及定量、多点、多体积取样；并尽可能快速进行水下容器内排气；从而能够满足水质参数COD BOD总磷总氮等的分析，且工作原理简单，造价较低。
为实现本发明的目的，本发明采用由以下措施构成的技术方案来实现的。本发明深水型水质测量多点取样器，包括外接电源，深度显示仪，控制开关，上联动电动阈门和下联动电动阀门，液位变送器及四个取样瓶构成的取样器主体，所述取样器主体的第一取样瓶，第二取样瓶，第三取样瓶和第四取样瓶由拧紧式固定环连接固定再连接到电缆连接线底端的钢缆部分，外接电源与深度显示仪和控制开关与电缆连接线电缆部分连接，上联动电动阀门和下联动电动阀门通过联动阀门控制连接线连接到电缆连接线的电缆部分后再与控制开关连接，液位变送器底端与取样瓶底端位于同一平面，液位变送器通过电缆连接线与控制开关和深度显示仪连接。
上述技术方案中，所述控制开关包括有电源开关，液位变送器开关，上联动电动阀门开关和下联动电动阀门开关集成的控制开关。
上述技术方案中，为在水体底部流速较高情况下取样，在联动电动阀门控制连接线
4底端的附加挂点上可加挂铅鱼，或其他重物，或相关水质检测探头。
上述技术方案中，所述取样器主体部分的取样瓶为透明工程材料制成，其上标刻有 体积刻度。
上述技术方案中，所述上联动电动阀门和下联动电动阀门分别设置在第一取样瓶上 方端口和下方端口。
本发明的工作原理是当取样器放入水体中时，设置在下面作为液位变送器探头的 水深传感器探测到水体深度，其信号由液位变送器转换为电信号，该电信号通过控制开 关控制，并输送到深度显示仪显示。
本发明具有的优点及产生的积极效果如下
1、 本发明取样器为模块化组成，组装方便快速，可根据实地观测需要对电缆线长 度和取样瓶数量及时进行调整。
2、 本发明可以定深、定量地进行水体取样，最大限度的减少人为原因造成的测量 误差。
3、 本发明工作原理简单，使用和携带方便、且造价低；为水利、环保及矿业部门 提供更便捷和更科学的采样仪器。
4、 本发明采用上下联动防水电动阀门进行水体取样，不但解决了现有单口取水破 坏流场的缺点，更重要的是解决了取样器在水中排气困难的技术难点，提高了取样效率 和准确性。
5、 本发明根据需要可以进行多点取样的调整，适应性强，便于推广。
图1本发明深水型水质测量多点取样器结构示意图2为图1中上下联动防水电动阀门联动工作状态示意图，图中，15上下联动电动 阀门闭合状态立面图；16上下联动电动阀门开启状态立面图；17上下联动电动阀门闭 合状态剖面图；18上下联动电动阀门开启状态剖面图。
图中，l外接电源；2深度显示仪；3控制开关；4电缆连接线；5上联动电动阀门； 6第一取样瓶；7第二取样瓶；8第三取样瓶；9第四取样瓶；10拧紧式固定环；11下 联动电动阀门；12联动电动阀门控制连接线；13液位变送器；14附加挂点。
具体实施例方式
下面结合附图并用具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明不仅限于实 施例中所描述的内容。
5图1中，本发明深水型水质测量多点取样器，包括外接电源l，深度显示仪2，控 制开关3，上联动电动阀门5和下联动电动阀门11，液位变送器13，取样器主体；其中 所述取样器主体包括第一取样瓶6，第二取样瓶7，第三取样瓶8和第四取样瓶9，外接 电源与深度显示仪和控制开关通过电缆连接线4电缆部分连接，四个取样瓶由拧紧式固 定环10连接固定，再连接到电缆连接线底端的钢缆部分，上联动电动阀门5和下联动 电动阀门11通过联动电动阀门控制连接线12连接到电缆连接线的电缆部分再与控制开 关连接，液位变送器13底端与取样瓶底端位于同一平面，液位变送器通过电缆连接线 与控制开关3和深度显示仪2连接。液位变送器探头的水深传感器探测到水体深度，其 信号由液位变送器转换为电信号，该电信号通过控制开关控制，并输送到深度显示仪显 示。
所述电缆连接线4包括电缆及用于加固的钢丝，如果待测水体深度超过300m，应增 加绞盘方便收取电缆连接线，如待测水体底部流速较高，可在电缆连接线底端附加挂点 加挂铅鱼或其他重物，或相关水质检测探头。
所述外接电源部分可根据野外观测的时间及强度选择交流或直流电源，通常采用蓄 电池组(2块 4块)方便携带。
所述液位变送器采用国产的水深传感器，250m测量范围且精度在0.1m左右可以满足 测量要求，同时变送器通过电缆将水深同步反映到测量人员的深度显示仪处，不存在控 制滞后时间。
上下联动电动阀门5和11的开启与闭合通过与联动电动阀门相连的控制连接线12，由 操作人员在控制开关3上发送信号来完成。上下联动电动阀门工作机理见附图2，关闭及 开启阀门瞬间完成，且防漏效果好。模块化组成的取样容器可以根据实地观测需要加挂 不同数量、容积的取样瓶，如果对同一测点不同深度水体进行取样时可以实现连续取样。
实施例
取样前，首先将外接电源1与电缆连接线4连接好，安装液位变送器13和深度显 示仪2及控制开关3于电缆连接线4的电缆部分，液位变送器底端与取样器主体底端位 于同一平面，用拧紧式固定环10固定第一取样瓶6、第二取样瓶7、第三取样瓶8及第 四取样瓶9，并连接于电缆连接线4的钢缆部分。上联动电动阀门5及下联动电动阀门 11通过联动电动阀门连接控制线12并入电缆连接线4的电缆部分，最终再连接至控制 开关3，至此，深水取样器组装完毕。
本实施例针对的是对水深100m的水电站水库中水体取样，以进行水质检测，在水
6体深度为100m、 50m、 25m、 10m分别取四个水样，由于水体不含强腐蚀性，取样器 主体的材质为透明工程塑料。
实际操作时，在水库检测过程中采用快艇作为交通工具，电源l采用2块组12v蓄 电池，电缆连接线4采用150m长度，电缆连接线底端附加挂点14加挂5kg重的铅鱼。 取样作业时，待快艇驶入水库待测点时，降低船速并尽量保持在同一位置。将取样器主 体部分中第一取样瓶6、第二取样瓶7、第三取样瓶8和第四取样瓶9，液位变送器13 和电缆连接线4缓慢放入水中，打开外接电源1和深度显示仪2，液位变送器13探头受 到压力将水深值反馈到深度显示仪中，待显示仪显示到某次取样的深度接近100m时， 放慢投放电缆连接线的速度，待刚好显示100m深时，打开控制开关3中控制第一取样 瓶的上下联动电动阀门开关，使得上联动阀门5及下联动阀门11同时开启，经过20s 的时间后，关闭上下联动电动阀门开关，并缓慢上提取样器，至水深为50m时，打开控 制第二取样瓶的上下联动电动阀门开关进行取样，同样如此，在25m深度又用第三取样 瓶进行取样，在10m深度再用第四取样瓶进行取样。
最后，取回取样器即可得到四点不同水深的水样，至此完成一次深水水样获取的过 程。为定量的准确的进行水质分析提供可靠保证。
权利要求
1. 一种深水型水质测量多点取样器，其特征在于包括外接电源(1)，深度显示仪(2)，控制开关(3)，上联动电动阀门(5)和下联动电动阀门(11)，液位变送器(13)及四个取样瓶构成的取样器主体，所述取样器主体的第一取样瓶(6)，第二取样瓶(7)，第三取样瓶(8)和第四取样瓶(9)由拧紧式固定环(10)连接固定再连接到电缆连接线底端的钢缆部分，外接电源(1)与深度显示仪(2)和控制开关(3)与电缆连接线(4)电缆部分连接，上联动电动阀门和下联动电动阀门通过联动阀门控制连接线(12)连接到电缆连接线的电缆部分后再与控制开关连接，液位变送器底端与取样瓶底端位于同一平面，液位变送器通过电缆连接线与控制开关和深度显示仪连接。
2. 根据权利要求1所述的深水型水质测量多点取样器，其特征在于所述控制开关(3)包括有电源开关，液位变送器开关，上联动电动阀门开关和下联动电动阀门开关集成的控制开关。
3. 根据权利要求l所述的深水型水质测量多点取样器，其特征在于在所述电缆连接线(4)底端的附加挂点(14)上可加挂铅鱼，或其他重物，或相关水质检测探头。
4. 根据权利要求1所述的深水型水质测量多点取样器，其特征在于所述取样器主体的取样瓶为透明工程材料制成，其上标刻有体积刻度。
5. 根据权利要求1所述的深水型水质测量多点取样器，其特征在于所述上联动电动阔门(5)设置在第一取样瓶(6)上方端口，下联动电动阀门(11)设置在第一取样瓶下方端口。
全文摘要
本发明涉及一种深水型水质测量多点取样器，包括电源，显示仪，控制开关，上下联动阀门，液位变送器，四个取样瓶组成的取样器主体，由固定环固定四个取样瓶再连接到电缆连接线底端钢缆部分，电缆线底端的液位变送器将取样瓶中水体信号转换为电信号，电信号通过集成的控制开关输送到显示仪显示，上下联动阀门通过联动阀门连接控制线并入电缆线再连接到控制开关。本发明上下联动阀门的设置解决了现有深水取样中排气困难的技术难点；该取样器模块化组成，组装方便快速；可定深定量地进行水体取样，还解决了现有单口取水破坏流场的缺点，同时关闭及开启阀门在瞬间完成，防漏效果好；从而提高了深水取样效率和准确性，实用性强，便于推广应用。
文档编号G01N1/16GK101464231SQ20081014812
公开日2009年6月24日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者安瑞冬, 易文敏, 嘉 李, 然 李, 李克锋, 云 邓 申请人:四川大学