专利名称：一种野外用便携式抽样装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种野外用便携式抽样装置及其使用方法，特别适合在野外缺乏动力时，在农田氮磷监测过程中用于抽取淋溶水和径流水，属于农业设备技术领域。
背景技术：
随着人们对农业环境安全的日益关注，特别是考虑农田氮磷养分淋失及径流损失对水体富营养化的影响，现在越来越多的研究集中于农田肥料的面源污染问题上。目前在田间建立氮磷淋失及径流损失的长期定位监测装置主要是原位土淋溶液收集器以及径流液收集池，如中国专利CN101246156公开的一种农田地下淋溶原位监测装置和中国专利CN101915684公开的一种简易径流液收集装置。原位监测装置或径流液收集装置均设置在地下，其原理都是把淋溶液或径流液收集到固定的容器中，然后再把液体抽取出来，分析测试氮磷浓度，再结合淋失液或径流液的体积，进而计算得出氮磷的损失量。在研究农田氮磷养分损失过程中，如何抽取径流液和淋溶液是目前面对的一个重大难题。如何在田间地头缺少电能及其它机械动力的情况下，把径流水从径流池底吸出来或把淋溶水从收集装置中吸取出来，都是一个令人头疼的问题。目前尚没有合适的抽取装置。很多研究课题组在开展这一工作上大多借用了医学上常用的脚踏式吸引器，用来帮助取水，但这个仪器在医学上主要用于帮助病人吸痰，吸取的液体量很少，一般不会超过I升的体积；虽然可以在田间用来收集试验小区的淋溶水(淋溶水的体积相对较少)，但效果不佳；如果用该脚踏式吸引器收集试验小区的径流水时就会遇到更大的麻烦，因为脚踏吸引器的收集器容积仅有1L，而每个试验小区收集到的径流液体积一般是几升至几十升，在用来抽取径流水时每当装满收集器后，需要倒干收集器再重新抽取，如此反复操作数十次，费工费时，效率较低。目前，随着人们对生活水平便利化程度的要求越来越高，直流便携式抽水机已经越来越受到人们的青睐。但一般的直流水泵都需要现接直流外供电源，控制水泵的运行需要通过断开和接通电源连接线，不仅不易携带，而且操作也极其不方便，另外，给直流电源充电很不方便。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种野外用便携式抽样装置及其使用方法，溶液收集室与水泵设置在一起，携带方便，极大满足了农田氮磷监测中径流液和淋溶液的抽取需要。本发明的技术方案如下—种野外用便携式抽样装置，包括壳体，其特征在于，壳体内设置有供电室、水泵室和溶液室，溶液室上部敞口，在供电室内设置有锂电池，供电室的外壳上设置有开关，水泵室内设置有水泵，所述的开关、水泵通过电线与锂电池电连接，所述的溶液室被隔板隔成溶液过滤室和溶液收集室，隔板的高度小于溶液室的高度，所述水泵的进水口连接进水管，进水管伸向壳体外，水泵的出水口连接出水管，出水管的管口通向溶液过滤室，溶液过滤室的底部呈漏斗状并设置有放渣口，溶液收集室为透明的，底部设置有放液口，放液口上连接放液阀。本发明优选的，供电室内还设置有锂电池充电器，锂电池充电器与锂电池相匹配，供电室的外壳上设置有充电口，所述的充电口、锂电池充电器通过电线与锂电池电连接。本发明优选的，所述溶液收集室的室壁上设置有刻度线。刻度线用以记录收集的径流或淋溶液的体积，取样时通过放液阀配合溶液收集室上的刻度线即可得知取样的多少，无需重新量取，取样方便直接。所述溶液过滤室的容积小于溶液收集室的容积，优选的，溶液过滤室的最大容积为溶液收集室最大容积的1/2。此种设计的优点既便于收集液在此沉淀泥渣，同时又方便计量收集溶液的体积。本发明优选的，进水管的端部外罩设有过滤网罩，被过滤网罩罩住的进水管的管壁上均匀布有进水孔，所述的过滤网罩为多层不锈钢网罩。过滤网罩起过滤作用，可将大颗粒的泥沙阻挡在进水管的外部，避免进入抽样装置堵塞装置，进水孔可进一步起过滤作用。所述锂电池的电压为12疒24V，容量为8. OAtTlO. OAh，水泵的功率为50 200瓦。所述水泵出水口的直径大于水泵进水口的直径，优选，出水口直径为进水口直径的2 3倍。此种设计的优点，水泵抽样液抽至进水管具有一定的流速，由于出水口直径为进水口直径的2 3倍，抽样液经水泵进入出水口，流速降低放缓，防止抽样液直冲溶液过滤室，影响过滤效果。所述的供电室 、水泵室上还开设有供检修供电室内部电路、连接进水管用的安全门。所述的抽样装置的壳体上还设置有提手。本发明所述的溶液过滤室的底部呈漏斗有利于排渣，同时有利于抽样液中固体颗粒沉降至溶液过滤室底部。上述所述的水泵，水泵将抽至进水管，然后通过出水管进入溶液过滤室，当溶液过滤室的水位高于隔板的高度时,溶液过滤室内溶液溢流至溶液收集室,溶液过滤室对抽样的溶液起第二次过滤作用，溶液中的固体颗粒沉降至溶液过滤室的底部，当溶液过滤室渣子积累多时，可打开溶液过滤室底部的放渣口进行除渣。上述所述的溶液过滤室的最大容积为隔板的上边缘以下溶液过滤室所容纳液体的多少；溶液收集室最大容积为隔板的上边缘以下溶液收集室所容纳液体的多少。本发明还提供一种利用野外用便携式抽样装置对抽样液进行抽样的方法，包括步骤如下(I)、根据径流或淋溶装置的深度，确定抽样装置选用进水管的长度，进水管的一端接到水泵的进水口上，打开径流或淋溶收集装置的入口，把进水管设置有过滤网罩的一端伸到径流或淋溶收集装置的底部；( 2)、打开供电室开关，水泵通电工作，抽样液被抽吸至水泵内，抽样液由出水管缓缓进入溶液过滤室，控制抽样液从出水管流出的流速为5L/min，然后溢流至溶液收集室内；
(3)、当溶液收集室内溶液达到最大刻度线时，打开放液阀，分取抽样液至待测容器内密封，低温保存，备用。( 4)溶液收集室内溶液全部放出后，旋紧放液阀，再启动水泵，重复步骤(2 )、步骤
(3),直至径流或淋溶收集装置内的液体抽取完毕。分析测试氮磷浓度时，溶液过滤室的体积加上从溶液收集室分取的所有抽样液即为抽取溶液的总体积。打开放渣口，清理干净，准备分析测试计量下一个试验小区。本发明具有以下优良效果1、本发明所述的抽样装置由锂电池驱动水泵工作，将设置在地下的收集器内的径流液或淋溶液抽取出来，克服了野外缺少电能及其它机械动力水泵不能正常工作的技术难题，节省了人力物力，提高了抽样的工作效率。2、本发明的抽样装置溶液收集室的容积一般为IOL以上，解决了现有脚踏吸引器或机械抽样器吸取量少的缺点。3、本发明的溶液室与水泵室和供电室为整体结构，无需另外配置抽样液盛放器皿，出水管的管口直接通向溶液过滤室，节约了出水管的长度，整体结构紧密，外形设计简单，成本低廉。携带方便，便于户外使用。4、本发明的溶液收集室的室壁上设置有刻度线，取样时通过放液阀配合溶液收集室上的刻度线即可得知取样的多少，无需重新量取，取样过程简单且准确。
图1是本发明的便携式抽样装置结构示意图；图2为抽样装置进水管端部放大结构示意图；图3为本发明的进水管连接到径流或淋溶收集装置中使用结构示意图；其中，1、壳体；2、锂电池充电器；3、充电口 ；4、锂电池；5、开关；6、连接线；7、水泵；8、出水管；9、提手；10、放液阀；11、溶液收集室；12、溶液过滤室；13、放渣口 ；14、进水管；15、过滤网罩；16、进水孔；17、水泵室；18、供电室；19、径流或淋溶收集装置。
具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中使用的锂电池和水泵均为现有技术，其中锂电池是博今牌FL-3206高压3203水泵专用电瓶电池；水泵为博今3205自吸泵。实施例1 :一种野外用便携式抽样装置，结构如图1所示，包括壳体1，壳体I内设置有供电室18、水泵室17和溶液室，在供电室18内设置有锂电池4和锂电池充电器2，供电室18的外壳上设置有充电口 3、开关5，充电口 3、锂电池充电器2通过连接线6与锂电池4电连接，水泵7、开关5通过连接线6与锂电池4电连接。溶液室上部敞口，溶液室被隔板隔成溶液过滤室12和溶液收集室11,隔板的高度小于溶液室的高度，水泵7的进水口连接进水管14，进水管14伸向壳体I外，伸向壳体I外进水管14的端部外罩设有过滤网罩15，如图2所示，被过滤网罩15罩住的进水管的管壁上均匀布有进水孔16，过滤网罩15为多层不锈钢网罩。水泵7的出水口连接出水管8，出水管8的管口通向溶液过滤室12,溶液过滤室12的底部呈漏斗状并设置有放洛口 13,溶液收集室11为透明的，溶液收集室11的室壁上设置有刻度线，用以记录收集的径流或淋溶液的体积，取样时通过放液阀配合溶液收集室上的刻度线即可得知取样的多少，无需重新量取，取样方便直接。溶液收集室11的底部设置有放液口，放液口上连接有放液阀10。溶液过滤室12的容积小于溶液收集室11的容积,溶液过滤室12的最大容积为溶液收集室11最大容积的1/2，溶液过滤室的容积为10L。水泵7出水口的直径大于水泵进水口的直径，出水口直径为进水口直径的3倍，抽样液从出水管流出的速度变缓，最有利于溶液过滤室12的过滤沉降。锂电池4的电压为36V，容量为10. OAh，水泵7的功率为200瓦。供电室18、水泵室17上还开设有供检修供电室内部电路、连接进水管用的安全门。抽样装置的壳体I上设置有提手9，方便携带。如图3所示，水泵7将径流或淋溶收集装置19内的溶液抽至进水管14，然后通过出水管8进入溶液过滤室12，当溶液过滤室12的水位高于隔板的高度时，溶液过滤室12内溶液溢流至溶液收集室11，溶液过滤室12对抽样的溶液起第二次过滤作用，溶液中的固体颗粒沉降至溶液过滤室的底部，当溶液过滤室渣子积累多时，可打开溶液过滤室底12底部的放渣口 13进行排渣。实施例2 如实施例1所述的野外用便携式抽样装置，不同之处在于水泵7的功率为100瓦，溶液过滤室的容积为5L。水泵7出水口直径为进水口直径的2倍。实施例3 利用实施例1所述的野外用便携式抽样装置对抽样液进行抽样的方法，步骤如下I)、根据径流或淋溶装置的深度，确定抽样装置选用进水管的长度，进水管的一端接到水泵的进水口上，打开径流或淋溶收集装置的入口，把进水管设置有过滤网罩的一端伸到径流或淋溶收集装置的底部；2)、打开供电室开关，水泵通电工作，抽样液被抽吸至水泵内，抽样液由出水管缓缓进入溶液过滤室，控制抽样液从出水管流出的流速为5L/min，然后溢流至溶液收集室内；3)、当溶液收集室内溶液达到最大刻度线时，打开放液阀，分取抽样液至待测容器内密封，低温保存，备用；4)溶液收集室内溶液全部放出后，旋紧放液阀，再启动水泵，重复步骤2)、步骤3 )，直至径流或淋溶收集装置内的液体抽取完毕。
权利要求
1.一种野外用便携式抽样装置，包括壳体，其特征在于，壳体内设置有供电室、水泵室和溶液室，溶液室上部敞口，在供电室内设置有锂电池，供电室的外壳上设置有开关，水泵室内设置有水泵，所述的开关、水泵通过电线与锂电池电连接，所述的溶液室被隔板隔成溶液过滤室和溶液收集室，隔板的高度小于溶液室的高度，所述水泵的进水口连接进水管，进水管伸向壳体外，水泵的出水口连接出水管，出水管的管口通向溶液过滤室，溶液过滤室的底部呈漏斗状并设置有放渣口，溶液收集室为透明的，底部设置有放液口，放液口上连接放液阀。
2.根据权利要求1所述的野外用便携式抽样装置，其特征在于，供电室内还设置有锂电池充电器，锂电池充电器与锂电池相匹配，供电室的外壳上设置有充电口，所述的充电口、锂电池充电器通过电线与锂电池电连接。
3.根据权利要求1所述的野外用便携式抽样装置，其特征在于，所述溶液收集室的室壁上设置有刻度线。
4.根据权利要求1-3所述的任一野外用便携式抽样装置，其特征在于，所述溶液过滤室的容积小于溶液收集室的容积，优选的，溶液过滤室的最大容积为溶液收集室最大容积的 1/2。
5.根据权利要求1所述的野外用便携式抽样装置，其特征在于，进水管的端部外罩设有过滤网罩，被过滤网罩罩住的进水管的管壁上均匀布有进水孔，所述的过滤网罩为多层不锈钢网罩。
6.根据权利要求1所述的野外用便携式抽样装置，其特征在于，所述锂电池的电压为12疒24V，容量为8. OAtTlO. OAh，水泵的功率为20 100瓦。
7.根据权利要求1所述的野外用便携式抽样装置，其特征在于，所述水泵出水口的直径大于水泵进水口的直径，出水口直径为进水口直径的2 3倍。
8.根据权利要求1所述的野外用便携式抽样装置，其特征在于，所述的供电室、水泵室上开设有供检修供电室内部电路、连接进水管用的安全门。
9.一种用权利要求1所述的野外用便携式抽样装置对抽样液进行抽样的方法，步骤如下 (I )、根据径流或淋溶装置的深度，确定抽样装置选用进水管的长度，进水管的一端接到水泵的进水口上，打开径流或淋溶收集装置的入口，把进水管设置有过滤网罩的一端伸到径流或淋溶收集装置的底部； (2 )、打开供电室开关，水泵通电工作，抽样液被抽吸至水泵内，抽样液由出水管缓缓进入溶液过滤室，控制抽样液从出水管流出的流速为5L/min，然后溢流至溶液收集室内； (3)、当溶液收集室内溶液达到最大刻度线时，打开放液阀，分取抽样液至待测容器内密封，低温保存，备用。
(4)溶液收集室内溶液全部放出后，旋紧放液阀，再启动水泵，重复步骤(2)、步骤(3)，直至径流或淋溶收集装置内的液体抽取完毕。
全文摘要
本发明涉及一种野外用便携式抽样装置，壳体内设置有供电室、水泵室和溶液室在供电室内设置有锂电池，供电室的外壳上设置有开关，水泵室内设置有水泵，开关、水泵通过电线与锂电池电连接，溶液室被隔板隔成溶液过滤室和溶液收集室，隔板的高度小于溶液室的高度，水泵的进水口连接进水管，进水管伸向壳体外，水泵的出水口连接出水管，出水管的管口通向溶液过滤室，溶液过滤室的底部呈漏斗状并设置有放渣口，溶液收集室为透明的，底部设置有放液口，放液口上连接放液阀。克服了野外缺少电能及其它机械动力水泵不能正常工作的技术难题，节省了人力物力，提高了抽样的工作效率。解决了现有脚踏吸引器或机械抽样器吸取量少的缺点。
文档编号G01N1/14GK103033397SQ20121053567
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者张英鹏, 李彦, 孙明, 仲子文, 刘苹, 高新昊, 刘福敏 申请人:山东省农业科学院农业资源与环境研究所