一种分时自动水样采集器的制作方法

本发明属于水环境监测设备领域，具体涉及一种在水文测验中用于分时自动水样采集器。

背景技术：

自改革开放以来，我国社会、经济、以及人民生活水平迅速发展，但同时环境污染特别是水环境的污染问题日趋严重，业已成为当今社会关注的焦点。大力加强水环境监测保护已提上国家发展议程，然而由于监测成本过高，当前我国水环境监测的空间范围和时间强度都不足。由此，本发明从降低监测成本保证监测质量的角度出发，设计开发水环境监控水样采集设备。

当前国内水样采集大多仍然采用落后的人工收集方式。水样人工采集方式具有成本低廉等优点，但随着我国人力成本的增加，其经济优势越发不明显，并且其劳动强度大、时间周期长和样本数量准确性低，有时还存在有害于人身安全和人体健康的因素，因此发展与推广无人看守，并且可定时、定期、定量、定点高精度采集水样的自动水样采集设备势在必行。

自动水样采集设备大体由三大系统构成：分水系统、控制系统和动力系统。当前市面上已有设备中，分水系统大体有三种形式：旋转式，如北京市格雷斯普科技开发公司开发的FC-9624自动水质采样器，和浙江恒达仪器仪表有限公司的ZSC-B智能便携水样采样器；电子阀门式，如青岛聚创环保公司推出的JC-8000D水质自动采样器；轨道游程式，如潍坊金水华禹信息科技有限公司生产的HY-S-N自动水质采样器。这三种方式中，旋转式最简单易行，操控也最方便，因此采用最为普遍。（转动）控制系统动多采用电控法，如步进电机，以及曹建生等采用的扭杆开关，然而这些方式难以有效精确控制分水系统的转动幅度。动力系统大多采用电动机，然而电动机不但耗电，而且转速和转角都难控制。同时，市面上现有设备几乎都缺少冲洗功能，会导致残留在管道中的前期液体污染后期水样，难以保证采样精度，而且其过于复杂的设计和高昂的价格，导致难以大规模推广使用。

技术实现要素：

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种造价低、功耗低且具备水管冲洗功能的分时自动水样采集器。

技术方案：本发明一种分时自动水样采集器，其特征在于：其包括圆盘、螺纹杆、滚珠轴承、底盘、接水漏斗、分流管、水样瓶、横梁、支柱、永磁铁和电磁铁；所述螺纹杆的顶端穿过圆盘，且圆盘与螺纹杆固定连接，所述螺纹杆的底端通过滚珠轴承与底盘连接，所述螺纹杆上设有动力装置，且其可在动力装置的作用下带动圆盘水平转动；所述圆盘底面上竖直地设有若干铁杆，所述若干铁杆围绕螺纹杆一周均匀设置，所述接水漏斗固定在螺纹杆顶端，所述分流管固定在圆盘上，且分流管上端与接水漏斗底口连接，所述水样瓶的数量与铁杆的数量相同，所述水样瓶围绕螺纹杆一周均匀设置于分流管下方，且水样瓶瓶口对准分流管下口，起导流作用；所述横梁两端分别通过旋转件与设于底盘上的两个支柱连接，所述横梁上表面设有擒纵叉，且擒纵叉可随着横梁的转动而摆动，所述擒纵叉恰好擒住圆盘上的铁杆；所述横梁下表面设有支杆，所述永磁铁设于支杆上，且与设于底盘上的电磁铁相对。

所述动力装置包括旋转轮和橡皮筋，所述旋转轮固定在螺纹杆上，橡皮筋的一端固定不动，另一端缠绕固定在旋转轮上，所述旋转轮可在橡皮筋拉动下转动，并带动螺纹杆和圆盘转动。

所述圆盘上设有6、12、24或48根铁杆。

所述旋转件包括凹头螺钉和螺钉，所述凹头螺钉嵌于横梁一端，所述螺钉穿过支柱，且螺钉的尖端设于凹头螺钉的凹头中。

所述横梁一侧面上设有防止横梁过度旋转的止动杆。

还设有托盘，且底盘和水样瓶设于托盘上。

还设有循环定时开关，且电磁铁与循环定时器电连接。

还设有防雨罩，且防雨罩上设有容纳接水漏斗穿过的孔洞。

有益效果：

1、能使各个时段降雨或河水分别采入不同的水样瓶，便于进行降雨径流过程研究；

2、本仪器设备结构简结，实现方便，成本低廉；

3、本仪器可实现市面上现有自动水样采集器不具备的“水管冲洗功能”，可提高水样采集准确度。

4、本仪器采用橡皮筋提供转动驱动力，功耗较低。

附图说明

图1 为本发明的侧视示意图；

图2 为本发明的俯视示意图；

图3 为本发明的旋转件放大后视示意图。

其中，1为铁杆、2为圆盘、3为螺纹杆、4为滚珠轴承、5为底盘、6为旋转轮、7为橡皮筋、8为接水漏斗、9为分流管、10为水样瓶、11为托盘、12为横梁、13为凹头螺钉、14为螺钉、15为支柱、16为擒纵叉、17为永磁铁、18为电磁铁、19为止动杆。

具体实施方式

以下实施例只用来说明本发明的特点，并不用来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1所示，本发明是一种分时自动水样采集器，包括圆盘2、螺纹杆3、滚珠轴承4、底盘5、接水漏斗8、分流管9、水样瓶10、横梁12、支柱15、永磁铁17和电磁铁18；螺纹杆3的顶端穿过圆盘2，且圆盘2与螺纹杆3固定连接，螺纹杆3的底端通过滚珠轴承4与底盘5连接，螺纹杆3上设有动力装置，且其可在动力装置的作用下带动圆盘2水平转动；圆盘2底面上围绕螺纹杆3一周均匀竖直地设有24根铁杆1，接水漏斗8固定在螺纹杆3顶端，分流管9固定在圆盘2上，且分流管9上端与接水漏斗8底口连接，水样瓶10的数量为24个，水样瓶10围绕螺纹杆3一周均匀设于分流管9下面，且水样瓶10瓶口对准分流管9下口；横梁12两端分别通过旋转件与设于底盘5上的两个支柱15连接，横梁12上表面设有擒纵叉16，且擒纵叉16可随着横梁12的转动而摆动，擒纵叉16恰好擒住圆盘2上的铁杆1；横梁12下表面设有支杆，永磁铁17设于支杆上，且与设于底盘5上的电磁铁18相对。

上述旋转件（见图3）包括凹头螺钉13和螺钉14，凹头螺钉13嵌于横梁一端，螺钉14穿过支柱15，且螺钉14的尖端设于凹头螺钉13的凹头中。

上述横梁一侧面上设有防止横梁过度旋转的止动杆19（见图1）。

上述接水漏斗8、分流管9、铁杆1和圆盘2构成仪器的分水系统（见图1、2）：降雨或抽水泵抽取的水流通过接水漏斗8进入分流管9，在圆盘2的转动调节下流入不同的水样瓶10。

上述底盘5是仪器的基座：底盘5依靠螺纹杆3支撑分水系统平衡（见图1）。

上述螺纹杆3和滚珠轴承4构成仪器传动系统（见图1）：螺纹杆3与滚珠轴承4固定在一起，依靠滚珠轴承4可在底盘5上自由水平转动。

上述动力装置包括旋转轮6和橡皮筋7（见图1），旋转轮6固定在螺纹杆3上，橡皮筋的一端固定在底板上，另一端缠绕固定在旋转轮6上，橡皮筋7的弹性势能释放时驱动旋转轮6、螺纹杆3和圆盘2转动，并带动分水系统转动。

上述横梁12、凹头螺钉13、螺钉14、支柱15、擒纵叉16、永磁铁17、电磁铁18和止动杆19构成仪器转动控制系统（见图1、3）：当电磁铁18断电时，永磁铁17在磁力作用下吸住电磁铁18，带动擒纵叉16前倾，此时擒纵叉16的右叉擒住圆盘2上的一根铁杆1，圆盘2被束缚，处于静止状态；当电磁铁18通电时，电磁铁18在磁力作用下推开永磁铁17，带动擒纵叉16后仰，此时擒纵叉16的右叉释放圆盘2上的铁杆1，圆盘2在橡皮筋7拉动下转动，但转动中，擒纵叉16的左叉又擒住圆盘2上的下一根铁杆1，圆盘2又停下来；当电磁铁18再断电时，电磁铁18磁力消失，永磁铁17又吸住电磁铁18，带动擒纵叉16前倾，此时擒纵叉16的左叉释放圆盘2上的铁杆1，圆盘2又转动，但转动中，圆盘2上的铁杆1又被擒纵叉16的右叉擒住，圆盘2被迫停止转动。转动控制系统实现了分水系统按步转动，中间短时间停顿（便于冲洗输水管道）的功能。

上述分时自动水样采集器还可以设有托盘11，且将底盘5和水样瓶10设于托盘11上。

上述分时自动水样采集器还可以设有循环定时器，且循环定时器与电磁铁18连接。通过循环定时器设定时间间隔给电磁铁18定时通电断电，从而保障圆盘2按照设定的时间旋转，从而使得每个水样瓶准确地采集到降雨或抽水泵出流。

上述分时自动水样采集器还可以设有防雨罩，且防雨罩上设有容纳接水漏斗8穿过的孔洞。从而在采集降雨时，可避免雨水流落到水样瓶10中，破坏采集到的水样。

仪器的分水系统、传动系统、动力系统和转动控制系统组合在一起实现了分时自动采集水样的功能，其中动力系统用于驱动传动系统并带动分水系统转动；分水系统在转动中将水流引入不同水样瓶；转动控制系统则用于控制分水系统转动幅度，确保分流管9管口对准水样瓶，并实现中途（也即两水样瓶之间）停顿，便于利用水流冲洗分流管9和接水漏斗8。