深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置的制作方法

本实用新型涉及一种深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置。

背景技术：

由于太阳辐射和水的理化特性，内陆深水湖泊和水库的水温沿水深呈明显的季节性分层分布。分层型水库表面水温明显高于中下层水温，造成溶解氧、硝酸盐、氮、磷等离子成层分布，进而导致下层水体浮游生物的种类和密度出现差异。对于深水类型湖泊和水库,仅仅在中上层水体采样是不够的，不能全面反映水体中浮游生物的分布状况。

湖沼学研究认为：浮游生物受光照、水温、食物、营养盐等因素的影响，在水体中尤其是在深水湖库中的垂直分布,通常为0～10m之间，10m 以下光线弱，浮游生物无论是种类还是数量均很少。鉴于此,国内对水体浮游生物的研究，采样深度一般都在10m以内。

在生态研究、水环境、水资源研究中，在水质取样时，需要最大限度减少对浮游生物的惊扰。

2016年06月29日公告授权的中国发明专利公开了一种推式定量分层取样器及其使用方法。该分层取样器只适合进行水底状沉积物取样。

无论采用水泵，还是采用活塞机构取样，都只能在某一固定深度吸取水样，而且取样时必然会对浮游生物、水层产生惊扰、甚至伤害，现有技术缺乏深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置及其方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何填补现有技术的上述空白，提供一种深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置。

为解决上述技术问题，本深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置包括绞筒、吊臂、滑轮和组合浮筒自动阀和取样圆管，其中绞筒固定在配用船上或配用桥梁上，吊臂可旋转地固定在配用船上或配用桥梁上，组合浮筒自动阀包括固定管和环形空心浮筒，所述固定管上设有一个锥孔部，该锥孔部下大，上小，锥孔部内设有倒圆台形的锥塞，该锥塞中心固定有一连杆，该连杆顶部设有挂孔，连杆中段两侧分别设有水平卡槽，所述环形空心浮筒就套在固定管上，固定管顶部设有两个相对突板，每个突板上铰接有一个杠杆，杠杆一侧长，一侧短，杠杆短端设有水平卡柱，杠杆长端固连一个浮球，两个杠杆分别位于所述连杆两侧，两个杠杆的水平卡柱可分别从两侧卡在对应的水平卡槽内，锥塞与所述锥孔部组成一个密封阀，所述挂孔内系有一拉绳，该拉绳跨过所述滑轮后，固定在所述绞筒上，该绞筒配有一个摇柄，所述吊臂一侧固定有转臂，所述取样圆管顶部通过螺纹与固定管下端密闭相连，所述取样圆管为伸缩套管，或所述取样圆管共有多个，且各个取样圆管长度均不相同。

经研究，浮游生物的垂直迁移范围多在5米以内，而本深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置中的取样圆管长度达10米，可以在早晨、中午、下午、甚至夜间采集10米水深内的所有浮游生物，特别适合5-8 米范围取样。同时，本真空取样装置由于没有任何水泵或活动部件，对浮游生物的干扰最小，采样准确，方便。便于研究各个时间段浮游生物的分布情况。如此设计，可以在水质取样时，最大限度地减少对浮游生物的惊扰。

利用前述深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置进行静态水质取样的方法，包括下述步骤：

①.将配用船驶入需要取样的水域，下锚锁定，根据需要将取样圆管调节至合适长度或者选择合适长度的取样圆管，固定在固定管上，将两个水平卡柱分别卡入对应的水平卡槽，摇动摇柄，带动拉绳，将固定管连同取样圆管吊起，扳动转臂，转动吊臂，将取样圆管转至配用船外，然后将取样圆管缓缓放入水中，周围的水缓缓进入取样圆管，并最终沉过锥形部的下沿；

当环形空心浮筒、浮球入水后，继续放松拉绳，浮球上浮时，通过杠杆，带动水平卡柱脱出水平卡槽，

②.反向摇动摇柄，收紧拉绳，水平卡槽已被释放，拉绳带动连杆上升，使锥塞完全堵住锥孔部，密封阀封闭，而后继续收紧拉绳，将组合浮筒自动阀和取样圆管提出水面，取样圆管中的水受大气压影响，留在取样圆管内，随同取样圆管上升，

③.当取样圆管升到足够高度后，扳动转臂，转动吊臂，使取样圆管转至配用船甲板上方的配用容器上方，并将取样圆管下口插入配用容器内，使锥塞与锥孔部分开，密封阀打开，取样圆管内的水自然流入配用容器内。

本实用新型深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置及其方法具有结构简单、使用方便的优点，取样对浮游生物、水层无干扰，适合江、河、湖泊等水域浮游生物取样，是水环境监控、生态保护的有力武器。

附图说明

下面结合附图对本实用新型深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置作进一步说明：

图1本深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置使用状态的结构示意图；

图2是本深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置中组合浮筒自动阀和取样圆管入水后，浮球上浮，水平卡柱脱离水平卡槽后，摇动绞筒，上拉拉绳，锥塞堵住锥孔部，密封阀关闭的局部剖面示意图；

图3是本深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置中组合浮筒自动阀和取样圆管提升过程中，密封阀保持关闭，水在大气压的作用下，被吸存取样圆管内，带离水面，并提升到足够的高度后，扳动转臂，将吊臂转至配用船上的局部剖面示意图。

图中：1为绞筒、2为吊臂、3为滑轮、4为取样圆管、5为配用船、6 为固定管、61为固定管上的环形外突沿、62为环形夹板、7为环形空心浮筒、8为锥塞、9为连杆、10为挂孔、11为水平卡槽、12为突板、13为杠杆、14为水平卡柱、15为浮球、16为拉绳、17为摇柄、18为转臂、19为锥孔部、20为配用容器。

具体实施方式

实施方式一：如图1-3所示，本深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置包括绞筒1、吊臂2、滑轮3和组合浮筒自动阀和取样圆管4，其中绞筒1固定在配用船5上(或配用桥梁，图略)，吊臂1可旋转地固定在配用船5上，组合浮筒自动阀包括固定管6和环形空心浮筒7，所述固定管6上设有一个锥孔部19，该锥孔部19下大，上小，锥孔部19 内设有倒圆台形的锥塞8，该锥塞8中心固定有一连杆9，该连杆9顶部设有挂孔10，连杆9中段两侧分别设有水平卡槽11，所述环形空心浮筒 7就套在固定管6上，固定管6顶部设有两个相对突板12，每个突板12 上铰接有一个杠杆13，杠杆13一侧长，一侧短，杠杆13短端设有水平卡柱14，杠杆13长端固连一个浮球15，两个杠杆13分别位于所述连杆 9两侧，两个杠杆13的水平卡柱14可分别从两侧卡在对应的水平卡槽11 内，锥塞8与所述锥孔部19组成一个密封阀，所述挂孔10内系有一拉绳 16，该拉绳16跨过所述滑轮3后，固定在所述绞筒1上，该绞筒1配有一个摇柄17，所述吊臂2一侧固定有转臂18，所述取样圆管4顶部通过螺纹与固定管6下端密闭相连，所述取样圆管4为伸缩套管，或所述取样圆管4共有多个，且各个取样圆管4长度均不相同。

固定管6上设有两个环形外突沿61、两个环形外突沿61内侧设两个环形夹板62，环形空心浮筒7夹在两个环形夹板61之间。环形空心浮筒7充气后，将两个环形夹板62向外撑，卡在两个环形外突沿61的内侧。

利用前述深度可调的水质监测、浮游生物定量分层采样装置进行静态水质取样的方法，包括下述步骤：

①.将配用船5驶入需要取样的水域，下锚锁定，根据需要将取样圆管4调节至合适长度或者选择合适长度的取样圆管4，固定在固定管6上，将两个水平卡柱14卡入对应的水平卡槽11内，摇动摇柄17，带动拉绳16，将固定管6连同取样圆管4吊起，扳动转臂18，转动吊臂2，将取样圆管4转至配用船外，然后将取样圆管4缓缓放入水中，周围的水缓缓进入取样圆管4，并最终沉过锥形部19的下沿；

当环形空心浮筒7、浮球15入水后，继续放松拉绳16，浮球15上浮时，通过杠杆13，带动水平卡柱14脱出水平卡槽11。

②.反向摇动摇柄17，收紧拉绳16，水平卡槽11已被释放，拉绳16 带动连杆9上升，使锥塞8完全堵住锥孔部19，密封阀封闭，而后继续收紧拉绳16，将组合浮筒自动阀和取样圆管4提出水面，取样圆管4中的水受大气压影响，留在取样圆管4内，随同取样圆管4上升。

③.当取样圆管4升到足够高度后，扳动转臂18，转动吊臂2，使取样圆管4转至配用船5甲板上方的配用容器20上方，并将取样圆管4下口插入配用容器20内，使锥塞8与锥孔部19分开，密封阀打开，取样圆管4内的水自然流入配用容器20内。