实验室泥沙沉降实验微扰动取样装置的制作方法

本发明涉及一种微扰动取样装置，尤其涉及一种实验室泥沙沉降实验微扰动取样装置。

背景技术：

泥沙沉降实验泛指在实验室人工环境下配置一定浓度的泥沙溶液，搅拌均匀后静置观察泥沙沉降的现象，研究泥沙沉降规律及性质的实验。为研究泥沙沉降规律，需研究不同高度处泥沙含量随时间变化的规律，实验过程需要对不同高度处的液体进行取样分析。目前，关于在实验室内进行泥沙沉降固结实验的沉降装置还存在着一定的局限性，如取样装置对泥沙悬液扰动过大、取样过程易洒漏、实验装置易损坏等问题。其中，取样装置对泥沙悬液的扰动过大对实验结果产生的影响最为严重，如使用移液枪时将移液枪插入悬液再拿出将对悬液产生较大搅动，破坏悬液原有的沉降。

现有的采样系统还有采用x、γ射线的方法，如利用钚低能x射线源和液相沉降法进行颗粒分析^[1],但是使用x、γ射线具有危害性，不为提倡。最近，对于泥沙沉降实验的研究还可以采用超声波等方法，如在粘性泥沙粒径颗粒分析中使用超声波振动仪器进行细颗粒泥沙分散的方法^[2]，但是超声波无法完全穿透泥沙柱体，并且超声波反射信号和泥沙浓度相关程度较差。因此，对于室内实验室泥沙沉降实验采取取样的方式研究具有直接性和可行性，那么要求取样装置对研究的泥沙水体微扰动是十分必要的。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种实验室泥沙沉降实验微扰动取样装置，解决泥沙实验由于常规取样操作导致泥沙悬液扰动过大造成实验不精确、取样过程误差大的问题。

技术方案：本发明的实验室泥沙沉降实验微扰动取样装置，包括第一筒体，第一筒体的筒壁上设有用于取样的第一通孔，第一通孔两侧设有滑槽，滑槽上设有可沿滑槽上下移动遮挡第一通孔的调节板，调节板上设有第二通孔，上下移动所述调节板时所述第二通孔与第一通孔相通；第二通孔连接用于抽取样品的取样装置。

优选地，所述取样装置包括第二筒体，第二筒体上设有用于与第二通孔连接的接头，第二筒体上设有活塞。

优选地，在所述第一筒体的筒壁四周按列设置第一通孔，且按取样需要在每列的不同高度处设置第一通孔；在调节板上设置与所述第一通孔的上下间隔相同、数量相同的第二通孔。

优选地，所述第一通孔与第二通孔大小相等。

为了在活塞抽取液体的过程中，释放第二筒体内的气压方便取样，在所述第二筒体上设置用于释放第二筒体内部气压的排气孔。

为了在抽取液体后，及时方便的获取样品，在所述第二筒体上设置用于排放取样液体的排液口。

为了方便控制取样体积，在所述第二筒体上设置有刻度线。

为了增加调节板与第一通孔之间的密闭效果，所述调节板的弧度与第一筒体的筒壁外侧弧度一致。

为了在取样过程中防止液体漏出，所述接头与第二通孔连接的接口带有与所述调节板相同的弧度，接口的大小与第二通孔相同。

有益效果：本发明与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1、本发明在进行实验室泥沙沉降实验取样时可以减小常规取样操作对泥沙悬液的扰动，减少取样造成的误差，使实验结果更精确。2、方便对各个取样位置进行取样，彼此互不影响。3、能够准确控制所取用量，简化实验操作过程。4、可拆卸的取样装置，便于后期清洗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的调节板在最底部时的位置关系示意图；

图3为本发明的调节板在最顶部时的位置关系示意图；

图4为本发明的取样装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，其中1.第一筒体；2.调节板；3.取样装置；4.第一通孔；5.滑槽；6.第二通孔；7.接头；8.第二筒体；9.活塞；10.排气孔；11.排液口；12.刻度线。本发明的实验室泥沙沉降实验微扰动取样装置，包括第一筒体1、调节板2和取样装置3。

第一筒体1为盛装泥沙悬液的容器，是实验装置的主体部分，第一筒体1为圆筒，筒壁四周在距离底部200ml、400ml、600ml、800ml、1000ml固定高度需要取样的位置处各均匀开有四列第一通孔4，每一列在需取样的高度各设置一个第一通孔4，第一通孔4为圆孔。每一列的五个第一通孔4的左右两侧设置滑槽5，用来固定调节板2且给调节板2提供可上下移动的轨道，调节板2共有4个。调节板2上开设一列与第一筒体1的筒壁上该列第一通孔4的大小、间距、个数相同的第二通孔6。调节板2上的每个第二通孔6都连接一个取样装置3。

调节板2为细长薄板，略带弧度，弧度与第一筒体1的筒壁外侧一致，紧贴筒壁外侧无缝放置，调节板2可沿两侧滑槽5移动，调节板2的移动距离略大于第一通孔4的直径。

调节板2移动到最底部和最顶部时与第一通孔4的位置关系示意图分别如图2和图3所示。当调节板2置于第一筒体1最底端时，调节板2上的五个第二通孔6与第一筒体1上的五个第一通孔4相互错开，此时，第一通孔4被调节板2封闭，悬液无法从第一通孔4流出，需要取样时，缓慢向上移动调节板2，当调节板2上的第二通孔6向上移动一小段距离至最顶端时，调节板2上的第二通孔6与第一筒体1上的第一通孔4分别重合，悬液可从重合的通孔中流出，此时再进行取样。

取样装置3的具体结构示意图如图4所示，取样装置3的主体部分由第二筒体8和活塞9组成，第二筒体8上的接头7为空心细管，与调节板2上的第二通孔6固定连接形成通孔。取样时拉动活塞9即可抽取液体，拉动速率可自行掌控，有效控制取样速率。第二筒体8上设有刻度线12，可以控制取样体积。取出适量液体后，先打开设置于第二筒体8上方的排气孔10，使管内外压强一致，再打开设置于第二筒体8下方的排液口11，在下部用容器进行盛接，即可排出并获得所取的液体。

本装置便于清洗，后期清洗过程可将调节板2沿滑槽5取出，与第一筒体1分开进行清洗。

本发明的工作过程如下：

需要抽取不同高度处的泥沙样本，在同一高度不同位置的四个取样装置中选取一个进行取样操作，对于不同高度，尽量选择不同位置取样，避免局限于一处取样导致泥沙悬液不均匀。选定取样装置准备取样，首先，向上移动需要取样的位置处的调节板2，使该处的第一通孔4与第二通孔6对准，接着缓慢抽动连接该处第二通孔6的取样装置3上的活塞9，按照刻度线12所示刻度抽取一定量液体，此时液体存于注射器中，向下移动调节板2，使第一通孔4与第二通孔6错开，第一筒体1内的液体无法流出，先打开排气孔10，再打开排液口11，在下面用培养皿盛接，即可完成取样。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种实验室泥沙沉降实验微扰动取样装置，包括第一筒体，第一筒体的筒壁上设有用于取样的第一通孔，第一通孔两侧设有滑槽，滑槽上设有可沿滑槽上下移动遮挡第一通孔的调节板，调节板上设有第二通孔，上下移动所述调节板时所述第二通孔与第一通孔相通；第二通孔连接用于抽取样品的取样装置。所述取样装置包括第二筒体，第二筒体上设有用于与第二通孔连接的接头，第二筒体上设有活塞。本发明在进行实验室泥沙沉降实验取样时可以减小常规取样操作对泥沙悬液的扰动，减少取样造成的误差，使实验结果更精确，同时能够准确控制所取用量，简化实验操作过程，方便后期清洗。

技术研发人员：姜璐;许亚飞;高志伟;相昀含;赵康;许春阳
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2019.07.08
技术公布日：2019.10.22