一种环境监测用取样装置及方法与流程

本发明主要涉及水质监测用具相关技术领域，具体是一种环境监测用取样装置及方法。

背景技术：

在水质取样工作过程中，国内外的取样器主要分为全自动无人取样设备和人力取样设备。全自动无人取样设备造价和维护成本昂贵，而人力取样设备多采用单口玻璃瓶，无法解决取样器在水中排气的技术难点，在取水过程中很难将空气排空，并且在沉入水底时，由于瓶内的空气浮力使取样器下沉受到阻力，在水流较快的地方，则会导致整个设备的漂浮摇摆，快速消耗取样人员的体力，同时更具有难以一次性对不同深度的水样取样的缺陷。

技术实现要素：

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种环境监测用取样装置及方法，可一次性抽取多个指定深度的水样，且可在沉入水底的时候充满水，不会出现因产生气泡影响采样质量等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种环境监测用取样装置，包括握把、与握把连接的伸缩杆、安装于伸缩杆上的取样器，

所述取样器后端设置开口，取样器内部设有多个活塞，多个活塞之间相互密封不漏气，取样器上依次间隔设有多个进水口，每个进水口处设置进水盖；

所述握把下方设有活塞手轮以及进水盖手轮，所述活塞手轮上缠绕设置活塞拉绳，所述活塞拉绳连接至最后端的活塞；所述进水盖手轮上缠绕设置进水盖拉绳，所述进水盖拉绳由前向后依次连接每个进水口对应的进水盖；

至少在部分进水盖后方还对应设有一个联动限位机构，所述联动限位机构被设置为在多个活塞自前向后运动时，逐步对多个活塞进行间隔限位，从而使取样器内形成多个独立的储水空间。

进一步，每个联动限位机构与其对应的进水盖形成联动关系，联动限位机构包括第一限位件，第一限位件被设置为当该联动限位机构对应的进水盖打开时，第一限位件动作，将位于进水口前方的活塞限定在进水口前侧。

进一步，所述联动限位机构还包括第二限位件，所述第二限位件被设置为当该联动限位机构对应的进水盖未打开时，第二限位件将最后方活塞位置限定，而当进水盖打开时，第二限位件动作，解除限位。

进一步，所述联动限位机构还包括按压杆、连杆组件，所述按压杆一端固定连接对应的进水盖，另一端按压至第二限位件使第二限位件在进水盖未打开时一端伸入至取样器内形成限位，第二限位件上连接有压簧，所述压簧用于在按压杆脱离第二限位件时使第二限位件一端弹出取样器内部；

所述第一限位件与第二限位件之间通过所述连杆组件连接，在第二限位件一端弹出取样器内部时，第一限位件一端伸入至取样器内形成限位。

进一步，所述连杆组件包括顶杆、杠杆、支撑杆以及压杆，所述顶杆一端连接第二限位件，另一端与杠杆一端铰接连接，所述杠杆另一端与压杆铰接连接，所述压杆连接第一限位件，所述支撑杆用于支撑杠杆。

进一步，在每个活塞的前端设有一个台阶，该台阶用于第一限位件动作时插入至相邻的活塞之间。

进一步，除最前端的进水盖外，再其余进水盖的后方均设置一个对应的联动限位机构。

进一步，所述伸缩杆上设有活塞拉绳导向环以及进水盖拉绳导向环，所述取样器后端设有活塞轮支架，所述活塞轮支架上设有活塞拉绳变向轮；

所述活塞拉绳通过活塞拉绳导向环、活塞拉绳变向轮由取样器开口的一端伸入至取样器内连接活塞；

所述进水盖拉绳通过进水盖拉绳导向环连接至进水盖。

进一步，所述伸缩杆与取样器连接处设置可用于调节取样器角度的调节旋转块。

根据本发明的另一方面，提供一种环境监测用取样方法，采用上述的取样装置，所述方法包括如下步骤：

s1、调节伸缩杆，使取样器深入到所需取样的深度；

s2、摇动进水盖手轮，通过进水盖拉绳将最前端的进水盖拉出，打开该进水口；

s3、摇动活塞手轮，通过活塞拉绳拉动最后端的活塞向后运动，在各活塞之间密封吸附作用及进水口水压作用下，所有活塞均向后移动，水由进水口进入至取样器内，直至所有活塞移动至后方联动机构的第二限位件处，被第二限位件挡住定位；

此时完成一次取样，当还需继续取样时，操作步骤如下：

s4、调节伸缩杆，使取样器深入到所需取样的深度；

s5、摇动进水盖手轮，通过进水盖拉绳将下一个进水盖拉出，打开该进水口，此时对应的联动限位机构随之动作，使第二限位件解除限位，而第一限位件将该进水口前方的活塞进行位置限定；

s6、摇动活塞手轮，通过活塞拉绳拉动最后端的活塞向后运动，在各活塞之间密封吸附作用及进水口水压作用下，除被第一限位件限定的活塞外，其余活塞均向后移动，水由该打开的进水口进入至取样器内，直至活塞移动至下一个联动限位机构的第二限位件处，被第二限位件挡住定位；

此时完成完成二次取样，当还需要继续取样时，重复步骤s4-s6。

本发明的有益效果：

1、本发明通过在取样器一侧开口，内设置活塞的方式进行水质取样，在取样器沉入水底的时候，开口处进水充满取样器，能够方便取样器的下潜，同时取样过程中无需排气，可实现全程无气泡取水，对水流造成极小的扰动，保证取样的真实可靠。

2、本发明取样器内部的活塞通过拉绳控制，可使活塞抽取指定深度的水样，且可使活塞之间自动间隔，从而形成多个独立的储水空间，保证不同深度水质取样后的密封隔离，保证了水样监测的可靠性。

3、本发明的拉绳控制方式配合联动限位机构结构布局合理，设计巧妙，且操作方便，能够有效的实现水质取样和各活塞之间的自动间隔，其使得取样器整体具有造价低廉、维护简单、使用方便的优点。

4、本发明可根据实际使用需求进行扩展，利于实现标准化设计。

5、本发明的取样方法，操作简单，自动分隔取水，可一次性取不同深度的水样，且能够保证水样之间的密封隔离，保证取样的真实可靠。

附图说明

附图1为本发明的俯视方向结构示意图。

附图2为本发明的取样器部分结构示意图。

附图3为本发明的主视方向结构示意图一。

附图4为本发明的主视方向结构示意图二。

附图5为本发明的主视方向结构示意图三。

附图6为图5中b部结构放大图。

附图中所示标号：

1握把；2活塞手轮；3活塞拉绳；4活塞拉绳导向环；5第一伸缩杆；6第二伸缩杆；7第三伸缩杆；8取样器；9活塞轮支架；10活塞拉绳变向轮；11挡块；12活塞拉环；13第一活塞；14第二活塞；15第三活塞；16第一进水盖；7第二进水盖；18第二按压杆；19第二压簧；20第二压力堵头；21第三进水盖；22第三按压杆；23第三压簧；24第三压力堵头；25进水盖拉绳；26进水盖拉绳导向环；27进水盖手轮；28第二顶杆；29第二杠杆；30第二支撑杆；31第二压杆；32第二档杆；33第三杠杆；34第三支撑杆；35第三压杆；36旋转块。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-6所示，为本发明所提供的一种环境监测用取样装置相关结构示意图。本发明中，以图3为例，取样器在设置开口的一端(图示中右端)为所述的后端、后方，另一端为所述的前端、前方。

本装置主要包括握把1、与握把1连接的伸缩杆、安装于伸缩杆上的取样器8，具体的，伸缩杆由第一伸缩杆5、第二伸缩杆6、第三伸缩杆7组成，取样器8通过一个旋转块36连接于第三伸缩杆7一端，多个伸缩杆用于调节取样器8的取样位置，旋转块36可调节取样器角度，以适应不同的取样需求。

取样器8整体为一个筒体式结构，其后端设置开口，前端和周向封闭，取样器8内部设有多个活塞，多个活塞之间相互密封不漏气，具体的是，活塞和取样器8内壁之间既可以滑动配合，又可以密封，而相邻活塞之间也具有密封效果。如此，当最右端的活塞向一侧移动时，其余活塞在密封效果下会随之移动。取样器8上依次间隔设有多个进水口，每个进水口处设置一个进水盖；进水口数量与活塞数量相对应，具体数量可根据取样器8所需要的取样次数进行设置，进水盖用于进水口的密封，且可操作打开。每个取样进水口设计的较小，在没有活塞抽动的时候，不会与外界水流产生交换或者产生极少的交换，不会影响水样监测。

在握把1下方的两侧分别设有活塞手轮2以及进水盖手轮27，其中活塞手轮2上缠绕设置活塞拉绳3，活塞拉绳3连接至最后端的活塞，用于在活塞手轮2转动时，拉动活塞在取样器8内移动；进水盖手轮27上缠绕设置进水盖拉绳25，进水盖拉绳25由前向后依次连接每个进水口对应的进水盖，因此在转动进水盖手轮27时，能够自前向后因此将各进水口打开。在除了最前端的进水盖外，其余进水盖后方还对应设有一个联动限位机构，联动限位机构主要是对多个活塞进行间隔限位控制，以便使取样器8内能够形成多个独立的储水空间。

作为优选，联动限位机构采用与对应的进水盖联动的结构，即当进水盖被打开时，也触发了联动限位机构动作。联动限位机构主要包括第一限位件和第二限位件，第一限位件和第二限位件之间同样为联动关系。第二限位件主要是用于对最后端的活塞进行限位，如此，在第二限位件起限位作用时，能够将其前方的活塞限位在一个合适位置，以便完成水质取样和活塞的隔离。第二限位件在进水盖未打开时起限位作用，而当进水盖打开时，解除限位作用，可保证活塞能够顺利移动到下一个工作位置。第一限位件在进水盖未打开时不起作用，而当进水盖打开时，被触发，能够将该进水口前端的活塞限位，从而使该活塞前端形成独立的储水空间，该活塞被第一限位件限位后无法在进行移动。第一限位件和第二限位件与进水盖之间的具体连接关系参考如下具体实施例。可见，本发明的取样装置在使用时，可通过进水盖拉绳25逐步将各个进水盖打开，采样水质可通过进水口流入至取样器8内部，同时，通过触发的联动限位机构将取样器8内部分隔为多个储水空间，以便能够一次性实现多个深度的水质取样。

为了对本取样装置及其取样方法进一步说明，本发明提供有如下实施例，该实施例中，如图1-6所示，具体的，将活塞设置为三个，包括自后向前依次设置的第一活塞13、第二活塞14、第三活塞15；对应的进水口和进水盖设置三个，包括自前向后依次设置的第一进水盖16、第二进水盖17、第三进水盖21，在第二进水盖17和第三进水盖21后方各设置一个联动限位机构。

其中，第二进水盖17后方的联动限位机构主要包括第二按压杆18；第二压簧19；第二压力堵头20；第二顶杆28；第二杠杆29；第二支撑杆30；第二压杆31；第二档杆32。第二按压杆18一端连接到第二进水盖17，另一端按压在第二压力堵头20上，此时第二压力堵头20即为第二限位件，第二压力堵头20上设置第二压簧19，第二压力堵头20下端在第二按压杆18作用下伸入到取样器8内，形成对活塞的限位。第二压力堵头20通过第二顶杆28；第二杠杆29；第二支撑杆30；第二压杆31组成的杠杆式结构连接第二档杆32，此时第二档杆32即为第一限位件，第二档杆32可在第二压力堵头20上升时，向下伸入到相邻活塞之间的台阶间隙内，实现对活塞的限位。

第三进水盖21后方的联动限位机构结构主要包括第三按压杆22、第三压簧23、第三压力堵头24、第三杠杆33、第三支撑杆34、第三压杆35。其结构、原理与前一个联动限位机构相同。

本实施例的取样装置其取样方法如下：

一、首先根据使用环境，调节旋转块36，使整个取样器8根据取样的环境或者使用者的需求，调整角度。

二，调节三段伸缩杆，使整个取样装置，能够深入到所需取样的深度，期间，两手轮跟随伸缩杆的延长进行放线，使活塞拉绳3与进水盖拉绳25一直保持绷紧状态，直至到达指定深度。

三、下面根据1、3、5米的取样深度为例对取放方法进行说明：

取样人员手握在握把1处，将取样器8深入水下5米处，由于取样器8右端开口，在下沉过程中会逐步充满水，在到达5米处时已经完全充满水，此时，取样器达到取样深度，状态如图3所示。

①此时摇动进水盖手轮27，通过进水盖拉绳25，将第一进水盖16从孔内拉出，打开第一进水口，然后摇动活塞手轮2，通过活塞拉绳3经过活塞拉绳变向轮10拉动活塞拉环12，活塞拉环12与第一活塞13连接，在拉动第一活塞13时，由于第一活塞13、第二活塞14、第三活塞15之间均密封、不漏气，所以拉动第一活塞13时，在各活塞之间密封吸附作用以及第一进水口的水压作用下，水随着第一活塞13的移动，由第一进水口进入，直至第一活塞13到达第二压力堵头20处，被第二压力堵头20挡住。由于取样器取样过程中，左右两端均是水，所以取样过程中不会有气泡产生，所以对水流扰动很小，取样为当前深度水样。此时完成5米深度处取样。如图4所示。

②紧接着，取样人员将取样器提升到3米水深处，摇动进水盖手轮27，通过进水盖拉绳25，将第二进水盖17从孔内拉出，以及将与二进水盖17连接的第二按压杆18拉起，失去了第二按压杆18的按压，第二压力堵头20在第二压簧19的弹力下升起，不再挡住第一活塞13。与此同时，在第二压力堵头20升起后，通过第二顶杆28以及第二杠杆29将第二压杆32按下，插入到第二活塞14以及第三活塞15之间，将第三活塞15挡住。此时摇动活塞手轮2拉动第一活塞13继续向右走，水流由第二进水口进入，完成3米水深的取样。如图5所使。

③同理，重复②的过程，完成水深1米的取样。将取样器8提出水面，至此，完成了不同深度的水质取样。

可见，本实施例提供的取样装置及取样方法，通过一次下水，可分别取样不同水深的水质，较之以往一次只能取样一个水深，大大太高了效率；并且在取样过程中，没有气泡产生，不会造成水流的扰动，取样深度真实可靠，在水下就可以完成不同深度水样的间隔。