一种间隙水采样装置

本技术属于水体采样装置，具体涉及一种间隙水采样装置。

背景技术：

1、间隙水，又称自由水，是土壤空隙中不受土粒吸着能移动的水分。间隙水的移动与污染物的迁移、释放、转化有密切关系，所以在水环境中间隙水的研究具有重要的意义。

2、公告号cn201749039u公开了一种间隙水连续采集装置，它包括两端密封的其内设空腔的主管，主管空腔内设有由多块隔板分隔成的多个集水腔， 每个集水腔内设有同外界连通的透气取样管以及与土壤或水体沉积物连通的进水管。既有利于土壤或水体沉积物中的间隙水快速进入集水腔，又可方便地分别收集并过滤土壤或水体沉积物中不同高度或深度的原位间隙水。

3、上述专利采样时，需将主管插入到土壤中，此时各个进水口位于间隙水水层位置，由于各个透气取样管的上端为敞口，所以间隙水会因为落差自主地通过进水口的进水管流入到集水腔中。在将集水腔中的间隙水取出时，需要使用到产生负压的装置（例如小型水泵），通过透水取样管将集水腔中的间隙水吸出来。

4、上述现有技术有两个缺陷，缺陷一：由于间隙水是通过落差，自主地流入到集水腔中，操作者不能用肉眼观察到进水口与间隙水的落差，如果进水口与间隙水之间不存在落差，将不能完成收集间隙水的目的。比如，进水口在间隙水的上方，将不能完成收集间隙水的目的。

5、缺陷二：将集水腔中的间隙水取出时，需要使用到外在动力源（水泵），外在动力源又没有集成在该采样装置上，取出间隙水时，需要寻找动力源，所以将间隙水取出集水腔不方便。

技术实现思路

1、本实用新型的一种间隙水采样装置解决了如何不利于落差也能收集间隙水；还解决了便于将间隙水从采样装置中取出的技术问题。

2、本实用新型的一种间隙水采样装置，包括集水筒和采样针管，采样针管的轴线和集水筒的轴线均沿竖向设置，集水筒套设在采样针管上，采样针管的下端比集水筒的下表壁低；集水筒中设有集水腔，采样针管中设有进水通道，进水通道贯穿采样针管的上下端，采样管上设有出水孔，进水通道通过出水孔与集水腔连通；集水筒的上方设有抽气筒，抽气筒的轴线沿竖向设置，抽气筒的下端与集水筒固定连接，抽气筒中设有活塞腔，活塞腔与进水通道的顶端连通；抽气筒中设有用于改变活塞腔中的气压的活塞，活塞能沿抽气筒的轴线移动；集水筒上设有用于排出间隙水的排水阀。

3、进一步地，所述进水通道中固定有用于控制进水通道上端和下端连通的第一单向阀，当集水腔中的气压减小时，第一单向阀处于开启状态，否则第一单向阀处于关闭状态；所述集水筒上固定有用于控制活塞腔和采样装置外界连通的第二单向阀，当活塞腔中的气压变大时，第二单向阀处于开启状态，否则第二单向阀处于关闭状态。

4、活塞上移时打开，第一单向阀打开，第二单向阀关闭，间隙水可以进入到进水通道中，随着间隙水的上移，最终间隙水流入到集水腔中；当活塞下移时，第二单向阀开启，第一单向阀关闭，第一单向阀下端的进水通道气压不变，此时第一单向阀下端的进水通道气压不变，所以间隙水不会回落，随着活塞的重新上移，间隙水会再次上移进入到集水腔，这样大大地缩小了人力。其次，活塞下移时，进水通道中的间隙水，不会因为压力增大而回流到土壤中，土壤中的间隙水不会因此变浑浊，这样再次将水抽入到集水腔中的过程中，也不会抽到浑浊的间隙水，对土壤中的间隙水扰动小。

5、进一步地，所述集水筒呈透明状态。

6、透明的集水筒可以供采样人员直观地观察到间隙水进入到集水腔的情况，如果集水腔中的进水效率不是很理想（采样人员直观判断），可以改变采样针管插入到土壤中的深度，直至集水腔中的进水效率符合采样人员的期望（直观且主管的判断）。

7、进一步地，所述活塞上固定连接有拉杆，拉杆的上端高于抽气筒的上端。

8、拉杆便于采样人员使活塞移动，自然也就能便于改变活塞腔中的气压。

9、进一步地，所述集水筒上固定有多个橡胶制成的撑脚，自然状态下，撑脚的下端低于采样针管的下端。

10、在本采样装置不进行采样时，依靠撑脚支撑整个采样装置的重量，整个装置可以放置在地面上，整个采样装置的重量在20n左右。由于撑脚对采样针管支撑，采样针管的下端处于悬空状态，采样针管的下端就不会与地面接触，避免了采样针管被土壤磨损而不再是尖端的情况。

11、进一步地，所述抽气筒的外壁上套设有固定环，固定环的外壁上固定有两个柱状把手，把手沿固定环的轴线圆周阵列设置，把手的轴线沿固定环的径向设置。

12、通过设置把手，使采样人员的手有施力的位置，这样更容易对采样针管产生向下的作用力，并使采样针管插入到土壤下。

13、进一步地，所述抽气筒的下端固定有套管，套管的轴线与抽气筒的轴线重合，套管的上端与活塞腔连通，套管套设在采样针管上，套管与采样针管的进水通道连通，套管能绕采样针管的轴线相对于采样针管转动；套管与集水筒之间密封设置；套管的下端低于出水孔，套管上开设有一个导通孔，导通孔与出水孔的规格相同，导通孔与出水孔处于同一高度，套管通过转动只能使导通孔与其中一个出水孔连通；集水腔通过隔板分为多个集水分腔，集水分腔与出水孔一一对应设置，且每个集水分腔与对应的出水孔连通。

14、导通孔转动至于对应的出水孔连通，该出水孔对应的集水分腔才是单独完整采样的工作。当该出水孔对应的集水分腔完成采样工作后，无需将该集水分腔中的间隙水取出，而是通过转动，将另一个出水孔与该导通孔连通，将该采样装置从土壤中拔出来，再另一处土壤处插入，可以对另一个出水孔所对应的集水分腔采样，该集水分腔采样后，可以利用上述步骤，再次到另一个地方采样，过程中，两次收集间隙水都无需单独取出。这样的好处在于，该采样装置中的4个集水分腔，可以单独采样4处位置的间隙水，4处位置的间隙水，分别存储于各个集水分腔，各个集水分腔中的间隙水互不影响，可以通过4次采样，获得4个互不干扰的样本，相比于单个的集水腔，无需将原先集水腔中的间隙水取出，就可以进行下一次的采样，使用方便。

15、有益效果

16、1、本采样装置利用活塞的上下移动，通过采样针管的下端将间隙水抽入到集水腔中，而不是间隙水依靠落差流入到集水腔中，所以，技术采样针管是竖直设置的，也可以将间隙水抽入到集水腔中，不会因为集水腔和间隙水之间没有落差，而影响到收集间隙水。

17、2、集水腔处于土壤上方，而且集水腔是透明的，所以可以供采样人员及时观察到间隙水的收集情况，根据收集情况，可以及时改变采样针管插入到土壤中的深度。

18、3、将集水腔中的间隙水排出，只需要将集水筒上的排水阀打开，就可以将集水腔中的间隙水排出，无需使用外在的动力源，排水方便。

技术特征：

1.一种间隙水采样装置，其特征在于，包括集水筒和采样针管，采样针管的轴线和集水筒的轴线均沿竖向设置，集水筒套设在采样针管上，集水筒与采样针管固定连接；采样针管的下端比集水筒的下表壁低；

2.根据权利要求1所述的一种间隙水采样装置，其特征在于，所述进水通道中固定有用于控制进水通道上端和下端连通的第一单向阀；当集水腔中的气压减小时，第一单向阀处于开启状态，否则第一单向阀处于关闭状态；所述集水筒上固定有用于控制活塞腔和采样装置外界连通的第二单向阀，当活塞腔中的气压变大时，第二单向阀处于开启状态，否则第二单向阀处于关闭状态。

3.根据权利要求1所述的一种间隙水采样装置，其特征在于，所述集水筒呈透明状态。

4.根据权利要求1所述的一种间隙水采样装置，其特征在于，所述活塞上固定连接有拉杆，拉杆的上端高于抽气筒的上端。

5.根据权利要求1所述的一种间隙水采样装置，其特征在于，所述集水筒上固定有多个橡胶制成的撑脚，自然状态下，撑脚的下端低于采样针管的下端。

6.根据权利要求1所述的一种间隙水采样装置，其特征在于，所述抽气筒的外壁上套设有固定环，固定环的外壁上固定有两个柱状把手，把手沿固定环的轴线圆周阵列设置，把手的轴线沿固定环的径向设置。

7.根据权利要求1所述的一种间隙水采样装置，其特征在于，所述抽气筒的下端固定有套管，套管的轴线与抽气筒的轴线重合，套管的上端与活塞腔连通，套管套设在采样针管上，套管与采样针管的进水通道连通，套管能绕采样针管的轴线相对于采样针管转动；

技术总结
本技术的一种间隙水采样装置，属于水体采样装置领域，包括集水筒和采样针管，集水筒套设在采样针管上，集水筒与采样针管固定连接；采样针管的下端比集水筒的下表壁低；集水筒中设有集水腔，采样针管中设有进水通道，进水通道贯穿采样针管的上下端，采样管上设有出水孔，进水通道通过出水孔与集水腔连通；集水筒的上方设有抽气筒，抽气筒的轴线沿竖向设置，抽气筒的下端与集水筒固定连接，抽气筒中设有活塞腔，活塞腔与进水通道的顶端连通；抽气筒中设有活塞，活塞能沿抽气筒的轴线移动；集水筒上设有排水阀。本采样装置利用活塞产生吸力，吸取间隙水，不再局限于进水口与间隙水之间有落差，间隙水的吸取更加方便。

技术研发人员：刘新宇
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：20230713
技术公布日：2024/2/1