定深原状水样采集系统以及在湍流水域中定深采集原状水样的采集方法_2

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的直径大于所述导向环的直径。
[0021]所述上连接体包括提梁和上环圈;在所述上环圈的内壁上制有内螺纹,在所述上环圈的一条环圈直径线的两端接有向上直立的弧形提梁,所述提梁与所述上环圈的环圈平面相垂直,所述上环圈从上向下套接在所述上瓶体外壁上的螺纹段,并与所述上瓶体螺纹连接在一起;在所述提梁的中心部位设有上通孔,在所述上通孔中穿接并固定有直立的排气管,所述排气管的上端制成为承插式快速接头的插入端,在所述排气管的下端口套接有第二硅胶管,所述第二硅胶管的另一端插接在一个长度为50— 60mm的直筒状第二端管上,所述第二端管的另一端与接在所述上瓶体的瓶盖上的所述穿接管相连接;所述第二硅胶管的设置长度是以其一端所连接的第二端管在与所述上瓶体上的穿接管相接后使第二硅胶管处于正好拉直的状态;在所述第二端管与所述穿接管的连接处以及在所述第二硅胶管的两端连接处均设置有紧固连接端的喉箍。
[0022]所述取样器的重量是所述上连接体重量的2倍,所述取样器与所述上连接体的重量之和是所述采样瓶、所述取样器和所述上连接体三者在水面以下所排开的水体重量的1.5倍以上。
[0023]所述刻度管包括软管和连接在所述软管两端的承插式快速接头;在所述软管的外表面标记有刻度管的长度标记,在所述软管内穿接有钢丝线,在所述承插式快速接头内焊接有横梁,所述钢丝线的两端分别连接在所述承插式快速接头内的横梁上。设置钢丝线的目的是防止软管受拉力后伸长导致采样深度度量不准确。
[0024]所述定位杆包括内插杆、套接在所述内插杆上的滑套以及若干加长杆;所述内插杆为两米长的不锈钢圆管,所述内插杆的壁厚不小于2_,所述内插杆的外径不小于19mm,在所述内插杆的一端接有扎枪头,所述扎枪头的根部尺寸大于所述内插杆的外径,在所述内插杆的另一端封接有端堵,在所述端堵的中心开有螺孔;扎枪头的作用是防止滑套从所述内插杆上滑脱;扎枪头用于插入河床的淤泥中,使内插杆竖直定位,防止采样瓶被水流冲偏或晃动,避免样品采集时的操作误差。所述加长杆是与所述内插杆等长、等粗的不锈钢圆管;在每根所述加长杆的两个端部均封接有端堵,在所述端堵的中心开有螺孔;所述内插杆与所述加长杆之间的对接端或者两根所述加长杆之间的对接端均是通过丝杆螺纹连接在一起,在所述丝杆的中间设置有转动盘,所述转动盘两侧的丝杆的螺纹螺旋方向相反;所述滑套包括套管和固接在所述套管下端的导流体;所述套管滑动套接在所述内插杆上,所述套管的长度不小于从所述取样器的下端到所述上连接体的上端之间的距离的一半;在所述套管的管壁上开有一条可插入螺丝刀进行紧固操作的竖缝,在所述套管的相对所述竖缝的管壁对侧开有两个螺丝孔,两个螺丝孔的设置间距与所述取样器下环圈上的两个螺孔的间距一致,以使从所述套管内部穿出的螺钉可将所述取样器固定连接在所述套管的管壁上;所述取样器在所述套管上的固定位置是使所述进水器处于所述导流体的背水端,所述进水器的进水口处于所述导流体的高度的一半;所述导流体的横截面呈梭形,其迎水端和背水端均呈尖棱状,导流体的两侧面以迎水端和背水端的所在平面为轴面对称,所述导流体的长度为所述套管外径的4倍,所述导流体的最大宽度等于所述套管的外径,所述导流体的高度是所述取样器的吊梁的下缘至进水器的进水口距离的1.6— 2倍,所述套管的轴线靠近所述导流体的背水端一侧,所述导流体的下缘到背水端呈上弯的弧形。所述导流体的作用主要是水流在定位杆处的流线缓慢变化,避免在定位杆的背水端产生气穴,使水中的挥发性物质溢出而散失。
[0025]所述刻度管制成两米长的若干分管,每个分管两端设置的承插式快速接头,一个是承插式快速接头的插入端,另一个是承插式快速接头的卡口端。
[0026]本发明中的采样瓶、瓶盖、压板和保护帽等均采可用聚四氟乙烯制作;垫圈、穿接管、O形密封圈、刻度管等可采用有机硅胶制作;承插式快速接头、喉箍等均可采用不锈钢制作。
[0027]本发明采集系统的优点在于:
1、采样瓶、瓶盖及附属配件使用聚四氟乙烯和有机硅胶制作,在使用、搬运和运输过程中很难破损。聚四氟乙烯和有机硅胶的物理、化学性质稳定,具有耐酸、耐碱、抗腐蚀、抗氧化性、高耐候性、生理惰性和无毒害性的特点,特别是其低表面张力和低表面能的突出特点,使其具有不粘附性,保证了采样瓶内保存的水样质量不受影响,提高了样品的保真度。
[0028]2、采样瓶不需要任何柔性材料包裹保护,避免了因包装材料污染样品瓶的贮存环境导致间接污染样品的情况发生。
[0029]3、采样瓶采用上、下两部分组装式结构,便于清洗和干燥处理,提高了工作效率。采样瓶的上、下段为圆台状,中段是圆柱状。采集水样时,样品从采样瓶的下口缓慢进入瓶体,依次经过下段圆台段,中间圆柱段,上段圆台段。液面在上、下圆台段的速度呈线性缓慢变化;液面在中间圆柱段匀速上升。水样从开始入瓶到满瓶溢出,液面上升的速度由均匀变慢一一匀速一一均匀变快,整个运动过程相对平稳,速度变化相对稳定,保证了样品及其所含物质分子运动的相对平衡,减小其相互碰撞的几率,降低了样品内挥发性物质溢出的几率,提尚了样品的保真度。
[0030]4、节约空间、方便运输。可根据保温箱(包装箱)内部的尺寸和形状自由组合放置,横、竖均可,充分利用了保温箱的容量。传统的玻璃采样瓶只能竖向放置,空间浪费严重。
[0031]5、使用本发明采集系统进行采样时,采样瓶的上下位置可随意调换,从下口进水,从上口排气、排水,水满后继续进水10秒以上,直至瓶内水满、溢出的水样中无气泡。水样采集过程中,瓶内水面的上升速度平稳,变化缓慢,同时排出瓶内空气直至水满溢出,此时水样充满穿接管,封闭压板,多余水样排出,瓶内不会留有空间,一次取样成功率高,提高了工作效率。
[0032]6、取样器的出水管与穿接管连接,不进入瓶内,避免了出水管在瓶内污染水样的现象。
[0033]本发明的目的之二是这样实现的:
一种在湍流水域中定深采集原状水样的采集方法,包括以下操作步骤:
a、将安装在采样瓶上瓶口和下瓶口上的保护帽分别拧下并放好,再分别将上瓶口瓶盖和下瓶口瓶盖中的压板抽出,使穿接管露出;
b、在采样瓶的上端连接上连接体,在采样瓶的下端连接取样器,将取样器上的第一端管插入采样瓶下端的穿接管内,并用喉箍锁定,将上连接体上的第二端管插入采样瓶上端的穿接管内,也用喉箍锁定;
C、将刻度管的标记刻度值小的一端上的承插式快速接头与上连接体提梁上的排气管插接配合并紧固,将刻度管另一端的承插式快速接头与气源控制系统上的承插式快速接头插接配合并紧固;
d、将定位杆上的滑套与取样器用螺钉固定连接在一起;
e、关闭气源控制系统上的分流阀,向上推动取样器下端的限位球,使导向杆的上端插入进水器的进水口内;打开气源控制系统上的减压阀,使与气源控制系统相接的氮气或其它惰性气体通过气源控制系统迅速充入采集系统中,并将采集系统内的空气排除干净;向外拉动取样器下端的限位球和导向杆,使进水器中的封口器向进水口移动并关闭进水口,使充气压力逐渐增加;当采集系统中的气压达到设定值后,关闭气源控制系统上的减压阀,停止充气;设定的气压值是比拟定采样点位置处的水体的压强值大至少0.05MPa ;
f、将若干加长杆依次连接后再连接内插杆,使定位杆的总长度稍大于从采样工作面到拟采样水体底面的距离;内插杆的扎枪头朝下,插入水体底面一定深度,保持组合连接的定位杆不动;
g、将滑套与由采样瓶、上连接体和取样器所组成的组合体一起平稳拿起,导流体向下,把套管缓慢套在最上端的加长杆上;
h、提拉刻度管,使滑套上固定取样器的一侧朝向河水下游的方向,下放刻度管,滑套沿加长杆缓慢下行到内插杆上,使由上连接体、采样瓶和取样器连接组成的组合体与滑套一道潜入水体内的拟定深度,静置5 —10分钟,使水体环境恢复平衡;再缓慢打开气源控制系统上的分流阀,将采集系统中充入的气体通过刻度管和分流阀逐步排出,气体排放速度不大于3ml/s ;保持分流阀的开度不变,直至排气量为零,此时采集系统内的水面与水体的水面保持一致,静置5分钟,关闭分流阀,将由上连接体、采样瓶和取样器所组成的组合体随滑套一起缓慢提出水面,并从最上面的一根加长杆上取下;
1、先把接在上连接体上的第二硅胶管和接在取样器上的第一硅胶管分别用夹子夹紧,再取下第二硅胶管与上连接体连接处的喉箍,将第二硅胶管拔出,然后,再将采样瓶的上瓶口瓶盖上的压板从瓶盖穿插口推入一半,打开并卸下穿接管与第二端管连接处的喉箍,拔出第二端管,同时将压板推入到瓶盖穿插槽的极限位置,将穿接管压紧在瓶盖的穿插槽中,完成采样瓶上瓶口的封闭操作;按同样的操作步骤,完成采样瓶下瓶口的封闭操作;
j、将保护帽分别紧拧于采样瓶的上、下两端后,将采样瓶放入保温箱中,恒温保存样品O
[0034]本发明采集方法的优点在于:
1、采集样品的全过程,水样不与空气接触,避免了水中氧敏感性物质被氧化。采集系统内充满氮气或其它惰性气体,水样进入采集系统直至瓶满封口,甚至是水样的液面,始终不与空气接触。
[0035]2、用氮气或其它惰性气体控制水样进入采集系统的速度,始终保持水样进入采集系统的流态处于层流状态,水流平稳,受扰动微弱,降低了挥发性物质溢出的几率,提高了样品的保真度。
[0036]3、保持样品的受压环境基本不变。充满氮气或其它惰性气体的采样瓶及附属部件直接放到拟采集水样的深度,缓慢打开排气阀,使水样匀速进入瓶内,流态始终处于层流状态,直至排气口处气体的流量为零,关闭排气阀。此时,采集系统内的水样液面和水体液面一致,即采样瓶内水样的压力环境和采样点处水体的压力环境一致。从水下提出采集系统后,先后关闭采样瓶的上、下瓶口,再与采集系统的其它部件分离,使采样瓶内的压力环境和采样点处的压力环境一致。放入保温箱恒温保存样品。
[0037]4、使用三通、阀门、气体流量计量装置控制采集系统内样品的流速、流态,避免了样品自
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