專利名稱：便攜式靜態(tài)沉積物取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水體靜態(tài)沉積物采集裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠單人操 作、準(zhǔn)確采集且不破壞樣品完整性的靜態(tài)沉積物取樣器。
背景技術(shù)：
水體的沉積物(底泥)可以看作是進(jìn)入水體的化學(xué)物質(zhì)的儲(chǔ)存庫(kù)。沉積物的化學(xué) 成分不僅可以反映補(bǔ)給水源流經(jīng)地的巖石、土壤的風(fēng)化剝蝕作用，同時(shí)對(duì)水體周圍的環(huán)境 污染、自然環(huán)境變化等具有很好的指示作用。沉積物與水體之間具有一定的物質(zhì)交換，沉積 物的化學(xué)成分對(duì)水體的水質(zhì)、水中的生物等均具有一定的影響。通過(guò)沉積物可以追蹤污染 源的來(lái)源、揭示環(huán)境變化規(guī)律以及人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)的可能影響。目前，水體沉積物樣品采集采用的是抓斗形式的采樣器，存在以下幾個(gè)不足(1)該采樣器采用繩索放置，采集沉積物深度受到采樣器自身重量的限制，只能采 集流態(tài)沉積物(即含水率較高的底泥)，不能采集深層或是固態(tài)沉積物(即含水率低的底 泥)；(2)該采樣器笨重，每次采樣1 5L，需采用機(jī)械提升或是多人提升；(3)采集沉積物后，在提升的過(guò)程中受到水流的沖刷，樣品流失過(guò)多，同時(shí)樣品受 到水體的一定污染；(4)采集的樣品為混合樣品，無(wú)法分層分析沉積物。目前也有采用地探使用的鉆探設(shè)備采集沉積物，但是地探設(shè)備笨重且不適合靜態(tài) 沉積物采集要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，為了克服現(xiàn)有沉積物(底泥)采樣器需要其他 設(shè)施的輔助、笨重、操作繁瑣以及無(wú)法取得未受到擾動(dòng)的靜態(tài)沉積物樣品的不足，提供一種 靜態(tài)沉積物取樣器，可以單人操作，能夠采集流態(tài)或是固態(tài)，而且不會(huì)破壞采集的沉積物空 間狀態(tài)，能夠分層觀察或分析沉積物。為達(dá)到本實(shí)用新型的目的，所采用的技術(shù)方案是(可參閱附圖)一種便攜式靜態(tài)沉積物取樣器，結(jié)構(gòu)分為流態(tài)沉積物采集腔16、固態(tài)沉積物采集 腔17、排水腔18和連接桿19四個(gè)部分；所述的流態(tài)沉積物采集腔16，主要由圓筒形狀的流態(tài)沉積物腔體1和單向活頁(yè)2 組成；流態(tài)沉積物腔體1上端的內(nèi)側(cè)有螺紋，下端內(nèi)側(cè)有圓環(huán)形的套管12 ；單向活頁(yè)2有兩 片，中軸11裝在套管12的上面，單向活頁(yè)2的直邊能分別繞中軸11向上翻起，兩片單向活 頁(yè)2向下回落蓋在套管12的上面從而封閉流態(tài)沉積物腔體1下端；所述的固態(tài)沉積物采集腔17，是由圓筒形狀的固態(tài)沉積物腔體3和其內(nèi)同軸裝有 圓筒形狀的腔芯4構(gòu)成；固態(tài)沉積物腔體3的下端的外表面螺紋與流態(tài)沉積物腔體1上端 的內(nèi)側(cè)螺紋配合，能使流態(tài)沉積物采集腔16和固態(tài)沉積物采集腔17旋接；固態(tài)沉積物腔體3下端有內(nèi)沿用于支撐腔芯4;所述的排水腔18，主要由排水腔體9、連接在排水腔體9下方的圓筒形的排水腔下 沿6和固定在排水腔體9內(nèi)的圓形的排水腔底面7構(gòu)成；排水腔下沿6能套在固態(tài)沉積物 腔體3外面，通過(guò)連接螺栓5相互連接；排水腔底面7開有排水孔14，當(dāng)連接螺栓5連接排 水腔體9和固態(tài)沉積物腔體3時(shí)排水腔底面7恰好蓋在固態(tài)沉積物腔體3的上面；排水腔 底面7的上面裝有橡膠活蓋13，橡膠活蓋13中心用固定螺栓15與排水腔底面7連接；所述的連接桿19，與排水腔18上部通過(guò)短絲8連接。根據(jù)采樣的深度不同，所述的連接桿19，通過(guò)短絲8能繼續(xù)連接連接桿19，使連接 桿19達(dá)到要求的長(zhǎng)度。即，用短絲8將幾節(jié)連接桿19串接起來(lái)使連接桿19加長(zhǎng)，直至水底。單向活頁(yè)2在流態(tài)沉積物進(jìn)入流態(tài)沉積物腔體1時(shí)，是向上開啟的；在流態(tài)沉積物 腔體1下端開口內(nèi)部的套管12，其內(nèi)半徑小于單向活頁(yè)2的半徑，即能阻止單向活頁(yè)2向下 開啟。安裝腔芯4是為了順利將固態(tài)沉積物從固態(tài)沉積物腔體3中取出。所述的腔芯4， 應(yīng)當(dāng)是透明腔芯，以便取樣后能直接觀察固態(tài)沉積物層次形態(tài)。固態(tài)沉積物腔體3支撐保 護(hù)透明腔芯4并增加靜態(tài)沉積物取樣器整體重量，固態(tài)沉積物樣品進(jìn)入透明腔芯4后，樣品 和透明腔芯4 一起從固態(tài)沉積物腔體3中取出保存。所述的橡膠活蓋13，四周能繞固定螺栓15向上開啟或向下閉合。橡膠活蓋13半 徑可以與排水腔底面7半徑相同，橡膠活蓋13的軟硬程度應(yīng)當(dāng)在排水時(shí)四周能夠向上開
啟ο本實(shí)用新型通過(guò)連接桿9的相互連接，適用于最大5m的水深，使用短絲8連接成 較長(zhǎng)連接桿，可以在某些項(xiàng)目上達(dá)到更大的深度。采集流態(tài)沉積物(含水率較高的底泥) 時(shí)，流態(tài)沉積物采集腔16下部的單向活頁(yè)2在接觸到沉積物后向上開啟，流態(tài)沉積物進(jìn)入 流態(tài)沉積物腔體1，上部的水將排水腔18的橡膠活蓋13排開，從排水孔14排出，取樣完成 后，靜態(tài)沉積物取樣器向上提起時(shí)，單向活頁(yè)2落至水平，將流態(tài)沉積物采集腔密封，橡膠 活蓋13回落封住排水孔14，使整個(gè)腔體內(nèi)形成負(fù)壓，進(jìn)一步阻止樣品流失，同時(shí)也可以防 止在提升過(guò)程中樣品受到水體的干擾和污染。靜態(tài)沉積物取樣器提出水面后，將流態(tài)沉積 物采集腔卸下，取內(nèi)部樣品于容器中保存。采集固態(tài)沉積物(含水率較低的底泥)時(shí)，可以將流態(tài)沉積物采集腔卸下，利用剛 性連接桿9垂直將靜態(tài)沉積物取樣器插入沉積物中，并用力下壓，此時(shí)在固態(tài)沉積物采集 腔17內(nèi)部，固態(tài)沉積物進(jìn)入腔芯4，沉積物樣品上層的水將排水腔18的橡膠活蓋13排開， 從排水孔14排出。達(dá)到預(yù)定深度后將采樣器提升，橡膠活蓋13回落封住排水孔14，使固態(tài) 沉積物采集腔17內(nèi)形成負(fù)壓，同時(shí)固態(tài)沉積物具有一定粘性，不會(huì)從腔芯4中脫落。靜態(tài) 沉積物取樣器提出水面后，卸下排水腔6，將內(nèi)部的透明腔芯4從腔體3中取出，兩頭用橡膠 塞封好保存。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)單向活頁(yè)和橡膠活塞既阻止流態(tài)樣品的流失又能 防止水對(duì)樣品的干擾；固態(tài)沉積物可以采集到透明腔芯中，既可以觀察沉積物狀態(tài)又不會(huì) 破壞沉積物空間分布，增強(qiáng)了樣品科學(xué)性。取樣器靈活而準(zhǔn)確，具有便攜、靈活、操作簡(jiǎn)單的 特點(diǎn)，在不增加監(jiān)測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度條件下，提高了采樣的精度和效率。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是流態(tài)沉積物采集腔16的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是排水腔18的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的工作原理及實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)介紹。實(shí)施例1結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)圖1中，16 19分別表示本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的四個(gè)部分，即，16是流態(tài)沉積物采集 腔，17是固態(tài)沉積物采集腔，18是排水腔，19是連接桿。本實(shí)用新型各部件分別是1為流 態(tài)沉積物腔體，2為單向活頁(yè)，3為固態(tài)沉積物腔體，4為腔芯，5為連接螺栓，6為排水腔下 沿，7為排水腔底面，8為短絲，9為連接桿。流態(tài)沉積物采集腔16通過(guò)螺紋與其上方的固態(tài) 沉積物采集腔17旋接；固態(tài)沉積物采集腔17通過(guò)連接螺栓5與其上方的排水腔18連接； 排水腔18通過(guò)短絲8與其上方的連接桿9旋接。1)流態(tài)沉積物采集腔16 流態(tài)沉積物腔體1容納采集的流態(tài)樣品，單向活頁(yè)2有 兩片，圖1所示的單向活頁(yè)2中，左邊一片為開啟狀態(tài)，右邊一片為閉合狀態(tài)。靜態(tài)沉積物 取樣器接觸沉積物時(shí)，單向活頁(yè)2向上開啟，使流態(tài)沉積物進(jìn)入流態(tài)沉積物腔體1中。采集 完成后提升取樣器，單向活頁(yè)2落至水平(閉合狀態(tài))，被流態(tài)沉積物腔體1下端口內(nèi)部的 套管12阻擋，不能繼續(xù)向下開啟，此時(shí)單向活頁(yè)2將封住流態(tài)沉積物腔體1，即保證樣品不 被水體干擾又防止樣品的流失。2)固態(tài)沉積物采集腔17 采集靜態(tài)固態(tài)沉積物時(shí)，卸掉流態(tài)沉積物采集腔16。將 靜態(tài)沉積物取樣器的固態(tài)沉積物采集腔17垂直插入水體底泥中，固態(tài)沉積物樣品進(jìn)入位 于固態(tài)沉積物腔體3內(nèi)部的透明的腔芯4。插入預(yù)定深度后，將靜態(tài)沉積物取樣器提出水 面，卸下排水腔18，將腔芯4取出，用膠塞將透明腔芯4兩端封好保存樣品。樣品在透明腔 芯中保持原有空間分布，未受到干擾，可以對(duì)樣品分層觀察和化驗(yàn)分析。所述的固態(tài)沉積物腔體3，最下端應(yīng)當(dāng)是圓圈刃形，以便能用較小的壓力使固態(tài)沉 積物腔體3插入底泥，如圖1中所示。3)排水腔18 詳盡結(jié)構(gòu)見實(shí)施例3和圖3。取樣過(guò)程中，沉積物樣品上部的水通 過(guò)排水腔底面7上開有的排水孔14排出。取樣完成后，向上提升取樣器時(shí)，橡膠活蓋13封 住排水孔14，使取樣器內(nèi)部形成負(fù)壓，保證內(nèi)部樣品不會(huì)流出或滑落，同時(shí)防止水對(duì)樣品的 干擾。4)連接桿19:連接桿19為剛性直桿，通過(guò)短絲8與排水腔體9上端旋接。多根連 接桿19可以通過(guò)幾個(gè)短絲8相互連接，達(dá)到預(yù)期長(zhǎng)度，即，在特定要求下可以靈活加長(zhǎng)。連 接桿19垂直插入水體沉積物中，使沉積物進(jìn)入流態(tài)沉積物腔體1或/和固態(tài)沉積物腔體3， 上部的水通過(guò)排水腔18的排水孔14排出。實(shí)施例2結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)用新型中的流態(tài)沉積物采集腔16的結(jié)構(gòu)圖2中，1為流態(tài)沉積物腔體，2為單向活葉，為半圓形的兩片，11為中軸，12為套 管。圖2中的豎直虛線表示流態(tài)沉積物采集腔16與固態(tài)沉積物采集腔17之間是旋接的。
5[0036]套管12固定安裝在流態(tài)沉積物腔體1下端內(nèi)側(cè)，或在流態(tài)沉積物腔體1下端內(nèi)側(cè) 與流態(tài)沉積物腔體1制作成一體。兩片單向活葉2的直邊與中軸11動(dòng)連接，兩片單向活葉2均可繞中軸11轉(zhuǎn)動(dòng)；兩 片單向活葉2回落會(huì)被套管12擋住，呈平放置狀態(tài)組成圓形，能夠蓋住并封閉流態(tài)沉積物 腔體1。采集流態(tài)沉積物時(shí)兩片單向活葉2會(huì)向上開啟，流態(tài)沉積物樣品進(jìn)入流態(tài)沉積物 腔體1樣品上面的水會(huì)從排水孔14排出；樣品采集完畢向上提起靜態(tài)沉積物取樣器時(shí)，兩 片單向活葉2會(huì)向下回落封閉流態(tài)沉積物腔體1，同時(shí)靜態(tài)沉積物取樣器內(nèi)部形成負(fù)壓，保 證樣品不流失不污染。實(shí)施例3結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)用新型中的排水腔18的結(jié)構(gòu)圖3中，6為排水腔下沿，7為排水腔底面，13為橡膠活蓋，可以是與排水腔內(nèi)半徑 相同的圓形橡膠蓋，14為排水孔，豎直的開在排水腔底面7上，15為固定螺栓，將橡膠活蓋 13的中心固定在排水腔底面7的中心處。在排水過(guò)程中，上部的橡膠活蓋13四周開啟，水通過(guò)排水孔14流出。在沉積物采 集完畢向上提起靜態(tài)沉積物取樣器時(shí)，上部水壓使橡膠活蓋13回落，封住排水孔14，使靜 態(tài)沉積物取樣器內(nèi)部形成負(fù)壓，樣品不會(huì)流出或滑落。
權(quán)利要求一種便攜式靜態(tài)沉積物取樣器，其特征在于，結(jié)構(gòu)分為流態(tài)沉積物采集腔(16)、固態(tài)沉積物采集腔(17)、排水腔(18)和連接桿(19)四個(gè)部分；所述的流態(tài)沉積物采集腔(16)，主要由圓筒形狀的流態(tài)沉積物腔體(1)和單向活頁(yè)(2)組成；流態(tài)沉積物腔體(1)上端的內(nèi)側(cè)有螺紋，下端內(nèi)側(cè)有圓環(huán)形的套管(12)；單向活頁(yè)(2)有兩片，中軸(11)裝在套管(12)的上面，單向活頁(yè)(2)的直邊能分別繞中軸(11)向上翻起，兩片單向活頁(yè)(2)向下回落蓋在套管(12)的上面從而封閉流態(tài)沉積物腔體(1)下端；所述的固態(tài)沉積物采集腔(17)，是由圓筒形狀的固態(tài)沉積物腔體(3)和其內(nèi)同軸裝有圓筒形狀的腔芯(4)構(gòu)成；固態(tài)沉積物腔體(3)的下端外表面的螺紋與流態(tài)沉積物腔體(1)上端內(nèi)側(cè)的螺紋配合，能使流態(tài)沉積物采集腔(16)和固態(tài)沉積物采集腔(17)旋接；固態(tài)沉積物腔體(3)下端有內(nèi)沿用于支撐腔芯(4)；所述的排水腔(18)，主要由排水腔體(9)、連接在排水腔體(9)下方的圓筒形的排水腔下沿(6)和固定在排水腔體(9)內(nèi)的圓形的排水腔底面(7)構(gòu)成；排水腔下沿(6)能套在固態(tài)沉積物腔體(3)外面，通過(guò)連接螺栓(5)相互連接；排水腔底面(7)開有排水孔(14)，當(dāng)連接螺栓(5)連接排水腔體(9)和固態(tài)沉積物腔體(3)時(shí)排水腔底面(7)恰好蓋在固態(tài)沉積物腔體(3)的上面；排水腔底面(7)的上面裝有橡膠活蓋(13)，橡膠活蓋(13)中心用固定螺栓(15)與排水腔底面(7)連接；所述的連接桿(19)，與排水腔(18)上部通過(guò)短絲(8)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的便攜式靜態(tài)沉積物取樣器，其特征在于，所述的連接桿(19)， 通過(guò)短絲(8)能繼續(xù)連接連接桿(19)，使連接桿(19)達(dá)到要求的長(zhǎng)度。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的便攜式靜態(tài)沉積物取樣器，其特征在于，所述的腔芯 (4)，是透明腔芯；所述的固態(tài)沉積物腔體(3)，最下端是圓圈刃形。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的便攜式靜態(tài)沉積物取樣器，其特征在于，所述的橡膠活蓋 (13)，四周能繞固定螺栓(15)向上開啟或向下閉合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及水體沉積物采集裝置的技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)分為流態(tài)沉積物采集腔(16)、固態(tài)沉積物采集腔(17)、排水腔(18)和連接桿(19)四個(gè)部分；流態(tài)沉積物采集腔(16)主要由流態(tài)沉積物腔體(1)和單向活頁(yè)(2)組成；固態(tài)沉積物采集腔(17)是由固態(tài)沉積物腔體(3)和同軸裝有的腔芯(4)構(gòu)成；排水腔(18)主要由排水腔體(9)構(gòu)成，排水腔底面(7)開有排水孔(14)，上面有橡膠活蓋(13)。本實(shí)用新型通過(guò)單向活頁(yè)和橡膠活塞既阻止流態(tài)沉積物的流失又能防止水對(duì)樣品的干擾；固態(tài)沉積物采集到透明腔芯中既可直觀觀察沉積物狀態(tài)又不會(huì)破壞沉積物空間分布，取樣器靈活而準(zhǔn)確，具有便攜、靈活、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N1/10GK201732019SQ201020225638
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者叢喜斌, 夏婷婷, 李森, 李瑩, 王玉, 黃繼國(guó) 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)