本發(fā)明涉及一種采水裝置，具體涉及一種封閉式海水取樣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
水域水體受物質(zhì)、水流、溫度等因素影響會(huì)產(chǎn)生分層效應(yīng)，不同水層的水文、物理、化學(xué)、生物等信息是不同的，采集分析處于不同層位水體的差異，是環(huán)境科學(xué)、海洋科學(xué)等學(xué)科不可或缺的內(nèi)容，其廣泛應(yīng)用于水域生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)、污染事故調(diào)查等實(shí)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的采水器通常是將采水器掛置在牽引繩上；接著，操作者通過(guò)繩索將采水器下放到特定深度的水層，并通過(guò)采水器對(duì)該深度的水層進(jìn)行水樣采集；再接著，操作者通過(guò)繩索將采水器提起。目前的這種采水器需要大量的手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以滿(mǎn)足高密度采樣的實(shí)際需要；尤其是在惡劣的天氣環(huán)境下，更是難以操作。例如，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN202869850U，公開(kāi)日2013年4月10日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱(chēng)為電動(dòng)控制閉合的采水器，其中支架安設(shè)在采水容器上，聯(lián)動(dòng)軸可上下滑動(dòng)插設(shè)在支架中，觸發(fā)件安設(shè)在聯(lián)動(dòng)軸或上密封蓋夾持部件上，牽引電磁鐵可上下移動(dòng)安裝在支架上并與觸發(fā)件配合設(shè)置用于向上移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)觸發(fā)件向上移動(dòng)，電源通過(guò)開(kāi)關(guān)電路連接牽引電磁鐵，上密封蓋夾持部件位于支架和采水容器之間并安設(shè)在聯(lián)動(dòng)軸上，上密封蓋與采水容器的上部連接并夾持在上密封蓋夾持部件中，下密封蓋與采水容器的下部連接并和上密封蓋聯(lián)動(dòng)設(shè)置，上下密封蓋分別趨向于蓋設(shè)在采水容器的上下部。該申請(qǐng)案同樣是通過(guò)吊繩將采水器深度的水層，然后通過(guò)采水器對(duì)該深度的水層進(jìn)行水樣采集；其同樣存在上述不足。目前的另一類(lèi)采水器為水泵抽吸式采水裝置，即通過(guò)將水管或水泵下放至指定深度的水域內(nèi)，并通過(guò)水泵將指定深度的水域內(nèi)的水體通過(guò)管道抽吸到船上的儲(chǔ)水罐內(nèi)，然后在儲(chǔ)水罐內(nèi)進(jìn)行水樣采集，從而實(shí)現(xiàn)水樣的采集。這類(lèi)水泵抽吸式采水裝置雖然降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，但由于其水泵抽吸上來(lái)的水樣，在水樣采集過(guò)程中不可避免的會(huì)與外界空氣接觸而受到干擾，從而影響采集水樣分析結(jié)果所代表水域環(huán)境的真實(shí)性、有效性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種不僅操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低，能夠滿(mǎn)足高密度采樣的實(shí)際需要；而且在水樣采集過(guò)程中可以有效避免海域內(nèi)采集的水樣與外界空氣接觸而受到干擾，從而提高水樣分析結(jié)果代表水域環(huán)境的真實(shí)性、有效性的封閉式海水取樣系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種封閉式海水取樣系統(tǒng)，包括機(jī)架，水泵，抽水管道，連接管道，排水管道，固定設(shè)置在機(jī)架上的豎直儲(chǔ)水筒，設(shè)置在豎直儲(chǔ)水筒下端的取樣進(jìn)出口，設(shè)置在取樣進(jìn)出口正下方的第一活塞體及設(shè)置在機(jī)架上用于升降第一活塞體的升降執(zhí)行裝置，所述第一活塞體可往上移動(dòng)至取樣進(jìn)出口內(nèi)，并封堵取樣進(jìn)出口；所述豎直儲(chǔ)水筒的側(cè)面下部設(shè)有進(jìn)水口，豎直儲(chǔ)水筒上端設(shè)有出水口；所述抽水管道的一端與水泵的進(jìn)口相連接，所述連接管道的一端與水泵的出口相連接，所述連接管道的另一端與豎直儲(chǔ)水筒的進(jìn)水口相連接，所述排水管道的一端與豎直儲(chǔ)水筒的出水口相連接；所述第一活塞體上端面上設(shè)有若干封閉式采水裝置，封閉式采水裝置包括設(shè)置在第一活塞體上端面上的安裝孔，與安裝孔密封連接的豎直安裝套，設(shè)置在豎直安裝套內(nèi)側(cè)面上部的隔板，采水器及設(shè)置在隔板頂面中部、并往下凹陷的避讓凹槽，設(shè)置豎直安裝套內(nèi)、位于隔板下方的第一電磁鐵與第二電磁鐵；所述豎直安裝套的上下兩端開(kāi)口，所述第一電磁鐵位于避讓凹槽正下方，且第一電磁鐵的上端靠近隔板下表面或抵靠在隔板下表面上；所述第二電磁鐵為環(huán)形電磁鐵，第二電磁鐵套設(shè)在第一電磁鐵上，且第二電磁鐵環(huán)繞設(shè)置在避讓凹槽外側(cè)，第二電磁鐵的上端靠近隔板下表面或抵靠在隔板下表面上；所述采水器的浮力大于重力，采水器包括放置在豎直安裝套上端口內(nèi)的采水筒，設(shè)置在采水筒內(nèi)的儲(chǔ)水腔，設(shè)置在采水筒的上端并與儲(chǔ)水腔相通的采水口，設(shè)置在采水筒的下端并與儲(chǔ)水腔相通的豎直導(dǎo)向孔，可滑動(dòng)設(shè)置在豎直導(dǎo)向孔內(nèi)的連接導(dǎo)桿及設(shè)置在連接導(dǎo)桿上端的第二活塞體；所述豎直導(dǎo)向孔內(nèi)側(cè)面上、位于豎直導(dǎo)向孔與連接導(dǎo)桿之間設(shè)有密封圈；所述采水口呈錐形，且采水口的橫截面自下而上逐漸減?。凰龅诙钊w與采水口相對(duì)應(yīng)的也呈錐形，且第二活塞體可往上移動(dòng)至采水口內(nèi)，并封堵采水口；所述連接導(dǎo)桿上、位于第二活塞體與儲(chǔ)水腔內(nèi)底面之間設(shè)有可使第二活塞體往上移動(dòng)至采水口內(nèi)的壓縮彈簧；所述采水筒的底面抵靠在隔板頂面上，所述連接導(dǎo)桿的下端延伸至避讓凹槽內(nèi)，連接導(dǎo)桿的下端、位于避讓凹槽內(nèi)設(shè)有第一鐵板，且第一鐵板與避讓凹槽底面之間設(shè)有間隙，第一鐵板位于第一電磁鐵正上方；采水筒的底面上設(shè)有環(huán)形的第二鐵板，且第二鐵板環(huán)繞設(shè)置在連接導(dǎo)桿外側(cè)，第二鐵板位于第二電磁鐵正上方。本方案的封閉式海水取樣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水樣的自動(dòng)取樣，從而使水樣采集操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低，能夠滿(mǎn)足高密度采樣的實(shí)際需要；并且在水樣采集過(guò)程中還可以有效避免海域內(nèi)采集的水樣與外界空氣接觸而受到干擾，從而提高水樣分析結(jié)果代表水域環(huán)境的真實(shí)性、有效性。作為優(yōu)選，還包括下水軟管，所述第一活塞體上端面上設(shè)有貫通第一活塞體上、下端面的下水通孔，所述下水軟管位于第一活塞體下方，下水軟管的上端與下水通孔相連接，且下水通孔與下水軟管的上端之間設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門(mén)。在采水操作完成后可以通過(guò)下水通孔及下水軟管將豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)的水完全排凈，避免第一活塞體往下移動(dòng)至豎直儲(chǔ)水筒下方時(shí)，豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)殘留的水滴落，而影響操作環(huán)境。作為優(yōu)選，第一活塞體上端面上設(shè)有下陷凹槽，所述下水通孔設(shè)置在下陷凹槽底面上，所述安裝孔設(shè)置在下陷凹槽底面上。由于下陷凹槽的設(shè)置，這樣在第一活塞體往下移動(dòng)至豎直儲(chǔ)水筒下方時(shí)，可以進(jìn)一步避免殘留在第一活塞體頂面上的水滴落，而影響操作環(huán)境。作為優(yōu)選，豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)、靠近進(jìn)水口處設(shè)有緩沖擋板，該緩沖擋板固定在豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)壁上，且緩沖擋板與進(jìn)水口正對(duì)設(shè)置。緩沖擋板的設(shè)置可以避免有進(jìn)水口進(jìn)入豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)的水直接沖擊到采水器上，而影響海水取樣系統(tǒng)的正常操作。作為優(yōu)選，豎直儲(chǔ)水筒的下端開(kāi)口，且豎直儲(chǔ)水筒的下端開(kāi)口構(gòu)成所述的取樣進(jìn)出口，豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)側(cè)面下部、位于進(jìn)水口正下方設(shè)有環(huán)形限位凸塊。作為優(yōu)選，安裝孔為螺紋孔，所述豎直安裝套外側(cè)面下部設(shè)有外螺紋，豎直安裝套與安裝孔之間通過(guò)螺紋連接。本方案結(jié)構(gòu)有利于實(shí)際加工、制作。作為優(yōu)選，安裝孔底面中部設(shè)有過(guò)線(xiàn)通孔，所述第一電磁鐵及第二電磁鐵的電源線(xiàn)穿過(guò)所述的過(guò)線(xiàn)通孔。作為優(yōu)選，豎直安裝套內(nèi)設(shè)有支撐板，所述第一電磁鐵及第二電磁鐵置于支撐板上，所述豎直安裝套內(nèi)側(cè)面下部、位于支撐板下方設(shè)有環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽內(nèi)設(shè)有擋圈。本方案結(jié)構(gòu)有利于實(shí)際加工、制作。作為優(yōu)選，機(jī)架上、位于第一活塞體正下方設(shè)有豎直導(dǎo)套，第一活塞體下端面上設(shè)有豎直導(dǎo)桿，且豎直導(dǎo)桿可滑動(dòng)的設(shè)置在豎直導(dǎo)套內(nèi)；所述升降執(zhí)行裝置為升降氣缸。本發(fā)明的有益效果是：在采水過(guò)程中不僅操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低，能夠滿(mǎn)足高密度采樣的實(shí)際需要；而且在水樣采集過(guò)程中可以有效避免海域內(nèi)采集的水樣與外界空氣接觸而受到干擾，從而提高水樣分析結(jié)果代表水域環(huán)境的真實(shí)性、有效性。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的封閉式海水取樣系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中A處的局部放大圖。圖中：升降執(zhí)行裝置1，豎直導(dǎo)桿2，第一活塞體3，下陷凹槽4，封閉式采水裝置5、采水器51、采水筒510、采水口511、第二活塞體512、連接導(dǎo)桿513、壓縮彈簧514、儲(chǔ)水腔515、環(huán)形封閉腔體516、第二鐵板517、第一鐵板518、豎直安裝套52、隔板53、避讓凹槽54、第二電磁鐵55、第一電磁鐵56、撐板57、安裝孔58，下水軟管6，開(kāi)關(guān)閥門(mén)7，下水通孔8，豎直儲(chǔ)水筒9、取樣進(jìn)出口91、環(huán)形限位凸塊92、進(jìn)水口93、緩沖擋板94、出水口95，排水管道10，連接管道11，過(guò)線(xiàn)通孔12。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：如圖1所示，一種封閉式海水取樣系統(tǒng)包括機(jī)架，水泵，抽水管道，連接管道11，排水管道10，下水軟管6，固定設(shè)置在機(jī)架上的豎直儲(chǔ)水筒9，設(shè)置在豎直儲(chǔ)水筒下端的取樣進(jìn)出口91，設(shè)置在取樣進(jìn)出口正下方的第一活塞體3及設(shè)置在機(jī)架上用于升降第一活塞體的升降執(zhí)行裝置1。豎直儲(chǔ)水筒的側(cè)面下部設(shè)有進(jìn)水口93。豎直儲(chǔ)水筒上端設(shè)有出水口95。抽水管道的一端與水泵的進(jìn)口相連接。連接管道的一端與水泵的出口相連接，連接管道的另一端與豎直儲(chǔ)水筒的進(jìn)水口相連接。排水管道的一端與豎直儲(chǔ)水筒的出水口相連接。豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)、靠近進(jìn)水口處設(shè)有緩沖擋板94。該緩沖擋板固定在豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)壁上，且緩沖擋板與進(jìn)水口正對(duì)設(shè)置。豎直儲(chǔ)水筒的下端開(kāi)口，且豎直儲(chǔ)水筒的下端開(kāi)口構(gòu)成所述的取樣進(jìn)出口。豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)側(cè)面下部、位于進(jìn)水口正下方設(shè)有環(huán)形限位凸塊92。第一活塞體上端面上設(shè)有下陷凹槽4。第一活塞體上端面上設(shè)有貫通第一活塞體上、下端面的下水通孔8，該下水通孔設(shè)置在下陷凹槽底面上。下水軟管位于第一活塞體下方，下水軟管的上端與下水通孔相連接，且下水軟管的上端與下水通孔之間設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門(mén)7。機(jī)架上、位于第一活塞體正下方設(shè)有豎直導(dǎo)套。第一活塞體下端面上設(shè)有豎直導(dǎo)桿2，且豎直導(dǎo)桿可滑動(dòng)的設(shè)置在豎直導(dǎo)套內(nèi)。升降執(zhí)行裝置為升降氣缸。第一活塞體可往上移動(dòng)至取樣進(jìn)出口內(nèi)，并封堵取樣進(jìn)出口。如圖1、圖2所示，第一活塞體上端面上設(shè)有若干個(gè)封閉式采水裝置5，且各封閉式采水裝置繞第一活塞體周向均布。封閉式采水裝置包括設(shè)置在第一活塞體上端面上的安裝孔58，與安裝孔密封連接的豎直安裝套52，設(shè)置在豎直安裝套內(nèi)側(cè)面上部的隔板53，采水器51及設(shè)置在隔板頂面中部、并往下凹陷的避讓凹槽54，設(shè)置豎直安裝套內(nèi)、位于隔板下方的第一電磁鐵56與第二電磁鐵55。安裝孔設(shè)置在下陷凹槽底面上。安裝孔為螺紋孔。豎直安裝套外側(cè)面下部設(shè)有外螺紋。豎直安裝套與安裝孔之間通過(guò)螺紋連接。安裝孔底面中部設(shè)有過(guò)線(xiàn)通孔12，第一電磁鐵及第二電磁鐵的電源線(xiàn)穿過(guò)所述的過(guò)線(xiàn)通孔。豎直安裝套的上下兩端開(kāi)口。第一電磁鐵位于避讓凹槽正下方，且第一電磁鐵的上端靠近隔板下表面或抵靠在隔板下表面上。第二電磁鐵為環(huán)形電磁鐵。第二電磁鐵套設(shè)在第一電磁鐵上，且第二電磁鐵環(huán)繞設(shè)置在避讓凹槽外側(cè)。第二電磁鐵的上端靠近隔板下表面或抵靠在隔板下表面上。豎直安裝套內(nèi)設(shè)有支撐板57。第一電磁鐵及第二電磁鐵置于支撐板上。支撐板上還設(shè)有穿線(xiàn)孔。第一電磁鐵及第二電磁鐵的電源線(xiàn)穿過(guò)所述的穿線(xiàn)孔。豎直安裝套內(nèi)側(cè)面下部、位于支撐板下方設(shè)有環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽內(nèi)設(shè)有擋圈。采水器的浮力大于重力。采水器可依次穿過(guò)豎直儲(chǔ)水筒的出水口及排水管道，并由排水管道的端口排出。采水器包括放置在豎直安裝套上端口內(nèi)的采水筒510，設(shè)置在采水筒內(nèi)的儲(chǔ)水腔515，設(shè)置在采水筒的上端并與儲(chǔ)水腔相通的采水口511，設(shè)置在采水筒的下端并與儲(chǔ)水腔相通的豎直導(dǎo)向孔，可滑動(dòng)設(shè)置在豎直導(dǎo)向孔內(nèi)的連接導(dǎo)桿513及設(shè)置在連接導(dǎo)桿上端的第二活塞體512。采水筒側(cè)壁內(nèi)設(shè)有環(huán)形封閉腔體516，該環(huán)形封閉腔體為采水器提供足夠的浮力，使采水器的浮力大于重力。豎直導(dǎo)向孔內(nèi)側(cè)面上、位于豎直導(dǎo)向孔與連接導(dǎo)桿之間設(shè)有密封圈。采水口呈錐形，且采水口的橫截面自下而上逐漸減小。第二活塞體與采水口相對(duì)應(yīng)的也呈錐形，且第二活塞體可往上移動(dòng)至采水口內(nèi)，并封堵采水口。連接導(dǎo)桿上、位于第二活塞體與儲(chǔ)水腔內(nèi)底面之間設(shè)有可使第二活塞體往上移動(dòng)至采水口內(nèi)的壓縮彈簧514。采水筒的儲(chǔ)水腔內(nèi)充滿(mǎn)惰性氣體。第二活塞體封堵采水口。采水筒的底面抵靠在隔板頂面上。連接導(dǎo)桿的下端延伸至避讓凹槽內(nèi)。連接導(dǎo)桿的下端、位于避讓凹槽內(nèi)設(shè)有第一鐵板518，且第一鐵板與避讓凹槽底面之間設(shè)有間隙。第一鐵板水平設(shè)置。第一鐵板位于第一電磁鐵正上方。當(dāng)?shù)谝浑姶盆F通電時(shí)，第一鐵板將在第一電磁鐵的吸力作用下往下移動(dòng)，并帶動(dòng)第二活塞體往下移動(dòng)，開(kāi)啟采水口。采水筒的底面上設(shè)有環(huán)形的第二鐵板517，且第二鐵板環(huán)繞設(shè)置在連接導(dǎo)桿外側(cè)，第二鐵板位于第二電磁鐵正上方。本發(fā)明的封閉式海水取樣系統(tǒng)設(shè)置在船體內(nèi)，隨船一同航行。本發(fā)明的封閉式海水取樣系統(tǒng)的具體工作過(guò)程如下：第一，將抽水管道的自由端下放至指定位置的水域內(nèi)（指定的深度）。各封閉式采水裝置的第二電磁鐵正通電，將第二鐵板517吸附在隔板53，從而將整個(gè)采水器51吸附、固定在隔板上。第二，通過(guò)升降執(zhí)行裝置1帶動(dòng)第一活塞體3往上移動(dòng)，直至第一活塞體抵靠在環(huán)形限位凸塊92上，此時(shí)，第一活塞體移動(dòng)至取樣進(jìn)出口內(nèi)，并封堵取樣進(jìn)出口。第三，開(kāi)啟水泵，使指定深度水域內(nèi)的水由抽水管道端口抽入，并依次進(jìn)過(guò)抽水管道，水泵，連接管道及進(jìn)水口進(jìn)入豎直儲(chǔ)水筒9的內(nèi)腔內(nèi)；然后，豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)的水逐漸上漫，并由出水口95及排水管道10排出。由排水管道10排出的水可以直接排回到海內(nèi)。在水泵接著下來(lái)工作的過(guò)程中，抽水管道，水泵，連接管道及豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)腔內(nèi)的空氣被指定深度水域內(nèi)的水完全排出（在這個(gè)過(guò)程中由于第二電磁鐵將采水器51吸附、固定在隔板上，可以避免采水器在浮力作用下上浮）。第四，其中一個(gè)封閉式采水裝置的第一電磁鐵通電，此時(shí)其第一鐵板將在第一電磁鐵的吸力作用下往下移動(dòng)，并通過(guò)連接導(dǎo)桿513帶動(dòng)第二活塞體512往下移動(dòng)，從而開(kāi)啟采水口511；此時(shí)，采水筒的儲(chǔ)水腔內(nèi)的惰性氣體排出（采水筒的儲(chǔ)水腔內(nèi)充滿(mǎn)惰性氣體），豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)的水將自動(dòng)流入采水筒的儲(chǔ)水腔內(nèi)。由于此時(shí)豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)腔的水還未與外界空氣接觸，因而在水樣采集過(guò)程中可以有效避免海域內(nèi)采集的水樣與外界空氣接觸而受到干擾，從而提高水樣分析結(jié)果代表水域環(huán)境的真實(shí)性、有效性。第五，該封閉式采水裝置的第一電磁鐵斷電，此時(shí)在壓縮彈簧的作用下，第二活塞體往上移動(dòng)至采水口內(nèi)，并封堵采水口；避免采水筒內(nèi)的水體與外界空氣接觸。第六，該封閉式采水裝置的第二電磁鐵斷電，此時(shí)該封閉式采水裝置的采水器51在浮力作用下上浮，并沿水流依次穿過(guò)豎直儲(chǔ)水筒的出水口及排水管道，并由排水管道的端口排出；至此完成一個(gè)水樣的采樣過(guò)程中；這樣在水樣的采樣過(guò)程中可以有效避免海域內(nèi)采集的水樣與外界空氣接觸而受到干擾，從而提高水樣分析結(jié)果代表水域環(huán)境的真實(shí)性、有效性。第七，完成一個(gè)水樣的采樣后，水泵關(guān)閉；并開(kāi)啟開(kāi)關(guān)閥門(mén)將豎直儲(chǔ)水筒內(nèi)的水由水通孔及下水軟管排出。由于第一活塞體上端面上設(shè)有若干個(gè)封閉式采水裝置，因而在下一次采用只需返回第三步操作即可。