本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境治理及水體樣本采集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到河流、湖泊、水庫(kù)等水體樣本的分層采集。

背景技術(shù)：

水作為生命之源，與人們的生活密切相關(guān)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)所面臨的水環(huán)境問(wèn)題日益突出。目前水源水庫(kù)復(fù)雜的水環(huán)境條件與安全飲水的高標(biāo)準(zhǔn)要求之間存在較大差距。采集不同層次的水質(zhì)樣本，經(jīng)過(guò)深入細(xì)致的研究，進(jìn)而提出適當(dāng)?shù)膶?duì)策，才有可能更好地解決目前面臨著的飲水安全問(wèn)題。

采集不同深度的水體樣本，首先要順利地到達(dá)指定深度，并實(shí)現(xiàn)充分的水體交換。常見(jiàn)的德國(guó)HYDRO-BIOS公司卡蓋式采水器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要專(zhuān)門(mén)的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，使用起來(lái)較為麻煩，在深水條件下觸發(fā)器失靈的概率增大，其次在冬季零下20℃左右條件下采樣時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)容易結(jié)冰，采集完一次樣品后兩端的卡蓋很難再次打開(kāi)，且在搬運(yùn)過(guò)程中，若不小心觸動(dòng)觸發(fā)機(jī)構(gòu)，卡蓋在閉合的瞬間有夾住采樣人員手指的可能，安全系數(shù)較低；市場(chǎng)上的有機(jī)玻璃和不銹鋼采水器，水交換效率較低，不可避免的影響了采樣的效率；球蓋式采水器(亦稱(chēng)范多恩采水器)由采水筒、球蓋、釋放器、固定架和鋼絲繩槽及使錘等部分組成，采水器下放時(shí)，兩個(gè)球蓋敞開(kāi)，到達(dá)預(yù)定采水深度后，釋放使錘使兩個(gè)球蓋關(guān)閉取樣，其適應(yīng)環(huán)境溫度為-10～+60℃，對(duì)于東北水庫(kù)冬季等較冷環(huán)境下的采樣，其觸發(fā)機(jī)構(gòu)可能會(huì)結(jié)冰從而失靈，另一個(gè)方面對(duì)于深層水體采樣時(shí)，使錘也存在的觸發(fā)的情況，影響了采樣工作的效率。

顯然，前述采水設(shè)備均不具備微擾動(dòng)原狀樣品采集功能，尤其是不具備充分水體交換效率的采集功能。需要研發(fā)具有能夠采集指定深度、微擾動(dòng)、水交換效率率大、易操作的采水器。

本發(fā)明專(zhuān)利受到“國(guó)家自然科學(xué)基金儀器基礎(chǔ)專(zhuān)項(xiàng)-水源水庫(kù)水質(zhì)多維保真采樣設(shè)備項(xiàng)目51327004”的資助。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明專(zhuān)利要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一套水交換效率大，多深度采集，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，適用于河流、湖泊、水庫(kù)等多種流態(tài)的水體樣本采集裝置。

本發(fā)明專(zhuān)利的技術(shù)方案是：

一種高交換率采水器，主要包括筒體、合蓋機(jī)構(gòu)、限位桿、上翻蓋、配重和提柄。

所述的筒體由亞克力材料制成，在底部均勻開(kāi)有三個(gè)長(zhǎng)方形槽，合蓋機(jī)構(gòu)上部和筒體表面相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)設(shè)貫通的出水口，使采集的水能夠從此流出。

所述的合蓋機(jī)構(gòu)由亞克力材料制成，包括兩個(gè)合蓋和托板。合蓋為兩個(gè)近似于半圓的亞克力板，可實(shí)現(xiàn)近90度翻轉(zhuǎn)，保證水交換的充分進(jìn)行。托板上開(kāi)有兩個(gè)同合蓋形狀一樣的兩個(gè)槽，尺寸略小于合蓋，在取水完成上提過(guò)程中，合蓋同托板緊密貼合，保證水不會(huì)漏出。

所述的限位桿為亞克力棒料，安裝在筒體內(nèi)部，目的是為限制合蓋的翻轉(zhuǎn)行程，防止合蓋翻轉(zhuǎn)超過(guò)90度而無(wú)法回位同托板緊密貼合。所述的合蓋機(jī)構(gòu)和限位桿配合，能夠保證水體從下部進(jìn)入筒內(nèi)。

所述的上翻蓋為亞克力材料，通過(guò)折頁(yè)同固定在筒體上的小圓弧塊連接，使其可以自由翻轉(zhuǎn)。同時(shí)上翻蓋通過(guò)細(xì)繩同筒壁相連，以此限制其翻轉(zhuǎn)行程，在下放過(guò)程中，上翻蓋自由張開(kāi)，保證水交換的進(jìn)行。

所述的配重為圓環(huán)形的鐵環(huán)，安裝在筒體的底部，保證采水器下放過(guò)程中順利快速進(jìn)入水中實(shí)現(xiàn)采樣。

所述的提柄由鋼絲彎制而成，其與筒體上部相連。在其上系入纜繩，可實(shí)現(xiàn)不同深度的水樣采集。在水體從下部合蓋機(jī)構(gòu)進(jìn)入筒體內(nèi)時(shí)，兩個(gè)合蓋近90度向上打開(kāi)，使筒體上下保持通暢，保證有高的水交換效率。

本發(fā)明的有益效果為：利用合蓋機(jī)構(gòu)的合蓋所具有的較大翻轉(zhuǎn)角度和上翻蓋向上翻轉(zhuǎn)保證有充足的水交換效率，采樣結(jié)束后合蓋同托板緊密貼合，上翻蓋同筒體上部緊密貼合，實(shí)現(xiàn)采樣筒體的上封下堵，減少了外界水對(duì)筒體內(nèi)部水樣的干擾。相比于現(xiàn)有的采水設(shè)備水交換效率低的不足，本發(fā)明水交換效率大、干擾性小、操作簡(jiǎn)單方便，具有保真性好、代表性強(qiáng)、造價(jià)低等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是高交換率采水器水下開(kāi)蓋狀態(tài)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是高交換率采水器水下閉合狀態(tài)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是合蓋機(jī)構(gòu)示意圖；

圖中：1筒體；2合蓋機(jī)構(gòu)；3限位桿；4上翻蓋；5配重；6提柄；2-1合蓋；2-2托板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明專(zhuān)利的具體實(shí)施方式。

一種高交換率采水器包括筒體1、合蓋機(jī)構(gòu)2、限位桿3、上翻蓋4、配重5和提柄6。筒體1底部均勻開(kāi)設(shè)三個(gè)長(zhǎng)方形槽，合蓋機(jī)構(gòu)2上部和筒體1表面相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)設(shè)貫通的出水口，流出采集水。合蓋機(jī)構(gòu)2包括兩個(gè)合蓋2-1和托板2-2，兩個(gè)合蓋用于保證水交換充分進(jìn)行，托板2-2上開(kāi)有兩個(gè)同合蓋2-1形狀一樣的兩個(gè)槽，在取水完成上提過(guò)程中，合蓋2-1同托板2-2緊密貼合，保證水不會(huì)漏出。限位桿3安裝在筒體1內(nèi)部，用于限制兩個(gè)合蓋2-1的翻轉(zhuǎn)行程，防止合蓋2-1翻轉(zhuǎn)超過(guò)90度而無(wú)法回位，不能同托板2-2緊密貼合。上翻蓋4通過(guò)折頁(yè)和固定在筒體上的小圓弧塊連接，上翻蓋4自由翻轉(zhuǎn)，同時(shí)上翻蓋4通過(guò)細(xì)繩與筒壁相連，用于限制上翻蓋4翻轉(zhuǎn)行程，在下放過(guò)程中，上翻蓋4自由張開(kāi)，保證水交換的進(jìn)行。配重5安裝在筒體1的底部，保證采水器下放過(guò)程中順利快速進(jìn)入水中實(shí)現(xiàn)采樣。所述的提柄6與筒體1上部相連，在其上系入纜繩，實(shí)現(xiàn)不同深度的水樣采集。

采用高交換率采水器進(jìn)行采樣的方法，包括如下步驟：

步驟1：檢查各部件連接是否緊固，查看上翻蓋4和合蓋2-1轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，確定上翻蓋4和合蓋2-1處于閉合狀態(tài)。

步驟2：將足夠長(zhǎng)的纜繩系在提柄6上，將此采水器緩慢放入水中，此時(shí)采水器在重力作用下垂直下降，上翻蓋4和合蓋2-1在水流沖擊作用下張開(kāi)，確保有足夠的水流交換。

步驟3：在下放到所需采樣深度時(shí)，停止釋放纜繩。開(kāi)始上拉纜繩，在上拉的瞬間，上翻蓋6和合蓋2-1受水流沖擊作用瞬時(shí)關(guān)閉，確保采集到的是原定深度的水樣。緩慢上拉纜繩，將采水器提出水面至岸上或船上，在筒體1的取水口出將采集到的水樣轉(zhuǎn)移到采樣瓶中保存，至此采樣結(jié)束。