本發(fā)明涉及水體取樣技術領域，特別涉及一種水樣收集點定位裝置。

背景技術：

畦灌是華北地區(qū)常用的灌溉方式，是用土埂將耕地分隔成長條形的畦田，水流借推進作用沿畦長方向流動并浸潤土壤，最終在田面上形成薄水層的灌溉方法。在畦灌過程中，包括撒施和液施兩種施肥方式。液施時事先將肥料溶解在灌溉水中，肥料在灌溉的同時隨水流進入田間。撒施時先將肥料撒施于土壤表面，然后進行灌溉。肥料在水中的分布情況直接影響施肥效果，因此需要通過施肥灌溉試驗對地表水流中肥料離子沿畦長及水深兩個方向的濃度分布規(guī)律進行研究。

在對水深方向的肥料離子濃度進行檢測時，通過將帶有刻度的標尺豎直放置于田畦中，以接觸地面的端部為刻度起點，讀取水面對應的刻度，即水深。將水深劃分為具有相同間隔的節(jié)點，以每個節(jié)點作為水樣收集點進行水樣收集，并對從每個節(jié)點處收集的水樣中的肥料離子濃度進行檢測。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題：

目前在對水深方向的肥料離子濃度進行檢測時，僅依靠肉眼觀察標尺刻度來確定水樣收集點的位置，不能保證以精確的平均間隔收集水樣。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例所要解決的技術問題是，提供用于能夠實現(xiàn)在水深方向上，以精確的平均間隔收集水樣的水樣收集裝置的水樣收集點定位裝置。

具體而言，技術方案如下：

一種水樣收集點定位裝置，所述水樣收集點定位裝置包括：

框架，所述框架包括首尾依次連接的長度相同的第一桿、第二桿、第三桿以及第四桿，所述第一桿、第二桿、第三桿以及第四桿之間通過銷軸以可轉動方式連接；主桿，連接所述第二桿與所述第三桿的銷軸固定在所述主桿上，連接所述第一桿與所述第四桿的銷軸可沿所述主桿上下滑動；以及，至少一個垂直于所述主桿的定位桿，所述定位桿與所述框架滑動連接，且所述定位桿將連接所述第一桿與所述第三桿的銷軸到連接所述第二桿與所述第四桿的銷軸之間的距離等分。

優(yōu)選地，在所述銷軸上設置有分隔片，所述分隔片用于限定所述第一桿、第二桿、第三桿以及第四桿在所述銷軸方向上的運動。

優(yōu)選地，在所述第一桿、第二桿、第三桿以及第四桿上設置有至少一個安裝軸，所述安裝軸位于所述第一桿、第二桿、第三桿以及第四桿的長度等分點處；在所述定位桿上設置有與所述安裝軸相配合的滑動槽，所述滑動槽沿所述定位桿長度方向設置。

優(yōu)選地，所述定位桿中包括與連接所述第一桿與所述第二桿的銷軸以及連接所述第三桿與所述第四桿的銷軸滑動連接的中位桿；所述中位桿穿過所述主桿并可沿所述主桿的軸向移動。

優(yōu)選地，在所述主桿上沿所述主桿的軸向設置有貫通所述主桿徑向的第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽與所述第二滑槽相垂直；所述連接第一桿與第四桿的銷軸沿所述第一滑槽滑動；所述中位桿穿過所述第二滑槽，并沿所述第二滑槽滑動。

優(yōu)選地，所述主桿還包括與所述主桿底部連接的底座，在所述底部上設置有固定齒。

優(yōu)選地，在所述連接第一桿與第四桿的銷軸上還設置有浮漂。

優(yōu)選地，所述浮漂具有兩個，分別設置在所述連接第一桿與第四桿的銷軸的兩端。

優(yōu)選地，在所述連接第一桿與第四桿的銷軸上，所述連接第二桿與第三桿的銷軸上，以及所述定位桿上均設置有導管插頭，所述導管插頭用于固定取樣導管。

優(yōu)選地，所述導管插頭連線平行于所述主桿。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

框架具有菱形結構，且可沿主桿長度方向伸展或壓縮，進而使得框架上位于主桿兩側的桿件逐漸向底座靠近或遠離。同時與框架滑動連接的定位桿隨框架同步運動，且在運動過程中，定位桿始終等分連接第一桿與第四桿的銷軸到連接第二桿與第三桿的銷軸之間的距離。在使用時，將主桿豎直放置在畦田上，使得連接第二桿與第三桿的銷軸與地面平齊，并拉動連接第一桿與第四桿的銷軸使其始終與水面保持平齊，如此即將水深轉換為框架中連接第一桿與第四桿的銷軸到連接第二桿與第三桿的銷軸之間的距離，而定位桿始終等分所述距離的長度，即定位桿在水深方向上劃分出了精確的間隔。由此定位桿以及水面、水底兩個參考面共同形成了在水深方向上具有準確間隔的水樣收集參考點，進而實現(xiàn)對水樣收集點的精確定位。本發(fā)明實施例所提供的水樣收集點定位裝置使用便捷，能夠在水深方向上精確出劃分相等間隔的水樣收集點，保證了取樣精確性，使得所收集水樣具有代表性。同時該裝置結構簡單、質量輕盈、便于攜帶。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1-1是本發(fā)明實施例提供的水樣收集點定位裝置的主視圖；

圖1-2是本發(fā)明實施例提供的水樣收集點定位裝置的俯視圖；

圖2-1是本發(fā)明實施例提供的框架中桿件的主視圖；

圖2-2是本發(fā)明實施例提供的框架中桿件的俯視圖；

圖3-1是本發(fā)明實施例提供的主桿結構主視圖；

圖3-2是本發(fā)明實施例提供的主桿結構側視圖；

圖3-3是本發(fā)明實施例提供的主桿結構俯視圖；

圖4-1是本發(fā)明實施例提供的設置有浮漂的水樣收集點定位裝置主視圖；

圖4-2是本發(fā)明實施例提供的設置有浮漂的水樣收集點定位裝置側視圖。

附圖中各個標記分別為：

1.框架，11.第一桿，12.第二桿，13.第三桿，14.第四桿；

101a.連接第一桿11與第四桿14的銷軸，

101b.連接第一桿11與第二桿12的銷軸，

101c.連接第二桿12與第三桿13的銷軸，

101d.連接第三桿13與第四桿14的銷軸；

102.安裝軸，103.分隔片；

2.主桿，21.第一滑槽，22.第二滑槽，23.底座，24.固定齒；

3.定位桿，30.中位桿；

4.浮漂；

a.第一導管插頭，b.第二導管插頭，c.第三導管插頭，d.第四導管插頭，e.第五導管插頭。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

參見圖1-1與圖1-2，本發(fā)明實施例提供了一種水樣收集點定位裝置，該定位裝置包括：

框架1，包括首尾依次連接的長度相同的第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14，第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14之間通過銷軸以可轉動方式連接；

主桿2，連接第二桿12與第三桿13的銷軸101c固定在主桿2上，連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a可沿主桿2滑動；以及，

至少一個垂直于主桿2的定位桿3，定位桿3與框架1滑動連接，且定位桿3將連接第二桿12與第三桿13的銷軸101c到連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a之間的距離等分。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中，將框架1的各個桿件命名為第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14是為了更加清楚、簡潔地描述本發(fā)明實施例的技術方案，上述命名僅為區(qū)分桿件，而不代表限定各個桿件之間的連接順序。并且，與主桿2固定的銷軸可以是連接第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14的四個銷軸中的任意一個，而可沿主桿2滑動的銷軸則是和與主桿2固定的銷軸相對的銷軸。

關于本發(fā)明實施例所提供的水樣收集點定位裝置的結構特點，可以理解的是，框架1具有菱形結構，且關于主桿2對稱。為了便于后續(xù)描述，在本發(fā)明實施例中將菱形框架1的兩條對角線分別命名為第一對角線與第二對角線，其中主桿2位于該框架1的第一對角線上。并且連接第二桿12與第三桿13的銷軸101c與主桿2固定連接，連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a與主桿2活動連接，這兩個銷軸之間的距離即為框架1第一對角線的長度。同時定位桿3垂直于主桿2設置，即定位桿3平行于框架1的第二對角線。同時定位桿3還位于框架1邊長等分點連線上，根據相似三角形原理，不難理解的是，定位桿3能夠將框架1的第一對角線的長度等分，即定位桿3等分連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a到連接第二桿12與第三桿13的銷軸101c之間的距離。

同時由于框架1與定位桿3滑動連接，此處“滑動連接”表示位于主桿2兩側的桿件可沿定位桿3靠近或遠離主桿2。具體來說，參見圖1-1，第一桿11與第四桿14可相對靠近或遠離，第二桿12與第三桿13可相對靠近或遠離。當控制連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a沿主桿2移動時，框架1沿主桿2長度方向收縮或伸展，并帶動定位桿3同步移動。具體地，以連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a沿主桿2向上移動為例：

框架1沿主桿2長度方向伸展，其第一對角線長度增加，桿件逐漸向主桿2靠近。同時在第一桿11與第四桿14的作用下，連接第一桿11與第四桿14的定位桿3向上運動；在第二桿12與第三桿13的作用下，連接第二桿12與第三桿13的定位桿3向上運動。且由于定位桿3始終位于框架1平行于第二對角線的邊長等分點連線上，因此不難理解的是，在框架1的收縮或伸展過程中定位桿3始終等分框架1第一對角線的長度。

在使用時，將主桿2豎直放置在畦田上，使得連接第二桿12與第三桿13的銷軸101c與地面平齊，拉動連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a使其始終與水面保持平齊，如此即將水深轉換為框架1第一對角線的長。而定位桿3始終等分第一對角線的長度，即定位桿3在水深方向上劃分出了精確的間隔，由此定位桿3以及水面、水底兩個參考面共同形成了在水深方向上具有準確間隔的水樣收集參考點，進而實現(xiàn)對水樣收集點的精確定位。

綜上，本發(fā)明實施例所提供的水樣收集點定位裝置通過利用菱形結構的特點以及相似三角形的邊長關系原理，通過定位桿3實現(xiàn)對不同水深水層進行以精確間隔劃分的技術效果，保證所收集水樣的代表性，進而為客觀反應肥料在不同水深中的實際分布情況提供有效的檢測數(shù)據。

進一步地，框架1中各個桿件(第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14)之間通過銷軸實現(xiàn)可旋轉活動連接。具體地，在第一桿11至第四桿14的兩個端部均設置有安裝孔，將銷軸穿過需要連接的兩個桿件的安裝孔實現(xiàn)上述可旋轉活動連接。在本發(fā)明實施例中為了保證框架1的實用性和穩(wěn)定性，在第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14之間的銷軸上還設置有分隔片103。參見圖1-2，該分隔片103設置在桿件的兩側，將連接在同一銷軸上的桿件分隔開來，避免框架1在使用過程中過度磨損，提高整體裝置的使用耐久性。同時該分隔片103還起到了限位作用，限制了桿件在銷軸長度方向的運動，保證框架1的穩(wěn)定性。

框架1與定位桿3之間通過滑動連接保證該定位裝置的正常使用。關于該滑動連接的實現(xiàn)方式，參見圖2-1與圖2-2，在第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14上設置有至少一個安裝軸102，且安裝軸102位于第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14的邊長等分點處。同時在定位桿3上設置有與安裝軸102相配合的滑動槽，滑動槽沿定位桿3長度方向設置。當連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a沿主桿2移動時，通過桿件的安裝軸102與定位桿3的滑動槽之間的配合帶動定位桿3隨框架1同步移動。

此外參見圖1-2，由于框架1的連接處設置有銷軸101和分隔片103，加之受桿件自身厚度的影響，使得第一桿11、第二桿12、第三桿13以及第四桿14在厚度方向上均具有一定落差。因此在連接定位桿3時，本發(fā)明實施例提供了不同長度的安裝軸102以及相適配的分隔片103。通過安裝軸102彌補了不同桿件厚度方向上的落差，在俯視角度，參見圖1-2，使得定位桿3同樣垂直于主桿2。因此當連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a沿主桿2移動時，桿件安裝軸102與定位桿3滑動槽之間的配合更為順暢，避免出現(xiàn)框架1與定位桿3滑動卡阻的現(xiàn)象。且分隔片103同樣限制了定位桿3在安裝軸102長度方向的運動。

其中對于定位桿3的數(shù)量不做具體限制，可根據實際需要進行劃分。舉例來說，一般檢測需要5個水樣收集點，此時應采用三個定位桿3，并將三個定位桿3分別設置在第一桿11與第四桿14的中點連線處，框架1的第二對角線處，以及第二桿12與第三桿13的中點連線處。如此三條定位桿3與主桿2的交叉處，以及連接第一桿11與第四桿14銷軸101a處、連接第二桿12與第三桿13銷軸101c處定位出了固定的5個水樣收集點，且在水深方向上這5個水樣收集點之間的間距相等。

為了保證定位裝置整體的穩(wěn)定性，可以始終在連接第一桿11與第二桿12的銷軸101b以及連接第三桿13與第四桿14的銷軸101d連線處，即框架1的第二對角線處設置一根定位桿3，為了便于區(qū)分，將該定位桿3稱為中位桿30?？梢岳斫獾氖?，該中位桿30使得框架1具有兩個關于中位桿30對稱的三角形結構，增強了整體裝置的穩(wěn)定性。同時，為了避免本發(fā)明實施例提供的定位裝置在使用時出現(xiàn)組件左右移位現(xiàn)象，可將該中位桿30穿過主桿2并使中位桿30沿主桿2軸向方向移動，利用主桿2限制中位桿30沿銷軸軸向的運動。

除中位桿30以外的定位桿3可以和中位桿30相同，均穿過主桿2設置，以進一步提高本發(fā)明實施例提供的定位裝置的穩(wěn)定性；也可使除中位桿30以外的定位桿3位于主桿2外部(如圖4-1所示)，以便于定位桿3的拆卸或者安裝，從而便于定位桿3數(shù)量的增加或者減少。

對于定位桿3穿過主桿2的方式，安裝軸102設置在第一桿11至第四桿14上靠近主桿2的側面上并指向主桿2。此時無需分隔片103同樣能夠限制定位桿3在安裝軸102長度方向上的運動，使得定位桿3僅沿主桿2的軸向移動。

對于定位桿3設置在主桿2外部的方式，安裝軸102設置在第一桿11至第四桿14上遠離主桿2的側面上，此時，需要安裝分隔片103來對定位桿3沿安裝軸102長度方向的運動進行限制。

此外，中位桿30與框架1連接時，可增加與中位桿30的滑動槽相配合的滑動塊，將框架1的桿件之間的銷軸101與滑動塊固定連接，實現(xiàn)桿件可沿中位桿30向主桿2靠近或遠離，保證該定位裝置的正常使用。

本發(fā)明實施例中，在主桿2上沿主桿2的軸向設置有貫通主桿2徑向的第一滑槽21和第二滑槽22，第一滑槽21與第二滑槽22相垂直。參見圖3-3，不難理解的是，從俯視角度，第一滑槽21與第二滑槽22均貫穿了主桿2的徑向，且相互交叉成“十字形”結構。進一步地，第一滑槽21與連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a配合使用，使其沿第一滑槽21滑動；第二滑槽22與中位桿30配合使用，限制中位桿30僅可沿第二滑槽22滑動。其余定位桿3也可設置在第二滑槽22內并沿第二滑槽22滑動。

進一步地，參見圖3-1與圖3-2，為了便于使用，在主桿2的底部、第二桿12與第三桿13的連接銷軸101下方還設置有底座23，在底部21上設置有固定齒24。使用時將固定齒24插入土壤中，使得底座23位于地表，保證第二桿12與第三桿13的連接銷軸101位于地面之上，避免因連接銷軸陷入土壤造成的第一桿12與第三桿13活動不順暢。

本發(fā)明實施例所提供的水樣收集點定位裝置在使用時，通過人工拉伸連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a進行操作。同時根據水樣收集的要求，還需在整個水樣收集過程中需要保持連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a位于水平面上。如此，單純的人工操作不僅費力同時也難以保證銷軸隨時處于水平面上。為了克服這一缺陷，本發(fā)明實施例提供了以下解決方式：

參見圖4-1與圖4-2，在連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a上還設置有浮漂4。在浮漂4的作用下可以始終保持連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a位于水平面上。同時在灌溉過程中水面不斷上升，此時浮漂4可帶動第一桿11與第四桿14隨水平面的升、降同步移動，使得該定位裝置能夠在水深方向上自動劃分出等間距的水樣收集位置。進一步，該浮漂4具有兩個，并分別設置在連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a的兩端。換言之，兩個浮漂4設置在第一滑槽21的兩側。如此當水位較低時，框架1整體沿主桿2長度方向收縮，此時第一桿11、第四桿14不會碰觸到浮漂4，影響浮漂4的正常工作。并且為了更好地體現(xiàn)浮漂4的浮力作用，該定位裝置具有對稱結構，包括兩套關于主桿2對稱的框架1，且當定位桿3設置在主桿2外側時，還需要設置兩套關于主桿2對稱的定位桿3；若定位桿3穿過主桿2內部設置，則僅設置一套定位桿3即可，且這一套定位桿3的兩側均連接框架1。即主桿2的兩側具有兩套對稱設置的框架1和定位桿3，如此浮漂4能夠保證框架1順暢的形變效果。

在使用本發(fā)明實施例所提供的水樣收集點定位裝置進行水樣收集時，參考定位裝置所劃分出的水樣收集點，借助注射器等取樣工具直接取樣。但由于取樣工具無法固定，準確地在相應的水層取樣具有一定難度。因此為了便于取樣的進行，在連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a上，連接第二桿12與第三桿13的銷軸101c上，以及定位桿3上均設置有導管插頭(圖4-2所示的a、b、c、d、e)，該導管插頭用于固定取樣導管?，F(xiàn)有技術中提供了一種類似注射器的水樣收集器，具有活塞抽取裝置以及相連接的具有柔性的吸水導管，且在吸水導管的活動端的側壁設設置有進水口。在使用時將吸水導管的導管頭固定在導管插頭，拉動活塞使得水樣從吸水導管的進水口進入收集器，完成水樣收集。

同時，為了得到水深對肥料分布情況的影響，一般采用單因素試驗法。因此在收集水樣時，期望水樣收集點為位于同一豎直線上的、不同水深處的收集點。因此在本發(fā)明中，進一步限定上述導管插頭的連線平行于主桿2。以劃分出5個水樣收集點為例，參見圖4-2，在連接第一桿11與第四桿14的銷軸101a下方平行設置第一導管插頭a。在定位桿3的中點上設置第二導管插頭b和第四導管插頭d。在中位桿30上設置第三導管插頭c，第三導管插頭c穿過第一滑槽21。在連接第二桿12與第三桿13的銷軸101c上設置第五導管插頭e。其中需要說明的是，為了保證上述導管插頭位于同一條豎直線上，定位桿3上的導管插頭需穿過主桿2的第一滑槽21。具體地，當定位桿3穿過主桿2的第二滑槽22設置時，導管插頭b和d穿過第一滑槽21；當定位桿3設置在主桿2的外側時，延長導管插頭b和d至主桿第一滑槽21內部，如此定位桿3無法沿框架第二對角線運動，保證了水樣收集點位于同一豎直線。

綜上，本發(fā)明實施例所提供的水樣收集點定位裝置通過菱形框架1以及定位桿3實現(xiàn)對不同水深水層進行以精確間隔劃分的技術效果，保證所收集水樣的代表性；同時采用浮漂4實現(xiàn)自動定位動能，結構簡單、質量輕盈、便于攜帶組裝。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。