本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置及采樣方法。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國環(huán)境污染問題日益凸顯，特別是水環(huán)境污染呈現(xiàn)擴大化、嚴(yán)重化趨勢。為了加強水環(huán)境治理監(jiān)控，及時掌握、檢測水體中污染物的分布情況，需要進行大量的水質(zhì)取樣等工作，從而來保證所取水樣水質(zhì)的時效性和準(zhǔn)確性。

對于現(xiàn)場水體取樣工作，按照《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-2002)的規(guī)定“要求水樣采集后自然沉降30min，取上層非沉降部分按規(guī)定方法進行分析”?！兜乇硭臀鬯O(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(hj/t91—2002)規(guī)定“如果水樣中含沉降性固體，應(yīng)將所采水樣搖勻后倒入筒型玻璃容器，靜置30min，將已不含沉降性固體但含有懸浮性固體的水樣移入盛樣容器并加入保存劑”?！秶业乇硭h(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)監(jiān)測任務(wù)作業(yè)指導(dǎo)書》中規(guī)定“如果監(jiān)測斷面水樣清澈，現(xiàn)場可不進行自然沉降30min，直接進行水樣分裝”。而在實際采樣中，執(zhí)行上述規(guī)范較難。按照上述標(biāo)準(zhǔn)要求，水樣在采樣器中需靜置30min，然后需要用吸管插至水樣表層50mm以下位置進行一次或者多次吸取水樣，操作較為麻煩，若水樣中含有大量懸浮物質(zhì)，通過吸管一次或者多次吸取水樣，容易形成水質(zhì)紊流，導(dǎo)致所取水樣中含有大量固體懸浮物質(zhì)，影響水質(zhì)的檢測。

此外，隨著技術(shù)的更新與發(fā)展，目前水質(zhì)采集技術(shù)為了能與水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)聯(lián)用，已逐漸發(fā)展為自動化取水方式，其中自動化的取水裝置多種多樣，既包括取水管、水瓶等簡單取水裝置，又包括與水泵連接的大型取水裝置。技術(shù)的發(fā)展為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測等領(lǐng)域提供了很大的便利，提高了檢測的時效性。然而，水質(zhì)紊流的問題仍然是行業(yè)內(nèi)的困擾。

水質(zhì)紊流帶來的不利影響主要包括兩個方面。首先，所取水樣中含大量固體懸浮物質(zhì)，水質(zhì)檢測受到影響。其次，大顆粒固體物質(zhì)堆積也會導(dǎo)致取水口的堵塞問題。

為了克服水質(zhì)紊流所帶來的不利影響，經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中也已公開了較多的技術(shù)方案，如中國專利號200910024538.5，該申請案公開了一種保護水質(zhì)取樣器進水口的方法，其通過一級防護過濾網(wǎng)和二級過濾頭對大量懸浮物質(zhì)和泥沙等進行攔截，從而保護采集器進水口。該裝置在防止采集器入水口的堵塞起到一定的作用。但該申請案整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造價較高，為了保證過濾網(wǎng)和過濾頭的部件能有效運行，不可避免的增加了清洗裝置，進一步增加了造價和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。中國專利號201210472785.3，該申請案公開了一種水質(zhì)取樣裝置及應(yīng)用該裝置的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其通過向密閉取樣裝置通入氣體，依靠氣體將水質(zhì)樣品壓出，實現(xiàn)水質(zhì)取樣，氣體輸入部件無需與水直接接觸，不容易造成堵塞、損壞的現(xiàn)象，而且由于無額外吸取動力，不存在吸取時攪動現(xiàn)象；然而，雖然該申請案的氣體部件不易堵塞，但從樣品池中獲取水樣的進水管口朝下開放，水樣自動流入的過程仍然有引入沉積固體和懸浮顆粒的可能，長期使用也會導(dǎo)致進水口堵塞。且氣體部件的引入增加了額外的成本，不利于推廣。

從上述分析可知，現(xiàn)有技術(shù)多是從保護進水口的角度來克服水質(zhì)紊流所帶來的缺陷，常用方式即為增加濾網(wǎng)或濾頭來增加防線，卻并沒有從水質(zhì)紊流發(fā)生的源頭考慮，因此也只是治標(biāo)不治本，并沒有從根本上解決問題。

中國專利號201420600029.9公開了一種新型水質(zhì)采集器，該申請案通過桿體將采集瓶放置于水中，待水體穩(wěn)定進行采集，該裝置將瓶塞與繩子和彈性部件結(jié)合設(shè)置，通過繩子收放實現(xiàn)水樣的采集和關(guān)閉，此裝置在采集過程不易發(fā)生攪動，取樣時能夠避免大量固體顆粒的吸入，克服了傳統(tǒng)采集器容易使水質(zhì)產(chǎn)生渾濁，大量雜質(zhì)引入的缺陷。該申請案可以說已經(jīng)想到了從不產(chǎn)生水質(zhì)紊流的角度來防止取水時固體顆粒的引入，但其依然存在以下缺陷：1)不能實現(xiàn)取樣的連續(xù)化；2)設(shè)置如橡皮筋或彈簧等部件，長期收縮容易損壞。

為了使采集水樣連續(xù)化，現(xiàn)有技術(shù)中也存在一些利用簡單原理的取水裝置。如中國專利號00122194.9公開了一種虹吸引提液體的方法和裝置，該申請案例利用大氣壓力和虹吸現(xiàn)象的規(guī)律，達到液體引提的效果，使其取水過程連續(xù)自動化，不需使用電動設(shè)備。中國專利號201010501514.7公開了一種真空泵輔助虹吸取水裝置及方法。該裝置也是基于節(jié)約能源的方向考慮，利用虹吸原理，使用真空泵將虹吸啟動，使虹吸取水管保持連續(xù)不斷地穩(wěn)定運行。上述兩種裝置雖然利用了虹吸原理，嘗試采用簡單裝置即可完成自動連續(xù)化取水過程。然而，應(yīng)用范圍較窄，無法解決取水時發(fā)生的水質(zhì)紊流的缺陷。

因此亟需研發(fā)一種簡單實用的取水裝置，既能克服水質(zhì)紊流的缺陷，又能實現(xiàn)自動化連續(xù)取水過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

針對于現(xiàn)有技術(shù)在進行水質(zhì)取樣時操作麻煩，且產(chǎn)生水質(zhì)紊流的現(xiàn)象，導(dǎo)致取水效率低，水質(zhì)渾濁，取水口堵塞等一系列問題，本發(fā)明經(jīng)過長期經(jīng)驗總結(jié)，提供了一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置；本發(fā)明將虹吸原理與水質(zhì)取樣過程巧妙結(jié)合，取水口與底部保持足夠距離且開口向上，使所取水樣清澈，有效的防止了水質(zhì)紊流的產(chǎn)生，同時可實現(xiàn)自動連續(xù)取水，簡單實用，取水效率高。

2.技術(shù)方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，包括浮體、吸水管、彎管和吸水組件，所述的吸水管貫穿浮體，該吸水管的一端連接吸水組件，吸水管的另一端連接彎管，所述的彎管的進水口高于該彎管的彎曲部。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的彎管進水口距彎管底部的垂直距離為18mm～20mm。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的浮體側(cè)壁上設(shè)置有水位線，該水位線距彎管進水口的垂直距離為50mm。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的吸水組件包括第一膠管、吸水球和第二膠管，吸水球兩側(cè)分別連接第一膠管和第二膠管，第一膠管的另一端與吸水管相連通。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的第二膠管上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)器，該第二膠管的出水口的垂直高度低于所取水樣液面。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的彎管設(shè)置有2-6個，2-6個彎管均與吸水管連通，且2-6個彎管在水平方向均勻分布。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的浮體為空心球體，該浮體的上方設(shè)置有開口，該開口由密封塞密封。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的吸水管為直管，該吸水管沿浮體的中軸線貫穿浮體。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的浮體和吸水管為玻璃材質(zhì)；所述的吸水球為硅膠吸水球；所述的密封塞為橡膠塞。

本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣方法，將浮體置于待采樣水面，通過向浮體內(nèi)部添加增重物，使浮體上水位線與液面平齊，然后擠壓吸水球，控制采樣水從彎管進水口流入，依次經(jīng)吸水管、第一膠管、吸水球和第二膠管流出，同時通過流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)水樣流量。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下有效果：

(1)本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，從水質(zhì)紊流產(chǎn)生的源頭出發(fā)，根據(jù)靜置后水樣上層清澈的特點，一方面設(shè)置彎管進水口高于彎曲部，使進水口處清澈水樣與底部沉積顆粒保持足夠距離；取水彎管的開口向上，也使取水吸力均源自于進水口上部，從而可有效防止底部沉積顆粒受吸力泛起而被引入，保證上層清澈水樣不受干擾；另一方面利用虹吸原理，吸水球給予初次吸力之后，清澈水樣即自動流入取水彎管，防止吸取時水樣攪動，保證所取水樣清澈，有效防止了水質(zhì)紊流的產(chǎn)生。

(2)本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，使用少量部件配合即實現(xiàn)了利用虹吸原理連續(xù)自動取水的功能，與手動取水方式相比具有操作簡單、取水效率高的優(yōu)點；與現(xiàn)有的自動取水方式相比又具有節(jié)省能源消耗、節(jié)約成本、取用便攜等益處。

(3)本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，其浮體為球體的設(shè)計使采水裝置具有很好的穩(wěn)定性，浮體上水位線與進水口垂直距離設(shè)計為50mm，可保持合適且恒定的取水深度，使整個水樣采集過程穩(wěn)定可靠。

(4)本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，其浮體為空心球體，在浮體的上方設(shè)置有開口，該開口由密封塞密封，使用時通過打開密封塞，向浮體內(nèi)部添加增重物即可使浮體下沉至合適的采樣水位，僅通過上述簡單操作，即可實現(xiàn)控制采水深度的功能，操作簡單便捷。

(5)本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，其在吸水組件中引入了流量調(diào)節(jié)器，在采水過程中可根據(jù)需要控制水樣流出速度，進一步的為水質(zhì)監(jiān)測工作提供了便利。

(6)本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，其彎管、吸水管和浮體材質(zhì)均為玻璃材質(zhì)，具有耐用性強的優(yōu)點；其密封塞為橡膠塞的設(shè)置可保證整個裝置具有良好的密封性。

(7)本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，不僅實現(xiàn)了連續(xù)自動取水過程，而且取水深度和取水速度均可調(diào)節(jié)，更重要的是，從根本上解決了長期困擾行業(yè)內(nèi)人士的水質(zhì)紊流問題，便于在行業(yè)內(nèi)推廣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：

1、浮體；2、吸水管；3、彎管；4、第一膠管；5、吸水球；6、第二膠管；7、流量調(diào)節(jié)器；8、密封塞。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實施例1

結(jié)合圖1，本實施例的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，包括浮體1、吸水管2、彎管3和吸水組件。浮體1為玻璃空心球體，置于采樣水面可保持一定的穩(wěn)定性，吸水管2和彎管3均為玻璃材質(zhì)，具有耐用性強的優(yōu)點。吸水管2沿浮體1的中軸線貫穿浮體1，其一端連接吸水組件，另一端連接彎管3。

本實施例中彎管3進水口距該彎管3底部的垂直距離為20mm，該設(shè)計利用水樣靜置后沉積固體顆粒均分布于采樣裝置底部，上層水樣清澈的特點，使彎管3進水口與采樣裝置底部保持足夠的距離，進而使所取水樣為上層清澈水樣。此外，彎管3的進水口高于該彎管的彎曲部，保證彎管3開口方向向上，使自動取水吸力均源自于進水口上部，不會對采樣裝置底部產(chǎn)生攪動，從而有效防止了底部沉積顆粒因泛起而被引入，保證上層清澈水樣不受干擾，從而徹底防止了水質(zhì)紊流問題。而現(xiàn)有技術(shù)多是從保護進水口角度出發(fā)，通過設(shè)置濾網(wǎng)等過濾設(shè)備使水質(zhì)達到澄清效果，不能防止水質(zhì)紊流問題的產(chǎn)生，且設(shè)置濾網(wǎng)等不可避免的增加了其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和清洗成本。如背景技術(shù)提到的專利號為201210472785.3的技術(shù)方案，雖然依靠水樣自動流入容器使其不需額外吸取動力即可完成取水，也能從一定程度上避免水質(zhì)紊流產(chǎn)生，但其進水口開口向下，水樣自動流入過程仍可能引入沉積固體和懸浮顆粒，在解決水質(zhì)紊流問題方面仍然存在隱患，且氣體部件的引入增加了額外的成本，不利于推廣。

所述的彎管3可以設(shè)置多個，具體到本實施例中彎管3的個數(shù)為4個，4個彎管3均與吸水管2連通，且為了使浮體1在采樣水面上保持平衡，4個彎管3在水平方向均勻分布。

所述的吸水組件包括第一膠管4、吸水球5和第二膠管6，吸水球5兩側(cè)分別連接第一膠管4和第二膠管6，第一膠管4的另一端與吸水管2相連通，第二膠管6的出水口的垂直高度低于所取水樣液面，所述吸水球5為硅膠吸水球。

浮體1側(cè)壁上設(shè)置有水位線，上方設(shè)置有開口，該開口由密封塞8密封，該水位線距彎管3進水口的垂直距離為50mm。利用本實施例的采樣裝置，在實際采水過程中，將浮體1置于待采樣水面，打開密封塞8，通過向浮體1內(nèi)部注水或添加玻璃球等方式使浮體1側(cè)壁的水位線與采樣液面平齊，然后將密封塞8塞緊，擠壓吸水球5，控制采樣水從彎管3進水口流入，依次經(jīng)吸水管2、第一膠管4、吸水球5和第二膠管6流出。本實施例中第二膠管6的出水口的垂直高度低于所取水樣液面，利用擠壓吸水球5所產(chǎn)生的吸力啟動虹吸，使水樣持續(xù)不斷從進水口流入，最終從第二膠管6流出，無需人工參與和額外吸取動力，避免了傳統(tǒng)使用吸管多次取水，對水樣產(chǎn)生攪動，造成水質(zhì)渾濁等問題，從另一方面防止了水質(zhì)紊流的產(chǎn)生。

在采水過程中，遇浮體1水位線與液面不平齊的情況，可隨時打開密封塞8通過注水或添加玻璃球等方式調(diào)節(jié)浮體1的重量，使浮體1側(cè)壁水位線與采樣液面平齊，保證裝置維持恒定的吃水深度，使水樣采集過程穩(wěn)定可靠；且利用打開密封塞8注水或添加玻璃球的方式調(diào)節(jié)浮體1的重量，操作簡單便捷。此外，為保證整個裝置具有良好的密封性，密封塞8設(shè)置為橡膠塞。

實施例2

本實施例的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，基本同實施例1，其不同之處在于：本實施例中彎管3進水口距該彎管3底部的垂直距離為18mm。

實施例3

本實施例的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，基本同實施例1，其不同之處在于：本實施例中第二膠管6上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)器7，在采水過程中可根據(jù)需要控制水樣流出速度，為水質(zhì)監(jiān)測提供更多的便利。

實施例4

本實施例的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，基本同實施例1，其不同之處在于：在其浮體1側(cè)壁水位線上下位置設(shè)置主刻度線1和2，主刻度線1距彎管3進水口的垂直距離為20mm，主刻度線2距彎管3進水口的垂直距離為80mm，在主刻度線1和水位線、主刻度線2和水位線之間分別各設(shè)置10個等距的次刻度線。該設(shè)置除保證吃水深度維持為50mm之外，還可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)20mm-80mm范圍內(nèi)的吃水深度，且對于吃水深度的調(diào)節(jié)精度更高。

實施例5

本實施例的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，基本同實施例1，其不同之處在于：本實施例中彎管3設(shè)置有2個，2個彎管3在水平方向呈軸對稱設(shè)置，彎管3進水口距彎管3底部的垂直距離為19mm。

實施例6

本實施例的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置，基本同實施例1，其不同之處在于：本實施例中彎管3設(shè)置有6個，6個彎管3在水平方向均勻分布。

實施例1-6所述的一種便攜式防紊流可調(diào)深虹吸采樣裝置及采樣方法，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，不僅實現(xiàn)了連續(xù)自動取水過程，而且取水深度和取水速度均可調(diào)節(jié)，更重要的是，從根本上解決了長期困擾行業(yè)內(nèi)人士的水質(zhì)紊流問題，便于在行業(yè)內(nèi)推廣。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。