一種適用于潮灘濕地松軟沉積物柱狀樣及分割一體采樣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于潮灘濕地松軟沉積物柱狀樣及分割一體采樣器。
【背景技術(shù)】
[0002]研究樣地位于閩江河口區(qū)面積最大的天然洲灘濕地一鱔魚灘濕地，地理坐標(biāo)介于26。00' 36"?26° 03' 42" N、119。34' 12"?119。41' 40" E，屬于中亞熱帶與南亞熱帶的過渡區(qū)，氣候暖熱濕潤，年均溫度19.3 °C，年降水量1380 mm左右。鱔魚灘濕地為瑯岐島與長樂市潭頭一文嶺一梅花之間的梅花水道中，閩江水流從上游搬運來的泥沙在梅花水道中淤積，形成河口淺灘，經(jīng)過長期的演變在淺灘上形成一條西北一東南走向，長約21 km，寬約20 m的沙洲，一般潮汐情況下顯露于水面。濕地土壤為濱海鹽土和沙土，植被主要為短葉茳芏、蘆葦和互花米草等維管束植被類型，生物多樣性較為顯著，已于2007年建立省級自然保護區(qū)。在實際的沉積物采樣過程中發(fā)現(xiàn)由于濕地植物茂盛，根系發(fā)達(dá)，導(dǎo)致很難采集完整的沉積物柱狀樣品，同時準(zhǔn)確分割也存在很大問題，所以急需要研制一套沉積物米集及分割為一體的米樣器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于目前面臨的上述問題，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種能高效的對沉積物采集及分割為一體的設(shè)備。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，所述的一種適用于潮灘濕地松軟沉積物柱狀樣及分割一體采樣器，包括沉積物采集系統(tǒng)和沉積物分割系統(tǒng)，其特點為所述沉積物采集系統(tǒng)包括膨脹圈、雙層鋼管、充氣管、活塞、活塞桿、拴孔、手柄、限位孔、充放氣筒和底座，在雙層鋼管的前端制成或連接有具有鋒利的細(xì)鋸齒狀刃口，在位于細(xì)鋸齒狀刃口下面的雙層鋼管上設(shè)置有能膨脹使雙層鋼管的開口變小而達(dá)到切斷底端沉積物的膨脹圈，膨脹圈與置于雙層鋼管的內(nèi)管與外管之間所形成的夾層空腔中的充氣管的一端連通，充氣管的另一端外接充放氣筒；在雙層鋼管的后端設(shè)置有手柄，通過施壓手柄能使雙層鋼管前端壓入土中，在雙層鋼管的后端開口處設(shè)有限位孔，在雙層鋼管的內(nèi)管中設(shè)有活塞，活塞與置于雙層鋼管的內(nèi)管中的活塞桿一端連接，活塞桿另一端穿過雙層鋼管的后端開口處設(shè)有的限位孔與底座連接，所述活塞內(nèi)徑小于雙層鋼管的內(nèi)管的直徑、使活塞能容易地在雙層鋼管的內(nèi)管中移動，在活塞桿上每間隔一段距離設(shè)置有固定栓能穿過的拴孔，當(dāng)固定栓穿過拴孔后能使活塞定位在雙層鋼管的內(nèi)管中的某個所要求的位置中；所述活塞由固定鋼片、橡膠圈、加壓鋼片和活塞環(huán)加壓閥組成，在固定鋼片和加壓鋼片之間設(shè)有橡膠圈，活塞桿一端穿過加壓鋼片、橡膠圈與固定鋼片固定，活塞環(huán)加壓閥包括栓頭、定位栓和板鈕，定位栓穿過加壓鋼片、橡膠圈和固定鋼片后其栓頭壓在固定鋼片的背面上，板鈕位于加壓鋼片的前面且與定位栓轉(zhuǎn)動連接，板鈕的前端為板手、后端為鈕頭，當(dāng)板手掰開后其鈕頭轉(zhuǎn)動而頂在加壓鋼片上并向內(nèi)壓迫加壓鋼片，從而使加壓鋼片與固定鋼片擠壓其間的橡膠圈使之向外膨脹，膨脹的橡膠圈外緣緊壓在雙層鋼管的內(nèi)管壁上，當(dāng)板鈕的前端的板手復(fù)位后，其后端的鈕頭也復(fù)位不壓住加壓鋼片，則橡膠圈復(fù)位，其外緣不會緊壓在雙層鋼管的內(nèi)管壁上，從而使活塞能在雙層鋼管的內(nèi)管中自由移動；
所述沉積物分割系統(tǒng)包括具有刻度尺的延伸管、底泥切割限位器和切割刀片，所述底泥切割限位器中間設(shè)有豎向的限位器通孔，限位器通孔的內(nèi)徑與雙層鋼管的內(nèi)管直徑相同，使得沉積物樣品能容易從雙層鋼管的內(nèi)管進入底泥切割限位器中間所設(shè)有的豎向的限位器通孔中，所述延伸管的外徑小于等于底泥切割限位器的豎向的限位器通孔的內(nèi)徑，以方便延伸管插入限位器通孔中，使得沉積物樣品能容易進入延伸管中；在底泥切割限位器的側(cè)面設(shè)有切割刀片能插入或移出的切割刀片槽，所述的切割刀片中心處設(shè)有中心孔，所述中心孔直徑與限位器通孔的內(nèi)徑相匹配使得切割刀片在插入到切割刀片槽中后其中心孔能與限位器通孔對準(zhǔn)。
[0005]本發(fā)明所述的一種適用于潮灘濕地松軟沉積物柱狀樣的采樣和分割的方法，其特征在于將雙層鋼管的前端開口朝下，首先通過旋轉(zhuǎn)手柄將雙層鋼管的下端具有鋒利的細(xì)鋸齒狀刃口的雙層鋼管慢慢壓入土中，活塞桿受到沉積物的頂托慢慢地沿著限位孔伸出雙層鋼管外，此時沉積物不斷地進入雙層鋼管的內(nèi)管中，待活塞上的活塞環(huán)加壓閥露出雙層鋼管的頂端時將活塞環(huán)加壓閥的板鈕的前端板手掰開，此時夾在固定鋼片和加壓鋼片之間的橡膠圈受到后端的鈕頭擠壓后膨脹，從而使活塞的橡膠圈和雙層鋼管的內(nèi)壁達(dá)到完全緊貼并使其雙層鋼管的內(nèi)腔產(chǎn)生負(fù)壓，此時通過充放氣筒向設(shè)置在雙層鋼管的開口處內(nèi)壁的膨脹圈進行充氣，待充氣使膨脹圈膨脹足夠大而能切斷雙層鋼管內(nèi)的底端沉積物時停止充氣，最后通過旋轉(zhuǎn)手柄旋轉(zhuǎn)充滿沉積物的雙層鋼管，使之緩緩拔出等待沉積物分割；
將上述采集的沉積物進行分割，首先將沉積物采集系統(tǒng)采集的沉積物樣品和雙層鋼管倒放并將底座放置在植物體上，然后啟動充放氣筒使膨脹圈內(nèi)的氣體抽出，膨脹圈恢復(fù)到初始位置并打開雙層鋼管上的活塞環(huán)加壓閥使活塞能自由移動、以便推動沉積物柱狀樣進入底泥切割限位器的限位器通孔中；其次將切割刀片插入底泥切割限位器的切割刀片槽中使切割刀片中的孔與限位器通孔對準(zhǔn)后套入雙層鋼管的底端；最后通過下壓手柄使活塞產(chǎn)生推力將雙層鋼管內(nèi)的沉積物慢慢地經(jīng)切割刀片的中心孔后擠入延伸管中，根據(jù)延伸管壁上的刻度，當(dāng)擠入到延伸管的沉積物達(dá)到要求的刻度時，抽拉切割刀片將延伸管中的沉積物與雙層鋼管中沉積物完全分開，然后將其中的沉積物裝入到樣品袋中待測。
[0006]本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)鋼管將沉積物緩慢壓入管內(nèi)，通過上下的活塞和膨脹圈對沉積物進行封閉，取出完整的干沉積物或泥沙狀態(tài)下的柱狀樣品，然后定位分割器對所取柱狀樣品進行準(zhǔn)確分割。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點為:本發(fā)明的底端具有鋸齒狀的刀口，主要用途是通過旋轉(zhuǎn)可以切割沉積物中植物根系，以便沉積物更容易進入到鋼管中。另外底端的膨脹圈和活塞可以充氣和加壓形成鋼管內(nèi)負(fù)壓的環(huán)境使松軟或含水量大沉積物不會脫離或溢出采樣鋼管外，其中活塞直徑要略小于鋼管的內(nèi)徑，以避免活塞與鋼管內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦對沉積物產(chǎn)生擠壓。采樣鋼管采用雙層設(shè)置，一方面為了底端的膨脹圈能夠容易設(shè)置使之隱藏在管壁以內(nèi)以避免對進入到鋼管中的沉積物產(chǎn)生阻力，另一方面為了讓充氣管可以通過雙層鋼管的夾層空隙到達(dá)底端與膨脹圈連通。底端具有鋸齒狀的刀口部分與采樣鋼管通過旋轉(zhuǎn)螺紋進行對接，以便對膨脹圈老化后進行更換。
[0008]樣品分割系統(tǒng)中延伸管外壁上刻有厘米刻度尺(分度值1mm)，以便對沉積物進行準(zhǔn)確分割；0.5mm切割刀片需要足夠韌性的不銹鋼，以免產(chǎn)生變形和生銹影響沉積物的切割。
[0009]本發(fā)明采用便攜式沉積物采集及分割一體的方式，避免了濕地松軟沉積物柱狀樣采樣難、分割難的問題，并通過巧妙地設(shè)計上下活塞和膨脹圈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造，可有效的防止固態(tài)和液態(tài)沉積物溢出的問題，具有組裝方便，節(jié)省投資，取樣效率高、可靠性強，便于維護，攜帶等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為圖1中的活塞放大結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3為圖2的分解圖。
[0013]圖4為圖3中的一種活塞環(huán)加壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4-1為圖3中的另一種活塞環(huán)加壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5為圖4中的板鈕的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理及工作過程進行詳細(xì)說明: 如圖1所示，本發(fā)明所述的一種適用于潮灘濕地松軟沉積物柱狀樣及分割一體采樣器，它具沉積物采集和分割為一體的功能，包括沉積物采集系統(tǒng)和沉積物分割系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點為:沉積物采集系統(tǒng)主要由膨脹圈6、雙層鋼管7、充氣管8、活塞9、活塞桿10、拴孔11、手柄12、限位孔13、充放氣筒14和底座15組成。在雙層鋼管7的前端制成或連接有具有鋒利的細(xì)鋸齒狀刃口，在細(xì)鋸齒狀刃口之下的雙層鋼管7上設(shè)置有能膨脹而堵塞達(dá)到縮小雙層鋼管的開口達(dá)到切斷底端沉積物的膨脹圈6，膨脹圈6與置于雙層鋼管7的內(nèi)管與外管之間所形成的夾層空腔中的充氣管8的一端連通，充氣管8的另一端外接充放氣筒14，充放氣筒14為現(xiàn)有技術(shù)，具有充氣和放氣功能，最簡單的是采用大注射針筒，推進針筒的活塞則給膨脹圈6注入氣體則膨脹圈6膨脹、膨脹圈6后可以逐漸封堵雙層鋼管7的前端開口，向外拉針筒的活塞則給膨脹圈6往外抽氣，則使膨脹圈6縮小，從而可以使雙層鋼管7的前端開口回復(fù)原狀；在雙層鋼管7的后端設(shè)置有手柄12，通過施壓手柄12能使雙層鋼管7前端壓入土中，在雙層鋼管7的后端開口處設(shè)有限位孔13，在雙層鋼管7的內(nèi)管中設(shè)有活塞9，活塞9與置于雙層鋼管7的內(nèi)管中的活塞桿10 —端連接，活塞桿10另一端穿過雙層鋼管7的后端開口處設(shè)有的限位孔13與底座15連接，所述活塞內(nèi)徑小于雙層鋼管7的內(nèi)管的直徑、使活塞能容易地在雙層鋼管7的內(nèi)管中移動，當(dāng)伸縮底座15時、則能帶動活塞桿10使活塞9在雙層鋼管7的內(nèi)管中移動，在活塞桿10上每間隔一段距離設(shè)置有固定栓能穿過的拴孔11，這拴孔11也起到刻度作用，當(dāng)固定栓穿過拴孔11后能使活塞9定位在雙層鋼管7的內(nèi)管中的某個所要求的位置中；其中活塞9主要由固定鋼片9-1、橡膠圈9-2、加壓鋼片9-3和活塞環(huán)加壓閥9-4等四部分組成，在固定鋼片9-1和加壓鋼片9-3之間設(shè)有橡膠圈9-2，活塞桿10 —端穿過加壓鋼片9-3、橡膠圈9-2與固定鋼片9_1固定，活塞環(huán)