專利名稱：一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種地下水樣的采取裝置及方法，具體說是一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法。
背景技術：
近年來我國興建了大量的水庫大壩，然而大部分的水庫都存在滲漏問題；海洋對沿海城市產生很大的影響，針對海洋環境的研究也越來越多；隨著工業的發展，湖泊水質的研究關乎我國可持續發展，而這些問題都涉及到水樣的研究，所以水樣的采集裝置及方法尤為重要。現有技術中的采水裝置較為單一，且采集水樣時一次只能單一的采取某一水層的水樣，且采取的水樣多為混合水樣，很難滿足現有研究的需求。

發明內容
發明目的:針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法。技術方案:一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，包括電纜、配重、控制模塊和采水裝置，所述采水裝置包括步進電機、內層套管和外層套管；所述控制模塊通過電纜與步進電機相連，所述外層套筒與步進電機定子固定連接，所述內層套筒與步進電機轉子固定連接，所述內層套筒套在外層套筒的內部并能在步進電機轉子的作用下相對于外層套筒轉動；所述配重固定于外層套管的底部。其中，所述內層套筒設有若干隔板將內層套筒的內部分成若干個儲水室，以此來實現分層采取地下水的目的。其中，所述內層套筒與外層套筒的相接觸部位還設有彈性墊層，且內層套筒的每個儲水室的上下邊緣的外壁均開有橫截面為矩形的凹槽，所述彈性墊層設在凹槽處，并且彈性墊層的厚度比凹槽深度大，這樣內層套筒與外層套筒通過彈性墊層相接觸時就會產生一定的空隙，在兩者相對轉動的過程中減少摩擦力，更加方便。其中，所述內層套筒和外層套筒的底部相接觸的位置還設有光滑墊層，在兩者相對轉動的過程中，光滑墊層可減少底部旋轉的摩擦力。其中，所述每個儲水室外壁上的彈性墊層上還設有貫穿內層套筒的內層進水孔和內層排氣孔，而在外層套筒上設有與其相適配的外層進水孔和外層排氣孔。其中，所述電纜上標有刻度，通過刻度的標識可以將采水裝置放置到指定的深度。本發明還提供一種一次分層采取多個不混合地下水樣的方法，包括以下步驟:(I)對控制模塊內的單片機進行編程，使控制模塊通過電纜控制的步進電機每次產生一定的轉角；(2)分別對內層套管上的內層進水孔和內層排氣孔及外層套管(5)上的外層進水孔和外層排氣孔進行相對位置的設定；(3)利用標有刻度的電纜將采水裝置放置到水體里的指定深度，固定電纜；
(4)操作控制模塊，控制步進電機啟動，使步進電機轉子帶動內層套筒轉動一定的角度，使內層套筒內的第一層儲水室的內層進水孔和內層排氣孔的位置與外層套筒上相適配的外層進水孔和外層排氣孔的位置相重疊，在水壓的作用下，第一層儲水室持續采集水樣；(5)待第一層儲水室采集水樣后，操作控制模塊使步進電機轉子繼續轉動一定的角度，使內層套筒內的第一層儲水室的內層進水孔和內層排氣孔的位置與外層套筒上相適配的外層進水孔和外層排氣孔的位置相錯開，而內層套筒內的第二層儲水室的內層進水孔和內層排氣孔的位置與外層套筒上相適配的外層進水孔和外層排氣孔的位置相重疊，第二層儲水室持續采集水樣；(6)重復上述(4)、(5)操作，待每層儲水室都采集到水樣之后，通過電纜將采水裝置提出水面；有益效果:與現有技術相比，本發明具有以下優點:(I)本發明的采樣裝置及方法結構簡單，容易實現，且操作性強；(2)利用本發明的采樣裝置及方法采取的水樣屬于不混合水，水樣所受的干擾較小;(3)本發明的采樣裝置和方法可以對水樣進行分層儲存，一次可以分層采取多個試樣。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1的剖視圖；圖3為本發明的內層套筒和外層套筒的展開圖。
具體實施例方式參照圖1至圖3，一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，包括電纜
1、配重2、控制模塊3和采水裝置，采水裝置包括步進電機、內層套管4和外層套管5 ;控制模塊3通過電纜I與步進電機相連，外層套筒5與步進電機定子6固定連接，內層套筒4與步進電機轉子7固定連接，內層套筒4套在外層套筒5的內部并能在步進電機轉子7的作用下相對于外層套筒轉動；配重2固定于外層套管4的底部。其中，內層套筒4設有若干隔板8將內層套筒4的內部分成若干個儲水室。以此來實現分層采取地下水的目的。其中，內層套筒4與外層套筒5的相接觸部位還設有彈性墊層8，且內層套筒4的每個儲水室的上下邊緣的外壁均開有橫截面為矩形的凹槽，彈性墊層9設在凹槽處，并且彈性墊層9的厚度比凹槽深度大，這樣內層套筒與外層套筒通過彈性墊層相接觸時就會產生一定的空隙，在兩者相對轉動的過程中減少摩擦力，更加方便。其中，所述內層套筒和外層套筒的底部相接觸的位置還設有光滑墊層，在兩者相對轉動的過程中，光滑墊層可減少底部旋轉的摩擦力。其中，所述每個儲水室外壁上的彈性墊層9上還設有貫穿內層套筒4的內層進水孔4-1和內層排氣孔4-2，而在外層套筒5上設有與其相適配的外層進水孔5-1和外層排氣孔 5-2。其中，電纜I上標有刻度，通過刻度的標識可以將采水裝置放置到指定的深度。工作原理:采用上述技術方案，首先對控制模塊內的單片機進行編程，使控制模塊通過電纜控制的步進電機每次產生一定的轉角，優選轉角為45°，然后分別對內層套管上的內層進水孔和內層排氣孔及外層套管上的外層進水孔和外層排氣孔進行相對位置的設定，待設定好初始位置，利用標有刻度的電纜將采水裝置放置到水體里的指定深度，固定電纜，操作控制模塊，控制步進電機啟動，使步進電機轉子帶動內層套筒轉動一定的角度，優選轉角為45°，使內層套筒第一層儲水室的內層進水孔和內層排氣孔的位置與外層套筒上相適配的外層進水孔和外層排氣孔的位置相重疊，在水壓的作用下，第一層儲水室持續采集水樣，待第一層儲水室采集好水樣后，操作控制模塊使步進電機轉子繼續轉動一定的角度，優選轉角為45°，使內層套筒內的第一層儲水室的內層進水孔和內層排氣孔的位置與外層套筒上相適配的外層進水孔和外層排氣孔的位置相錯開，而內層套筒內的第二層儲水室的內層進水孔和內層排氣孔的位置與外層套筒上相適配的外層進水孔和外層排氣孔的位置相重疊，這樣在水壓的作用下第二層儲水室持續采集水樣；然后重復上述操作，待每層儲水室都采集到水樣之后，通過電纜將采水裝置提出水面。利用本發明的裝置和方法采集到的水樣為不混合水樣，水樣所受的干擾非常小；且該水樣為分層儲存，一次可以分層米取多個水樣。
權利要求
1.一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，包括電纜(I)、配重(2)、控制模塊(3)和采水裝置，其特征在于:所述采水裝置包括步進電機、內層套筒(4)和外層套筒(5);所述控制模塊(3)通過電纜(I)與步進電機相連，所述外層套筒(5)與步進電機的定子(6)固定連接，所述內層套筒(4)與步進電機的轉子(7)固定連接，所述內層套筒(4)套在外層套筒(5)的內部并能在步進電機的轉子(7)的作用下相對于外層套筒轉動；所述配重(2)固定于外層套管(4)的底部。
2.根據權利要求1所述的一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，其特征在于:所述內層套筒(4)設有若干隔板(8)將內層套筒(4)的內部分成若干個儲水室。
3.根據權利要求1或2所述的一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，其特征在于:所述內層套筒(4)的外壁與外層套筒(5)的內壁相接觸部位還設有彈性墊層(9)，且內層套筒(4)的每個儲水室上下邊緣的外壁均開有橫截面為矩形的凹槽，所述彈性墊層(9)設在凹槽處，并且彈性墊層(9)的厚度比凹槽深度大。
4.根據權利要求1或2所述的一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，其特征在于:所述內層套筒(4)和外層套筒(5)的底部相接觸的位置還設有光滑墊層(10)。
5.根據權利要求3所述的一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，其特征在于:所述每個儲水室外壁上的彈性墊層(9)上還設有貫穿內層套筒(4)的內層進水孔(4-1)和內層排氣孔(4-2)，而在外層套筒(5)上設有與其相適配的外層進水孔(5-1)和外層排氣孔(5-2)。
6.根據權利要求1所述的一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，其特征在于:所述電纜(I)上標有刻度。
7.一種一次分層采取多個不混合地下水樣的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)對控制模塊(3)內的單片機進行編程，使控制模塊通過電纜控制的步進電機每次產生一定的轉角； (2)分別對內層套管(4)上的內層進水孔(4-1)和內層排氣孔(4-2)及外層套管(5)上的外層進水孔(5-1)和外層排氣孔(5-2)進行相對位置的設定； (3)利用標有刻度的電纜(I)將采水裝置放置到水體里的指定深度，固定電纜(I)； (4)操作控制模塊，控制步進電機啟動，使步進電機的轉子(7)帶動內層套筒(4)轉動一定的角度，使內層套筒(4)內的第一層儲水室的內層進水孔(4-1)和內層排氣孔(4-2)的位置與外層套筒(5)上相適配的外層進水孔(5-1)和外層排氣孔(5-2)的位置相重疊，在水壓的作用下，第一層儲水室持續采集水樣； (5)待第一層儲水室采集水樣后，操作控制模塊使步進電機的轉子(7)繼續轉動一定的角度，使內層套筒(4)內的第一層儲水室的內層進水孔(4-1)和內層排氣孔(4-2)的位置與外層套筒(5 )上相適配的外層進水孔(5-1)和外層排氣孔(5-2 )的位置相錯開，而內層套筒(4)內的第二層儲水室的內層進水孔(4-1)和內層排氣孔(4-2)的位置與外層套筒(5)上相適配的外層進水孔(5-1)和外層排氣孔(5-2)的位置相重疊，第二層儲水室持續采集水樣； (6)重復上述(4)-(5)操作，待每層儲水室都采集到水樣之后，通過電纜將采水裝置提出水面。
全文摘要
本發明公開一種一次分層采取多個不混合地下水樣的裝置及方法，包括電纜、配重、控制模塊和采水裝置，所述采水裝置包括步進電機、內層套管和外層套管；所述控制模塊通過電纜與步進電機相連，所述外層套筒與步進電機定子固定連接，所述內層套筒與步進電機轉子固定連接，所述內層套筒套在外層套筒的內部并能在步進電機轉子的作用下相對于外層套筒轉動；所述配重固定于外層套管的底部。本發明結構簡單，樣式新穎，密封性強，可以一次分層采取多個水樣，且采取的水樣為不混合水樣。
文檔編號G01N1/16GK103149054SQ201310037149
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者趙小龍, 陳亮, 黃德文, 詹瀘成, 趙敬川, 夏兵兵, 高為壯 申請人:河海大學