一种环境评价用水质采样装置的制作方法

1.本技术涉及采样设备技术领域，尤其是涉及一种环境评价用水质采样装置。


背景技术：

2.水环境评价指标的水质要素是衡量水域破坏程度或饮用水是否健康的重要指标，且规定有一系列水质参数和水质标准：如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。准确的水质参数指标为水环境评测提供可靠的依据；而对于水质的评测大都是通过采用水质采样装置对湖泊或河流等地方的水进行采样，随后进行检测，进而得到水环境评价用的水质参数。
3.相关技术中，采样人员利用水质采样装置进行采样的过程中，当需要在不同深度的水位段进行采样时，需要逐个将采样瓶放入河流中的不同水位段进行多次采样，采样耗费的时间较长，采样人员的采样效率较低；因此，存在有一定的改进空间。


技术实现要素：

4.为了减少采样人员采样耗费的时间，提高采样人员的采样效率，本技术提供一种环境评价用水质采样装置。
5.本技术提供的一种环境评价用水质采样装置，采用如下的技术方案：
6.一种环境评价用水质采样装置，包括：底部开口的顶壳和底座，所述顶壳可拆卸式安装于所述底座，所述顶壳的侧壁开设有采样孔，所述顶壳内转动式安装有转动轴和转动板，所述转动板固定连接于所述转动轴，所述转动板垂直于所述转动轴，所述转动轴的外侧壁周向设置有多个采样叶轮，所述采样叶轮位于所述转动板远离所述底座的一侧，相邻的两个所述采样叶轮与所述顶壳的内壁以及所述转动板之间构成密闭的采样腔室，所述转动板对应每个所述采样腔室的位置分别开设有进液孔，所述顶壳内且对应所述进液孔的底部位置可拆卸式安装有采样瓶，所述顶壳安装有用于驱动所述转动轴转动的驱动件。
7.通过采用上述技术方案，多个采样瓶分别一一对应安装相邻的两个采样叶轮之间形成的采样腔室，且采样人员可通过驱使转动轴转动以驱使进液孔对准于采样孔后，即使得进液孔与采样孔连通后完成当前采样瓶的采样工作；具体地，采样人员利用水质采样装置对水流进行采样时，先将水质采样装置放置入水流中，接着通过驱动件驱使转动轴转动，转动轴带动采样叶轮转动以实现将某个采样腔室中的进液孔对准于顶壳的采样孔，即采样孔与某个进液孔连通，水灌入采样腔室内后再通过进液孔流入与进液孔连通的采样瓶内，即完成第一批次的水深度的采样瓶的水质采样工作；下一步将水质采样装置下沉至较深的水位段后，再通过驱动件驱使转动轴转动，使得另一个进液孔与采样孔连通，水通过进液孔流入另一个采样瓶，即完成第二批次的水质采样工作，重复上述操作，即使得不同的采样瓶中装有不同深度的水，最后将整个水质采样装置从水流中取出，从而快速、便捷地完成不同深度的水位段的水质采样工作；在整个水质采样的过程中，无需采样人员逐个将采样瓶放置入水流中进行采样后再逐个取出，大大减少了采样人员的水质采样时间，提高了采样人
员的水质采样效率。
8.优选的，每个所述采样叶轮的端部均设置有用于封堵所述采样孔的封堵板，相邻的两个所述封堵板之间留有间隔并与所述采样孔连通。
9.通过采用上述技术方案，相邻两个封堵板之间的间隙用于供水流入采样腔室内后再进入采样瓶中，即封堵板不会对采样瓶进行水质采样工作造成阻碍；采样人员利用水质采样装置对水流进行采样前，可先通过驱动件驱使转动轴转动，转动轴带动采样叶轮转动以使得采样叶轮端部的封堵板封堵采样孔，使得采样腔室成为密闭的空间，接着将水质采样装置放置入水流中需要检测的水位段，再通过驱动件驱使转动轴转动以实现采样孔和进液孔连通的效果，即此时水流中的水流入采样腔室中后再进入采样瓶内，当目前水位段的采样瓶采样完成后，再通过驱动件驱使封堵板封堵采样孔，然后将水质采样装置下沉或上升至另一水位段后驱使封堵板转动以打开采样孔，重复上述操作，即完成不同水位段的水质采样动作；在不同水位段的采样过程中，封堵板有效防止了不同水位段的水源的相互污染，提高了水质采样的采样效果，便于提高后续测验结果的准确度，实用性强。
10.优选的，所述顶壳的顶部安装有防水盒，所述转动轴的一端穿设所述防水盒且转动式连接于所述防水盒，所述驱动件包括：伺服电机，所述伺服电机安装于所述防水盒内，所述伺服电机的输出轴与所述转动轴位于所述防水盒的一端固定连接；所述伺服电机耦接有用于控制所述伺服电机开启或关停的控制开关单元，所述控制开关单元包括：按钮sb，所述按钮sb串联在所述伺服电机的供电回路中。
11.通过采用上述技术方案，伺服电机用于驱使转动轴转动，从而便于实现驱使转动轴转动的效果，防水盒提高了伺服电机在水中进行采样时的防水和耐腐蚀性能，即减少发生伺服电机的外壳或零部件在长期的使用过程中，因水质中的有害物质污染而腐蚀的情况，且有效防止了伺服电机因进水而发生短路以致于损坏电机的情况，提高了伺服电机的适用性；控制开关单元便于采样人员在进行水质采样的过程中，通过控制按钮sb的闭合以实现控制伺服电机的供电回路导通，或通过控制按钮sb的断开以实现伺服电机的供电回路截止的功能；当伺服电机的供电回路导通时，伺服电机驱动运作，当伺服电机的供电回路截止时，伺服电机停止运作，操作较便捷。
12.优选的，所述采样瓶设置有液位传感器，所述液位传感器用于检测所述采样瓶内的液位并发出液位检测信号，所述液位传感器耦接有液位提示电路，所述液位提示电路包括：
13.信号比较单元，所述信号比较单元耦接于所述液位传感器以接收所述液位检测信号并设置有阈值信号vref，所述信号比较单元将所述液位检测信号与所述阈值信号vref进行比较并输出比较信号，所述比较信号包括第一类电平信号和第二类电平信号；
14.开关单元，所述开关单元耦接于所述信号比较单元的输出端，所述开关单元在接收到所述第一类电平信号时输出关停信号，所述开关单元在接收到所述第二类电平信号时输出开启信号；
15.提示单元，所述提示单元耦接于所述开关单元以在接收到所述开启信号时输出声光报警信号。
16.通过采用上述技术方案，液位提示电路用于在进行水质采样的过程中提示采样人员采样瓶内的液位是否装满或液位是否已达到预设的液位；开关单元用于控制提示单元发
出声光报警信号；当采样人员刚将水质采样装置放置入水流中进行采样时，液位传感器检测到采样器中液位较低，此时液位传感器输出的液位检测信号小于阈值信号vref，信号比较单元输出第以类电平信号，开关单元接收到第一类电平信号后输出关停信号，提示单元接收到关停信号时声光报警信号丢失；随着水流中的水不断流入采样瓶中，采样瓶中的液位不断升高，当采样瓶中的液位升高至液位传感器输出的液位检测信号大于阈值信号vref时，信号比较单元输出第二类电平信号，开关单元接收到第二类电平信号后输出开启信号，提示单元接收到开启信号时输出声光报警信号以提示采样人员此时采样瓶中以装满水或到位预设的液位，即当前水位段的水质采样工作已经完成，从而便于采样人员在接收到声光报警信号后驱使转动轴转动以将封堵板封住采样孔，进一步提高采样人员的采样效率。
17.优选的，所述信号比较单元包括：比较器n，所述比较器n的第一信号输入端耦接于所述液位传感器，所述比较器n的第二信号输入端耦接入阈值信号vref，所述比较器n的信号输出端耦接于所述开关单元。
18.通过采用上述技术方案，比较器n的第一信号输入端为反相电压输入端，比较器n的第二信号输入端为正相电压输入端；比较器n将第一信号输入端接收到的液位检测信号与第二信号输入端的阈值信号vref进行比较并在信号输出端输出液位检测信号与阈值信号vref的比较结果，从而比较器n实现将液位检测信号与阈值信号vref进行比较的功能；具体地，当采样瓶内的液位较低时，液位检测信号小于阈值信号vref，比较器n的信号输出端输出高电平的第二类电平信号，当采样瓶内的液位较高时，液位检测信号大于阈值信号vref，比较器n的信号输出端输出低电平的第一类电平信号。
19.优选的，所述开关单元包括：三极管q，所述三极管q的基极耦接于所述比较器n的信号输出端，所述三极管q的集电极与所述提示单元串联后耦接于电源电压vcc，所述三极管q的发射极接地。
20.通过采用上述技术方案，三极管q为npn型三极管，三极管q的基极接收到低电平的第一类电平信号时截止，三极管q的集电极不得电，提示单元不导通，声光报警信号丢失；三极管q的基极接收到高电平的第二类电平信号时导通，三极管q的集电极上的提示单元得电，提示单元导通并发出声光报警信号。
21.优选的，所述防水盒的顶部设置有吊环和牵引绳，所述牵引绳固定连接于所述吊环，所述牵引绳远离所述吊环的一端固定连接有握持环，所述牵引绳的表面绕设有线束；所述提示单元包括：发光二极管led，所述发光二极管led的阴极耦接于所述三极管q的集电极，所述发光二极管led的阳极耦接于电源电压vcc，所述发光二极管led安装于所述握持环。
22.通过采用上述技术方案，牵引绳通过吊环完成对水质采样装置的吊装，且握持环便于采样人员握持；发光二极管led通过线束实现与液位传感器的电性连接，采样人员可握持牵引绳远离水质采样装置的一端后将水质采样装置放置入待采样的水流中，从而在采样人员进行水质采样的过程中移动水质采样装置以实现对不同深度的水位段的水质进行采样，即采样人员可通过拉长牵引绳以实现将水质采样装置放置入更深的水位段，和通过收纳缩短牵引绳以实现将水质采样装置放置在较浅的水位段；声光报警信号为发光二极管led的灯源亮光，当发光二极管led亮时，表示采样瓶中的水质采样工作完成，从而便于实现提示采样人员采样瓶中的水已经装满的功能。
23.优选的，所述牵引绳的表面喷涂有刻度线。
24.通过采用上述技术方案，刻度线便于采样人员在进行水质采样的过程中，将水质采样装置放置入水中后，对当前的水质采样装置的所处的水位段的深度进行观察和记录，且便于采样人员对水质采样装置测试的水位深度进行移动调整。
25.优选的，所述进液孔为螺纹孔，所述采样瓶的顶部外侧壁设置有外螺纹，所述采样瓶螺纹连接于所述进液孔，所述采样瓶的底部滑动式连接于所述滑动环槽。
26.通过采用上述技术方案，采样瓶与进液孔实现可拆卸式连接，且便于采样人员在完成水质采样工作后，将采样瓶从转动板的位置取下以进行后续的水质参数检验工作。
27.优选的，所述底座的顶部且对应所述采样瓶的位置开设有滑动环槽，所述采样瓶的底部滑动式连接于所述滑动环槽，所述底座安装有配重块。
28.通过采用上述技术方案，滑动环槽提高了采样瓶在顶壳内的滑动稳定性，配重块便于采样人员将水质采样放置入待检测的湖泊或河流水域中。
29.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
30.1.在整个水质采样的过程中，无需采样人员逐个将采样瓶放置入水流中进行采样后再逐个取出，大大减少了采样人员的水质采样时间，提高了采样人员的水质采样效率；
31.2.在不同水位段的采样过程中，封堵板有效防止了不同水位段的水源的相互污染，提高了水质采样的采样效果，便于提高后续测验结果的准确度；
32.3.液位传感器实时检测采样瓶内的液位并输出液位检测信号，且在液位检测信号大于阈值信号vref时控制提示单元输出声光报警信号以提示采样人员此时采样瓶中以装满水或到位预设的液位，即当前水位段的水质采样工作已经完成，从而便于采样人员在接收到声光报警信号后驱使转动轴转动以将封堵板封住采样孔，进一步提高采样人员的采样效率。
附图说明
33.图1是本技术实施例的整体安装结构示意图。
34.图2是本技术实施例中的顶壳、底座和采样瓶的安装结构剖面图。
35.图3是本技术实施例中的采样叶轮、底座和采样瓶的安装结构剖面图。
36.图4是本技术实施例中的控制开关单元和液位提示电路的电路图。
37.附图标记说明：
38.1、顶壳；11、采样孔；12、转动轴；13、转动板；131、进液孔；14、采样叶轮；15、封堵板；2、底座；21、滑动环槽；22、配重块；23、卡接槽；3、采样瓶；31、液位传感器；4、驱动件；5、防水盒；51、握持环；52、吊环；53、牵引绳；531、刻度线；54、线束；6、控制开关单元；7、信号比较单元；8、开关单元；9、提示单元。
具体实施方式
39.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
40.本技术实施例公开一种环境评价用水质采样装置。参照图1和图2，水质采样装置包括底部开口的顶壳1和底座2，顶壳1的横截面为圆形，顶壳1可拆卸式安装于底座2，顶壳1的侧壁开设有采样孔11，顶壳1内转动式安装有转动轴12和转动板13，转动板13固定安装于
转动轴12，转动轴12沿顶壳1的高度方向延伸设置，转动板13垂直于转动轴12，转动轴12的外侧壁周向设置有多个采样叶轮14，在本实施例中，采样叶轮14设置有四个，采样叶轮14位于转动板13远离底座2的一侧，相邻的两个采样叶轮14与顶壳1的内壁以及转动板13之间构成密闭的采样腔室，转动板13对应每个采样腔室的位置分别开设有进液孔131，顶壳1内且对应进液孔131的底部位置可拆卸式安装有采样瓶3，顶壳1安装有用于驱动转动轴12转动的驱动件4，驱动件4驱使转动轴12转动以使得有且只有一个进液孔131与采样孔11连通，从而通过采样叶轮14转动以将不同深度的水位段的水加入不同的采样瓶3中，提高了采样人员的水质采样效率。
41.参照图2，底座2的顶部且对应采样瓶3的位置开设有滑动环槽21，采样瓶3的底部滑动式连接于滑动环槽21，滑动环槽21提高了采样瓶3的滑动稳定性；底座2内安装有配重块22，配重块22便于工作人员将水质采样装置放置入待检测的水流中；底座2的顶部外侧壁周向开设有卡接槽23，顶壳1开设有开口的一端卡接于卡接槽23，卡接槽23便于采样人员将顶壳1进行对位安装于底座2，且有效提高顶壳1与底座2的连接处的防水性能。
42.参照图2和图3，进液孔131为螺纹孔，采样瓶3的顶部外侧壁设置有外螺纹，采样瓶3螺纹连接于进液孔131，即便于采样人员安装或拆卸采样瓶3；每个采样叶轮14远离转动轴12的一端的端部均设置有用于封堵采样孔11的封堵板15，封堵板15为橡胶板，相邻的两个封堵板15之间留有间隔并与采样孔11连通，封堵板15便于采样人员在调整水质采样装置的水位高度时封堵采样孔11，从而有效防止不同深度的水位段的水源造成相互污染。
43.参照图1和图2，顶壳1的顶部安装有防水盒5，转动轴12转动式连接于防水盒5的底部且转动轴12的一端穿设防水盒5，防水盒5的顶部设置有吊环52和牵引绳53，牵引绳53固定连接于吊环52，牵引绳53远离吊环52的一端固定连接有握持环51，握持环51便于采样人员握持后以对牵引绳53进行收缩或拉长，从而实现将水池采样装置放置入水域中的不同深度的水位段的目的；牵引绳53的表面喷涂有刻度线531，刻度线531便于采样人员观察以将水域采样装置放置在指定的水域深度位置；牵引绳53的表面绕设有线束54。
44.驱动件4包括伺服电机，伺服电机安装于防水盒5内，伺服电机的输出轴与转动轴12位于防水盒5内的一端固定连接，伺服电机的输出轴的转动幅度设置成当伺服电机得电时转动一次，其中采样叶轮14转动以使得其中的一个封堵板15转动封堵住采样孔11，当伺服电机再次得电转动时，伺服电机驱使采样叶轮14转动以使得与封堵板15相邻的采样腔室与采样孔11连通；伺服电机耦接有用于控制伺服电机开启或关停的控制开关单元6，控制开关单元6包括按钮sb，按钮sb串联在伺服电机的供电回路中，按钮sb安装在握持环51的侧壁，且按钮sb通过线束54实现与伺服电机的电性连接，从而便于采样人员通过控制按钮sb 的开合以实现控制伺服电机的开启或光停的功能。
45.参照图3和图4，四个采样瓶3的顶部侧壁均设置有液位传感器31，液位传感器31为光电液位传感器31，液位传感器31用于检测采样瓶3内的液位并发出液位检测信号，液位传感器31耦接有用于提示采样人员采样瓶3内的液位是否装满或液位是否到达预设水位的液位提示电路，液位提示电路设置有四组，四组液位提示电路与四个液位传感器31一一对应设置，液位提示电路包括：信号比较单元7、开关单元8和提示单元9。
46.参照图4，信号比较单元7耦接于液位传感器31以接收液位检测信号并设置有阈值信号vref，信号比较单元7将液位检测信号与阈值信号vref进行比较并输出比较信号，比较
信号包括第一类电平信号和第二类电平信号，第一类电平信号为低电平信号，第二类电平信号为高电平信号；信号比较单元7包括：比较器n，四个比较器n连接的阈值信号vref可设置为相同的值，或根据实际情况设置，本实施例中的阈值信号vref1、vref2、vref3和vref4设置为相同的值；比较器n的第一信号输入端为反相电压输入端，比较器n的第二信号输入端为正相电压输入端；比较器n的第一信号输入端耦接于液位传感器31，比较器n的第二信号输入端耦接入阈值信号vref，比较器n的信号输出端耦接于开关单元8。
47.参照图4，开关单元8包括三极管q，三极管q为npn型三极管；三极管q的基极耦接于比较器n的信号输出端，三极管q的集电极与提示单元9串联后耦接于电压vcc，三极管q的发射极接地。
48.提示单元9包括发光二极管led，发光二极管led的阴极耦接于三极管q的集电极，发光二极管led的阳极耦接于电源电压vcc，发光二极管led对应四个提示单元9设置有四个，四个发光二极管led均安装于握持环51的外侧壁，且四个发光二极管led可设置成四个不同的颜色，以便于采样人员通过四个不同颜色的发光二极管led快速对应四个采样瓶3与四组液位提示电路的连接情况。
49.本技术实施例一种环境评价用水质采样装置的实施原理为：采样人员利用水质采样装置采样时，先握持握持环51后再将水质采样装置放置入待检测的水域中，观察牵引绳53上的刻度待水质采样装置下沉至需要检测的深度时，如水深一米，固定住牵引绳53以将水质采样装置停留在待检测的水位段，此时可静置一段时间，使得当前工位上的因移动而残留的水源与当前深度水源完全混合，接着按住按钮sb使得伺服电机的供电回路导通，伺服电机启动运作以驱使转动轴12转动，转动轴12带动采样叶轮14转动以使得其中的一个采样腔室与采样孔11连通，即采样孔11与其中一个进液孔131连通，此时松开按钮sb,采样叶轮14不再转动；水流入采样腔室后再进入与采样孔11连通的其中一个采样瓶3中，此时采样瓶3上连接的液位传感器31实时检测采样瓶3内的液位变化，且此时采样瓶3中的水较少，液位较低，因而液位传感器31输出的液位感应信号小于阈值信号vref，比较器n的信号输出端输出低电平的第一类电平信号，三极管q的基极接收到低电平后不导通，发光二极管led截止，即发光二极管led处于不发光的状态；采样瓶3中的液位随着水的流入而逐渐升高，当采样瓶3中的液位升高至液位传感器31输出的液位检测信号大于阈值信号vref时，比较器n的信号输出端输出高电平的第二类电平信号，三极管q的基极接收到高电平后导通，其中一个发光二极管led亮，采样人员观察到握持环51上的接着发光二极管led发亮后按住按钮sb，使得采样叶轮14上的封堵板15封堵住采样孔11，有效防止水质采样装置在移动的过程中，水流入已经采样完成的采样瓶3中以造成不同深度的水源的相互污染；接着拉长牵引绳53，以将水质采样装置下沉至更深的水位段中，如水深两米，静置一段时间，使得水质采样装置上残留的一米水深的水与两米深度的水源完全融合，以提高采样的水质准确度，接着按住按钮sb，使得另一个采样腔室与采样孔11连通，水流入第二个采样腔室并装入第二个采样瓶3中，即第二个采样瓶3中装的水与第一个采样瓶3中的水为两个不同深度的水，待第二个采样瓶3中的液位传感器31检测到第二个采样瓶3中的水装满或达到预设水位时，再按住按钮sb以驱动伺服电机启动运行以将封堵板15封堵住采样孔11；接着将水质采样装置继续下沉至更深的水位段，重复上述操作，直至采样瓶3中的四个采样瓶3中装有四种不同深度的水位段的水后，按住按钮sb以使得封堵板15封堵住采样孔11后，再收缩牵引绳53以将水质
采样装置从水域中拉出，即完成当前批次的水质采样工作；在整个水质采样的过程中，无需采样人员逐个将采样瓶3放置入水流中进行采样后再逐个取出，大大减少了采样人员的水质采样时间，提高了采样人员的水质采样效率。
50.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。