一种便携式自动化底泥取样装置

1.本发明涉及泥沙取样技术领域，更具体地说，它涉及一种便携式自动化底泥取样装置。


背景技术：

2.为了了解水文情况，以及某些环境评价或科研目的，需要对河流湖泊的不同区位进行采样。底泥采样是底泥分析检测的基础，目前，国内外关于底泥取样器的研究较多，取得了很大的技术进步，底泥采样装置在野外实际应用中也取得了较好的效果。
3.目前多数底泥取样主要依靠表层取样器，而这一工具需要结合大型吊臂使用，通常需要配合大型船只才能使用，取样所需人力物力成本大，对取样时间有一定限制，对小规模人员出海采底泥不友好。因此，设计出一种适应于小规模人员出海采底泥的便携式自动化底泥取样装置是有必要的。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种实现了底泥采样的自动化，此外，本装置无需适配合大型船只使用，降低了所需人力物力成本，可以适用于小规模人员出海采底泥的便携式自动化底泥取样装置。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种便携式自动化底泥取样装置，包括集成箱，所述集成箱内依次固定有取样室、空气室以及反应室，所述取样室与空气室之间设置有连接组件，所述取样室内滑动设有活动活塞，所述活动活塞周侧面固定有橡胶圈，所述活动活塞表面固定有配重块，所述集成箱侧面固定有压力传感器，所述空气室表面设置有阀门，所述集成箱内固定有控制器，所述压力传感器与控制器输入端电连接，所述连接组件与控制器输出端电连接，所述反应室侧面对称贯穿固定有橡胶软管，所述橡胶软管端部固定有气囊，所述集成箱侧面开设有进水孔。
7.本发明进一步设置为：所述集成箱与活动活塞贯穿滑动连接，所述集成箱最外层为不锈钢层，所述不锈钢层表面涂抹有亮色油漆。
8.本发明进一步设置为：所述连接组件包括连接管，所述连接管周侧面设置有一号电磁阀，所述连接管与空气室贯穿固定连接，所述连接管与取样室贯穿固定连接，所述一号电磁阀与控制器输出端电连接。
9.本发明进一步设置为：所述集成箱表面开设有采样口，所述采样口两内壁对称开设有限位槽，两所述限位槽内均滑动设有挡板，所述限位槽内壁与挡板之间固定有若干拉伸弹簧。
10.本发明进一步设置为：一所述挡板侧面固定有磁性板，另一所述挡板侧面开设有凹槽，所述凹槽内固定有与磁性板相吸附的铁块，两所述挡板插接配合。
11.本发明进一步设置为：所述反应室侧面对称贯穿开设有安装槽，所述安装槽内固定有滤网，所述橡胶软管端部固定有刚性管，所述刚性管与安装槽螺纹连接。
12.本发明进一步设置为：所述反应室两内壁之间滑动设有限位板，所述限位板表面贯穿固定有试剂管，所述试剂管周侧面设置有二号电磁阀，所述二号电磁阀与控制器输出端电连接，所述试剂管端部固定有球囊。
13.本发明进一步设置为：所述反应室两内壁对称开设有t型槽，所述限位板两侧均固定有t型板，所述t型板与t型槽滑动连接，所述t型板与t型槽内顶部之间固定有若干压缩弹簧。
14.本发明的优点是：
15.1、本发明通过压力传感器感应取样室是否插入底泥，通过控制器控制连接组件打开并使得空气室与取样室连通，从而使得活动活塞在压力差的作用下向上移动，并将样品吸入取样室，取样完成后，活动活塞在压力差的作用下向上移动，反应室中的试剂混合反应并产生大量气体，从而通过橡胶软管使气囊膨胀，将装置中的水通过进水孔排出以减小装置重量，使装置上浮，实现底泥采样的自动化，此外，本装置无需适配合大型船只使用，降低所需人力物力成本，可以适用于小规模人员出海采底泥。
16.2、本发明当底泥已被抽取至采样室内时，拉伸弹簧复位带动两挡板复位，当两挡板相互靠近后，通过磁性板与铁块的吸附作用使得两挡板插接配合对被采取的底泥形成阻碍，防止在装置上升过程中底泥掉落导致采样失败。
17.3、本发明压力传感器受到压力并将信号传输给控制器，从而通过控制器打开二号电磁阀，从而使得试剂混合并发生反应，产生大量气体，使得球囊被撑大并破裂，从而通过橡胶软管使气囊膨胀，将装置中的水通过进水孔排出以减小装置重量，使装置上浮。
18.4、本发明通过刚性管将橡胶软管固定在反应室侧面，通过滤网对气体进行过滤，防止未发生反应的试剂随着气体进入气囊。
附图说明
19.图1为本发明的便携式自动化底泥取样装置整体结构示意图。
20.图2为本发明的取样装置内部结构示意图。
21.图3为本发明的取样装置俯视图。
22.图4为本发明的集成箱剖面结构示意图。
23.图5为本发明的橡胶软管与气囊的连接结构示意图。
24.图6为本发明的反应室剖面结构示意图。
25.图7为本发明的反应室与刚性管的连接结构剖面示意图。
26.图8为本发明的控制器控制流程图。
27.图中：1、集成箱；2、取样室；3、空气室；4、反应室；5、连接组件；6、活动活塞；7、橡胶圈；8、配重块；9、一号压力传感器；10、阀门；11、控制器；12、橡胶软管；13、气囊；14、进水孔；15、一号电磁阀、16、球囊；17、t型槽；18、t型板；19、压缩弹簧，20、二号电磁阀；21、滑杆；22、采样口；23、限位槽；24、挡板；25、拉伸弹簧；26、磁性板；27、凹槽；28、安装槽；29、滤网；30、刚性管；31、限位板；32、试剂管。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相
互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
29.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
31.实施例一
32.请参阅图1-8，本发明提供以下技术方案：
33.一种便携式自动化底泥取样装置，具体地，一种便携式自动化底泥取样装置，包括集成箱1，集成箱1内依次固定有取样室2、空气室3以及反应室4，取样室2与空气室3之间设置有连接组件5，取样室2内滑动设有活动活塞6，活动活塞6周侧面固定有橡胶圈7，活动活塞6表面固定有配重块8，集成箱1侧面固定有压力传感器9，空气室3表面设置有阀门10，集成箱1内固定有控制器11，压力传感器9与控制器11输入端电连接，连接组件5与控制器11输出端电连接，反应室4侧面对称贯穿固定有橡胶软管12，橡胶软管12端部固定有气囊13，集成箱1侧面开设有进水孔14。
34.本实施例一工作原理：使用前使用真空泵通过阀门10将空气室3中的空气抽出，使空气室3内接近真空状态，同时可以通过进水孔14向集成箱内注水以增大装置重量便于装置在海水中下沉，以取样室4向下的姿态将装置投放入水中，下沉至水底后，压力传感器9率先接触底泥，从而通过压力传感器9感应取样室2是否插入底泥，若是，则将电信号传输给控制器11，控制器11控制连接组件5打开并使得空气室3与取样室2连通，从而使得活动活塞6在压力差的作用下向上移动，并将样品吸入取样室2，反应室4中的试剂混合反应并产生大量气体，从而通过橡胶软管12使气囊13膨胀，将装置中的水通过进水孔14排出以减小装置重量，使装置上浮，此外，可在装置不锈钢外层涂抹亮色油漆以便于上浮后发现并收集。
35.实施例二
36.请参阅图4-6，本实施例二在实施例一的基础上作如下改进，具体地，所述连接组件(5)包括连接管(16)，所述连接管(16)周侧面设置有一号电磁阀(15)，所述连接管(16)与空气室(3)贯穿固定连接，所述连接管(16)与取样室(2)贯穿固定连接，所述一号电磁阀(15)与控制器(11)输出端电连接。
37.本实施例二工作原理：装置投放入水中后，以取样室4向下的姿态自然下沉，通过压力传感器9感应取样室2是否插入底泥，若是，则将电信号传输给控制器11，控制器11控制一号电磁阀15转动，使得空气室3与取样室2连通，活动活塞6在压力差的作用下向上移动，并将样品吸入取样室2。
38.实施例三
39.请参阅图4，本实施例三在实施例一的基础上作如下改进，具体地，集成箱1表面开设有采样口22，采样口22两内壁对称开设有限位槽23，两限位槽23内均滑动设有挡板24，限位槽23内壁与挡板24之间固定有若干拉伸弹簧25，一挡板24侧面固定有磁性板26，另一挡板24侧面开设有凹槽27，凹槽27内固定有与磁性板26相吸附的铁块，两挡板24插接配合。
40.本实施例三工作原理：当需要采底泥时，按压两挡板24，压缩拉伸弹簧25是的两挡
板24被压缩至两限位槽23内，将活动活塞6滑动出采样口22，使得活动活塞6对两挡板24形成限位，防止两挡板24复位，当开始抽取底泥且底泥已被抽取至采样室2内时，拉伸弹簧25复位带动两挡板24复位，当两挡板24相互靠近后，通过磁性板26与铁块的吸附作用使得两挡板24插接配合对被采取的底泥形成阻碍，防止在装置上升过程中底泥掉落导致采样失败。
41.实施例四
42.请参阅图5-6，本实施例四在实施例一的基础上作如下改进，具体地，反应室4两内壁之间滑动设有限位板31，限位板31表面贯穿固定有试剂管32，试剂管32周侧面固定有二号电磁阀20，二号电磁阀20与控制器11输出端电连接，试剂管32端部固定有球囊16，反应室4两内壁对称开设有t型槽17，限位板31两侧均固定有t型板18，t型板18与t型槽17滑动连接，t型板18与t型槽17内顶部之间固定有若干压缩弹簧19。
43.本实施例四工作原理：在试剂管32的两端分别放入可以反应的试剂，当取样完成后，控制器11打开二号电磁阀20，从而使得试剂混合并发生反应，产生大量气体，使得球囊16被撑大并破裂，气体推着t型板18沿着t型槽17滑动并压缩压缩弹簧19，从而漏出橡胶软管12与t型板18的连接处并通过橡胶软管12使气囊13膨胀，将装置中的水通过进水孔14排出以减小装置重量，使装置上浮。
44.实施例五
45.请参阅图7，本实施例五在实施例一的基础上作如下改进，具体地，反应室4侧面对称贯穿开设有安装槽28，安装槽28内固定有滤网29，橡胶软管12端部固定有刚性管30，刚性管30与安装槽28螺纹连接。
46.本实施例五工作原理：通过刚性管30将橡胶软管12固定在反应室4侧面，通过滤网29对气体进行过滤，防止未发生反应的试剂随着气体进入气囊13。
47.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
48.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
49.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
51.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种便携式自动化底泥取样装置，包括集成箱(1)，其特征在于：所述集成箱(1)内依次固定有取样室(2)、空气室(3)以及反应室(4)，所述取样室(2)与空气室(3)之间设置有连接组件(5)，所述取样室(2)内滑动设有活动活塞(6)，所述活动活塞(6)周侧面固定有橡胶圈(7)，所述活动活塞(6)表面固定有配重块(8)，所述集成箱(1)侧面固定有压力传感器(9)，所述空气室(3)表面设置有阀门(10)，所述集成箱(1)内固定有控制器(11)，所述压力传感器(9)与控制器(11)输入端电连接，所述连接组件(5)与控制器(11)输出端电连接，所述反应室(4)侧面对称贯穿固定有橡胶软管(12)，所述橡胶软管(12)端部固定有气囊(13)，所述集成箱(1)侧面开设有进水孔(14)。2.根据权利要求1所述的一种便携式自动化底泥取样装置，其特征在于：所述集成箱(1)与活动活塞(6)贯穿滑动连接，所述集成箱(1)最外层为不锈钢层，所述不锈钢层表面涂抹有亮色油漆。3.根据权利要求1所述的一种便携式自动化底泥取样装置，其特征在于：所述连接组件(5)包括连接管(16)，所述连接管(16)周侧面设置有一号电磁阀(15)，所述连接管(16)与空气室(3)贯穿固定连接，所述连接管(16)与取样室(2)贯穿固定连接，所述一号电磁阀(15)与控制器(11)输出端电连接。4.根据权利要求1所述的一种便携式自动化底泥取样装置，其特征在于：所述集成箱(1)表面开设有采样口(22)，所述采样口(22)两内壁对称开设有限位槽(23)，两所述限位槽(23)内均滑动设有挡板(24)，所述限位槽(23)内壁与挡板(24)之间固定有若干拉伸弹簧(25)。5.根据权利要求4所述的一种便携式自动化底泥取样装置，其特征在于：一所述挡板(24)侧面固定有磁性板(26)，另一所述挡板(24)侧面开设有凹槽(27)，所述凹槽(27)内固定有与磁性板(26)相吸附的铁块，两所述挡板(24)插接配合。6.根据权利要求1所述的一种便携式自动化底泥取样装置，其特征在于：所述反应室(4)侧面对称贯穿开设有安装槽(28)，所述安装槽(28)内固定有滤网(29)，所述橡胶软管(12)端部固定有刚性管(30)，所述刚性管(30)与安装槽(28)螺纹连接。7.根据权利要求1所述的一种便携式自动化底泥取样装置，其特征在于：所述反应室(4)两内壁之间滑动设有限位板(31)，所述限位板(31)表面贯穿固定有试剂管(32)，所述试剂管(32)周侧面设置有二号电磁阀(20)，所述二号电磁阀(20)与控制器(11)输出端电连接，所述试剂管(32)端部固定有球囊(16)。8.根据权利要求7所述的一种便携式自动化底泥取样装置，其特征在于：所述反应室(4)两内壁对称开设有t型槽(17)，所述限位板(31)两侧均固定有t型板(18)，所述t型板(18)与t型槽(17)滑动连接，所述t型板(18)与t型槽(17)内顶部之间固定有若干压缩弹簧(19)。

技术总结
本发明适用于泥沙取样技术领域，提供了一种便携式自动化底泥取样装置，包括集成箱，集成箱内依次固定有取样室、空气室以及反应室，取样室与空气室之间设置有连接组件，取样室内滑动设有活动活塞，活动活塞周侧面固定有橡胶圈，活动活塞表面固定有配重块，集成箱侧面固定有压力传感器，空气室表面设置有阀门，集成箱内固定有控制器，压力传感器与控制器输入端电连接，连接组件与控制器输出端电连接，反应室侧面对称贯穿固定有橡胶软管，橡胶软管端部固定有气囊，集成箱侧面开设有进水孔，该装置实现了底泥采样的自动化，此外，本装置无需适配合大型船只使用，降低了所需人力物力成本，可以适用于小规模人员出海采底泥。可以适用于小规模人员出海采底泥。可以适用于小规模人员出海采底泥。


技术研发人员：姜增料 周超 庄亿窈
受保护的技术使用者：浙江海洋大学
技术研发日：2023.08.21
技术公布日：2023/10/11