專利名稱：一種淺水淤泥分層取樣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種淺水淤泥分層取樣裝置，尤其適用于水深小于70cm淤泥生境的底棲動物分層取樣。
背景技術：
靜止或流速緩慢的自然水體底部沉積有細顆粒沙泥和有機質，為底棲動物營造了淤泥生境，水體遭受污染以后淤泥生境也被污染。由于不同的底棲動物對污染的耐受能力不同，所以生活在不同污染程度淤泥層中的底棲動物種群和數量也有所不同。分層采集自然水體底部包含有底棲動物的淤泥樣品，確定底棲動物種群特征，對于評價當地的水環境以和水質的污染程度、污染進程都具有重要意義，是生物學水質評價的方法之一，這一方法剛剛興起并越來越受到社會的關注。常用的淤泥采樣裝置主要有彼得遜采泥器和柱狀采泥器。彼得遜采泥器的采樣過程對底泥擾動大，只能采取底泥表層20cm左右的混合態樣品，無法分層采取底棲動物樣品。現有的柱狀采泥器包括重力采樣器、重力活塞采樣器和振動活塞采樣器等，這些取樣器或者是體型大而笨重不便使用，或者是取樣管內徑較小不能滿足底棲動物的取樣要求。
發明內容為解決上述問題，本實用新型提供了一種淺水淤泥分層取樣裝置。一種淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于包括鉆樣器和推樣器；所述鉆樣器包括取樣管、取樣管頂盤、取樣管蓋盤、排氣裝置和T型轉動桿；所述取樣管是橫斷面為圓形的直管，下端管壁具有鉆齒，上端管口安裝所述取樣管頂盤，所述取樣管頂盤的盤面與所述取樣管的管壁垂直，外直徑大于所述取樣管外徑，中心具有圓形貫通孔，邊緣具有多個連接孔，所述貫通孔的孔徑與所述取樣管外徑一致，所述取樣管頂端插在所述貫通孔內并與所述取樣管頂盤的頂面在一個平面上，所述取樣管頂盤與所述取樣管之間為無縫固定連接；所述T型轉動桿包括橫桿和縱桿，所述縱桿上端與所述橫桿的中部垂直固定連接，下端與所述取樣管蓋盤的中心位置垂直固定連接；所述取樣管蓋盤邊緣具有與所述取樣管頂盤一一對應的連接孔，盤面之上安裝有所述排氣裝置；所述取樣管頂盤與所述取樣管蓋盤之間通過連接孔和連接件可拆裝無縫連接；所述推樣器包括推樣桿和推樣板，所述推樣桿與所述推樣板中心位置垂直固定連接，所述推樣板為圓形，直徑小于或等于所述取樣管內徑。所述排氣裝置包括排氣管和排氣管頂部的密封閥，所述排氣管貫穿所述取樣管蓋盤與所述取樣管連通，底部與所述取樣管蓋盤之間為無縫固定連接。所述排氣裝置可優選為為沉球式密封閥排氣管，包括排氣管和沉球，還包括排氣管罩；所述排氣管垂直所述取樣管蓋盤的盤面，頂部管壁內側具有與所述沉球球面形狀對應的斜面；所述沉球為比重較大的固體球，例如金屬球、玻璃球或橡膠球，直徑大于所述排氣管內徑小于所述排氣管罩的 橫斷面內經，放置在所述排氣管頂部；所述排氣管罩橫斷面的內壁與所述排氣管外壁之間的距離小于所述沉球直徑，所述排氣管罩的高度大于所述排氣管的高度與所述沉球直徑之和的長度，所述排氣管罩的頂壁和/或外壁具有排氣孔，所述排氣孔的寬度小于所述沉球的直徑。所述排氣裝置可優選為蓋閥式排氣管，包括排氣管和蓋閥，所述蓋閥采用具有彈性的軟質材料制作，包括蓋身和蓋帽，所述蓋身橫斷面與所述排氣管的內斷面形狀一致，直徑等于或大于所述排氣管內徑，所述蓋帽外徑等于或大于排氣管外徑。所述縱桿可分為上、下兩段即上縱桿和下縱桿，所述上縱桿頂部與所述橫桿的中部垂直固定連接，底部與上連接盤中心垂直固定連接；所述下縱桿頂部與下連接盤中心垂直固定連接，底部與所述取樣管蓋盤中心位置垂直固定連接；所述上連接盤與所述下連接盤之間為可拆裝固定連接；所述上縱桿與所述下縱桿通過上、下連接盤連接以后桿身在同一條直線上。所述上縱桿長度為10 — 30cm,所述下縱桿長度為10 — 50cm。所述取樣管為金屬管，長度為50 — 150cm,管外徑為5 — 20cm,管壁厚1.5 — 4mm。所述橫桿長度為100 — 200cm,所述縱桿長度為10 — 50cm ;所述推樣桿長度大于
所述取樣管長度。所述橫桿、縱桿和推樣桿是橫斷面為圓形的空心金屬管和/或實心金屬桿，所述金屬桿的外徑為I — 4cm,管壁厚為I — 3mm。本發明的技術效果本實用新型一種淺水淤泥分層取樣裝置，采用帶有鉆齒的取樣管，利用人力轉動向下推壓T型轉動桿將取 樣管鉆入水下淤泥層，取樣管內淤泥樣品的原始分層結構保持不變；取樣管頂端為密封結構并具有排氣管，在取樣管鉆入淤泥層的過程中排氣管打開，管中的空氣從排氣管排出；取樣管鉆入淤泥層以后，管內被淤泥充滿，提起取樣管以前將排氣管封閉，這時取樣管內因沒有空氣進入而具有亞真空環境，淤泥樣品在大氣壓力的作用下不會向下滑落并被順利提出水面，將裝有淤泥樣品的取樣管平放在地面，利用推樣板將取樣管內的淤泥樣品逐步推出，測量每個取樣層的埋藏深度并將推移質樣品分層裝入樣帶，順利完成淺水淤泥的分層取樣。整個取樣過程不會對取樣點淤泥層的沉積結構造成破壞，取樣斷面可滿足底棲動物的取樣要求。本實用新型取樣裝置的重量較輕且結構簡單，依靠人力既可完成取樣工作，具有很好的實用性。利用T型轉動桿橫桿的力矩可大大提高人力的作用力，依靠人力就完成取樣工作。取樣管底端的鉆齒對淤泥層具有很好切割作用且對取樣管內的淤泥樣品擾動較小，在取樣管向下鉆進的過程中，管內淤泥樣品的沉積層序保持著原有狀態，底棲動物所在的層位不變。取樣管與取樣管頂盤之間、取樣管頂盤與取樣管蓋盤之間以及取樣管蓋盤與排氣管之間均為無縫連接，只要將排氣管封閉，取樣管頂部就為密封結構。在取樣管鉆入淤泥層的過程中，取樣管內空氣從打開的排氣管排出，提起取樣管時將排氣管封閉，管內因不會有空氣進入而具有亞真空環境，管內的淤泥樣品在大氣壓力的作用下不會從取樣管下口滑出，從而實現將淤泥樣品從水下取出的技術效果。取樣管頂盤與取樣管蓋盤之間為可拆裝連接，很容易將取樣管蓋盤打開。手握推樣桿將推樣板從取樣管上口推入，管內的淤泥樣品從取樣管下口推出，測量每個取樣層至淤泥層頂面的距離確定其埋藏深度，并將推移質樣品分層裝入樣帶，實現定量采取不同深度淤泥層底棲動物樣品的技術效果。本實用新型進一步的方案介紹了一種沉球式密封閥排氣管的結構，包括排氣管和沉球，還包括排氣管罩。所述沉球為比重較大的金屬球、玻璃球或橡膠球，可依靠自身的重力將排氣管口封閉，在取樣管鉆入淤泥層的過程中，管內空氣在人力的推壓下向上托起沉球并從沉球與排氣管之間的縫隙中排出，隨后又自然落回到排氣管頂部將管口密封起來。在提起取樣管的過程中，所述沉球與所述排氣管頂端始終保持密閉接觸，取樣管外的空氣無法進入到管內，從而為取樣管營造了亞真空環境，淤泥樣品不會從取樣管下口滑出。所述排氣管罩將所述沉球的活動范圍限制在所述排氣管頂端之上，有利于沉球依靠自身重量隨時將排氣管口進行封閉。所述排氣管罩具有排氣孔，可以保證取樣管內的氣體順暢排出。本實用新型進一步的方案介紹了一種蓋閥式排氣管的結構，包括排氣管和蓋閥，所述蓋閥為具有彈性的軟質材料，例如橡膠制品，將蓋身塞入排氣管可將排氣管密封起來，蓋帽直徑等于或大于所述排氣管外徑，可避免蓋閥全部進入排氣管而難以將排氣管打開的現象發生。本實用新型進一步的方案介紹了一種將縱桿分為上、下兩段的T型轉動桿，可減少占用空間，有利于攜帶和運輸。上縱桿和下縱桿之間利用連接盤之間的可拆裝固定連接方式既方便拆裝又可滿足鉆取樣品的要求。本實用新型進一步的方案優選地提供了所述取樣管材料和規格，有利于使用者根據取樣要求制作和 使用本實用新型的取樣裝置。本實用新型進一步的方案優選地提供了所述橫桿、縱桿和推樣桿材料和規格，使用者可根據取樣的水深條件、底質條件選擇使用并完成取樣工作。
圖1實施例1鉆樣器結構示意圖；圖2實施例1沉球式密封閥排氣管結構示意圖；圖3實施例2蓋閥式排氣管結構示意圖；圖4推樣器結構示意圖；圖5實施例2T型轉動桿縱桿分為兩段的鉆樣器結構示意圖。附圖標記如下:1_橫桿；2_縱桿；3_上縱桿；4_上連接盤；5_下連接盤；6_下縱桿；7_排氣管；8_取樣管蓋盤；9_取樣管頂盤；10_取樣管；11_鉆齒；12_取樣管上口 ；13-取樣管下口 ；14_連接孔；15-排氣管罩；16-沉球；17-排氣管口 ；18_排氣孔；19-蓋身；20-蓋帽；21-推樣桿；22-推樣板。
具體實施方式
以下結合附圖對具體實施方式
進行詳細說明。實施例1淺水淤泥分層取樣裝置實施例1采用不銹鋼材料制作，包括鉆樣器和推樣器，所述鉆樣器如圖1所示，包括取樣管10、取樣管頂盤9、取樣管蓋盤8、排氣裝置和T型轉動桿；所述推樣器如圖4所示，包括推樣桿21和推樣板22。所述T型轉動桿為外徑32mm，壁厚2mm的不銹鋼直管，具有足夠的強度；縱桿2下端與取樣管蓋盤8的中心垂直固定連接，上端與橫桿I的中部垂直固定連接；縱桿2的長度為30cm,適合普通身高的人進行操作,橫桿I的長度為140cm,依靠人力旋轉時產生的力矩可將取樣管10鉆入淤泥層；所述取樣管10是橫斷面為圓形的不銹鋼直管，長度為60cm，外徑為10cm，管壁厚度為2mm，可滿足底棲動物取樣量的技術要求并具有鉆進淤泥的強度；取樣管下口 13的管壁具有鉆齒U，有利于將取樣管10鉆入淤泥層。取樣管頂盤9與取樣管蓋盤8之間利用螺栓進行連接，可將T型轉動桿的旋轉力傳遞到取樣管10并帶動取樣管10鉆入淤泥層。因為取樣管上口 12與取樣管頂盤9之間、取樣管蓋盤8與排氣管7之間均為無縫固定連接，取樣管頂盤9與取樣管蓋盤8之間安裝密封墊，也為無縫連接，所以當取樣管頂盤9與取樣管蓋盤8連接以后，取樣管10上端具有密閉結構，只保留排氣管7 —個氣流通道。取樣管蓋盤8頂面安裝的排氣裝置如圖2所示，為沉球式密封閥排氣管。包括排氣管7和沉球16，還包括排氣管罩15 ;在取樣管10鉆入淤泥層時，取樣管10內部逐漸被淤泥樣品填充，管內頂部的空氣在人的推壓力作用下將沉球16托起，并從沉球16與排氣管口17之間的縫隙和排氣管罩15上的排氣孔18排出；由于排氣管7垂直于取樣管蓋盤8的盤面，在取樣過程中排氣管7與取樣管10平行并垂直于水平面，取樣管停止鉆入淤泥層時推壓力即消失，沉球16在排氣管罩15的約束下，依靠自身重力回落到排氣管口 17 ;由于的排氣管口 17的管壁內側具有與所述沉球16球面相對應的球形凹面,所以沉球16落放到排氣管口 17時就將排氣管口 17封閉起來，在將取樣管10豎直提出水面的過程中，排氣管口 17始終保持著密封狀態，從而在取樣管內營造了亞真空環境，在大氣壓的作用下，淤泥樣品不會從取樣管下口 13滑出。取樣管10連同管內的淤泥樣品提出水面放置平整的地面之上，利用圖4所示推樣器，手持推樣桿21將推樣板22從取樣管上口 12推入，淤泥樣品從取樣管下口 13推出，利用卷尺測量每個取樣層距離淤泥層頂面的距離，確定取樣層的埋藏深度，并將淤泥樣品分層裝入樣帶，順利完成取樣 工作。實施例2本實施例為了減少鉆樣器的占用空間，更便于攜帶和運輸，如圖5所示，將T型轉動桿的縱桿分為兩段，即上縱桿3和下縱桿6，所述上縱桿3上端與所述橫桿I的中部垂直固定連接，下端與上連接盤4的中心垂直固定連接；所述下縱桿6的上端與所述下連接盤5的中心位置垂直固定連接，下端與所述取樣管蓋盤8的中心位置垂直固定連接；所述上連接盤4與下連接盤5之間利用連接孔14和螺栓可拆裝固定連接。上縱桿3和下縱桿6連接以后具有與縱桿2相同的技術效果。本實施例的取樣管蓋盤8頂面安裝的排氣裝置采用如圖3所示的蓋閥式排氣管，所述蓋閥采用橡皮材料制作，包括蓋身19和蓋帽20。在取樣管10鉆入淤泥層的過程中將蓋閥打開，取樣管10內的空氣從排氣管口 17排出；在將取樣管10提起以前，將蓋閥的蓋身19塞入排氣管口 17將其封閉起來，由于有蓋帽20的攔擋，蓋閥不會全部進入到排氣管內，所以很方便再次將蓋閥打開。利用蓋閥將排氣管口 17進行封閉，可以取得與沉球式密封閥排氣管相同的技術效果。其它結構同實施例1。
權利要求1.一種淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于包括鉆樣器和推樣器；所述鉆樣器包括取樣管、取樣管頂盤、取樣管蓋盤、排氣裝置和T型轉動桿；所述取樣管是橫斷面為圓形的直管，下端管壁具有鉆齒，上端管口安裝所述取樣管頂盤，所述取樣管頂盤的盤面與所述取樣管的管壁垂直，外直徑大于所述取樣管外徑，中心具有圓形貫通孔，邊緣具有多個連接孔，所述貫通孔的孔徑與所述取樣管外徑一致，所述取樣管頂端插在所述貫通孔內并與所述取樣管頂盤的頂面在一個平面上，所述取樣管頂盤與所述取樣管之間為無縫固定連接；所述T型轉動桿包括橫桿和縱桿，所述縱桿上端與所述橫桿的中部垂直固定連接，下端與所述取樣管蓋盤的中心位置垂直固定連接；所述取樣管蓋盤邊緣具有與所述取樣管頂盤一一對應的連接孔，盤面之上安裝有所述排氣裝置；所述取樣管頂盤與所述取樣管蓋盤之間通過連接孔和連接件可拆裝無縫連接；所述推樣器包括推樣桿和推樣板，所述推樣桿與所述推樣板中心位置垂直固定連接，所述推樣板為圓形，直徑小于或等于所述取樣管內徑。
2.根據權利要求1所述的淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于所述排氣裝置包括排氣管和排氣管頂部的密封閥，所述排氣管貫穿所述取樣管蓋盤與所述取樣管連通，底部與所述取樣管蓋盤之間為無縫固定連接。
3.根據權利要求2所述淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于，所述排氣裝置為沉球式密封閥排氣管，包括排氣管和沉球，還包括排氣管罩；所述排氣管垂直所述取樣管蓋盤的盤面，頂部管壁內側具有與所述沉球球面形狀對應的斜面；所述沉球為金屬球、玻璃球或橡膠球，直徑大于所述排氣管內徑小于所述排氣管罩的橫斷面內徑，放置在所述排氣管頂部；所述排氣管罩橫斷面的內壁與所述排氣管外壁之間的距離小于所述沉球直徑，所述排氣管罩的高度大于所述排氣管的高度與所述沉球直徑之和的長度，所述排氣管罩的頂壁和/或外壁具有排氣孔，所述排氣孔的寬度小于所述沉球的直徑。
4.根據權利 要求2所述淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于，所述排氣裝置為蓋閥式排氣管，包括排氣管和蓋閥，所述蓋閥采用具有彈性的軟質材料制作，包括蓋身和蓋帽，所述蓋身橫斷面與所述排氣管的內斷面形狀一致，直徑等于或大于所述排氣管內徑，所述蓋帽外徑等于或大于排氣管外徑。
5.根據權利要求1所述淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于，所述縱桿分為上、下兩段即上縱桿和下縱桿，所述上縱桿頂部與所述橫桿的中部垂直固定連接，底部與上連接盤中心垂直固定連接；所述下縱桿頂部與下連接盤中心垂直固定連接，底部與所述取樣管蓋盤中心位置垂直固定連接；所述上連接盤與所述下連接盤之間為可拆裝固定連接；所述上縱桿與所述下縱桿通過上、下連接盤連接以后桿身在同一條直線上。
6.根據權利要求5所述淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于，所述上縱桿長度為10-30cm,所述下縱桿長度為10 — 50cm。
7.根據權利要求1所述淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于，所述取樣管為金屬管，長度為50 — 150cm,管外徑為5 — 20cm,管壁厚1.5 — 4mm。
8.根據權利要求1所述淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于，所述橫桿長度為100-200cm,所述縱桿長度為10 — 50cm ;所述推樣桿長度大于所述取樣管長度。
9.根據權利要求1所述淺水淤泥分層取樣裝置，其特征在于，所述橫桿、縱桿和推樣桿是橫斷面為圓形的空心金屬管和/或實心金屬桿，所述金屬桿的外徑為I 一 4cm，管壁厚為I — 3mm η
專利摘要一種淺水淤泥分層取樣裝置，包括鉆樣器和推樣器，所述鉆樣器采用帶有鉆齒的取樣管，所述鉆樣器包括取樣管、取樣管頂盤、取樣管蓋盤、排氣裝置和T型轉動桿；所述取樣管是橫斷面為圓形的直管，下端管壁具有鉆齒，上端管口安裝所述取樣管頂盤，所述取樣管頂盤的盤面與所述取樣管的管壁垂直，外直徑大于所述取樣管外徑，中心具有圓形貫通孔，邊緣具有多個連接孔。取樣過程不會對取樣點淤泥層的沉積結構造成破壞，取樣斷面可滿足底棲動物的取樣要求。本實用新型取樣裝置的重量較輕且結構簡單，依靠人力既可完成取樣工作，具有很好的實用性。
文檔編號G01N1/10GK203116998SQ20132011579
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者王兆印, 趙娜, 王旭昭, 潘保柱, 徐夢珍 申請人:清華大學