专利名称：便携式静态沉积物取样器的制作方法
技术领域：
本发明涉及水体静态沉积物采集装置的技术领域，尤其涉及一种能够单人操作、准确采集且不破坏样品完整性的静态沉积物取样器。
背景技术：
水体的沉积物(底泥)可以看作是进入水体的化学物质的储存库。沉积物的化学 成分不仅可以反映补给水源流经地的岩石、土壤的风化剥蚀作用，同时对水体周围的环境 污染、自然环境变化等具有很好的指示作用。沉积物与水体之间具有一定的物质交换，沉积 物的化学成分对水体的水质、水中的生物等均具有一定的影响。通过沉积物可以追踪污染 源的来源、揭示环境变化规律以及人类活动对水质的可能影响。目前，水体沉积物样品采集采用的是抓斗形式的采样器，存在以下几个不足(1)该采样器采用绳索放置，采集沉积物深度受到采样器自身重量的限制，只能采 集流态沉积物(即含水率较高的底泥)，不能采集深层或是固态沉积物(即含水率低的底 泥)；(2)该采样器笨重，每次采样1 5L，需采用机械提升或是多人提升；(3)采集沉积物后，在提升的过程中受到水流的冲刷，样品流失过多，同时样品受 到水体的一定污染；(4)采集的样品为混合样品，无法分层分析沉积物。目前也有采用地探使用的钻探设备采集沉积物，但是地探设备笨重且不适合静态 沉积物采集要求。

发明内容
本发明要解决的技术问题是，为了克服现有沉积物(底泥)采样器需要其他设施 的辅助、笨重、操作繁琐以及无法取得未受到扰动的静态沉积物样品的不足，提供一种静态 沉积物取样器，可以单人操作，能够采集流态或是固态，而且不会破坏采集的沉积物空间状 态，能够分层观察或分析沉积物。为达到本发明的目的，所采用的技术方案是(可参阅附图)一种便携式静态沉积物取样器，结构分为流态沉积物采集腔16、固态沉积物采集 腔17、排水腔18和连接杆19四个部分；所述的流态沉积物采集腔16，主要由圆筒形状的流态沉积物腔体1和单向活页2 组成；流态沉积物腔体1上端的内侧有螺纹，下端内侧有圆环形的套管12 ；单向活页2有两 片，中轴11装在套管12的上面，单向活页2的直边能分别绕中轴11向上翻起，两片单向活 页2向下回落盖在套管12的上面从而封闭流态沉积物腔体1下端；所述的固态沉积物采集腔17，是由圆筒形状的固态沉积物腔体3和其内同轴装有 圆筒形状的腔芯4构成；固态沉积物腔体3的下端的外表面螺纹与流态沉积物腔体1上端 的内侧螺纹配合，能使流态沉积物采集腔16和固态沉积物采集腔17旋接；固态沉积物腔体3下端有内沿用于支撑腔芯4;所述的排水腔18，主要由排水腔体9、连接在排水腔体9下方的圆筒形的排水腔下 沿6和固定在排水腔体9内的圆形的排水腔底面7构成；排水腔下沿6能套在固态沉积物 腔体3外面，通过连接螺栓5相互连接；排水腔底面7开有排水孔14，当连接螺栓5连接排 水腔体9和固态沉积物腔体3时排水腔底面7恰好盖在固态沉积物腔体3的上面；排水腔 底面7的上面装有橡胶活盖13，橡胶活盖13中心用固定螺栓15与排水腔底面7连接；所述的连接杆19，与排水腔18上部通过短丝8连接。根据采样的深度不同，所述的连接杆19，通过短丝8能继续连接连接杆19，使连接 杆19达到要求的长度。即，用短丝8将几节连接杆19串接起来使连接杆19加长，直至水底。单向活页2在流态沉积物进入流态沉积物腔体1时，是向上开启的；在流态沉积物 腔体1下端开口内部的套管12，其内半径小于单向活页2的半径，即能阻止单向活页2向下 开启。安装腔芯4是为了顺利将固态沉积物从固态沉积物腔体3中取出。所述的腔芯4， 应当是透明腔芯，以便取样后能直接观察固态沉积物层次形态。固态沉积物腔体3支撑保 护透明腔芯4并增加静态沉积物取样器整体重量，固态沉积物样品进入透明腔芯4后，样品 和透明腔芯4 一起从固态沉积物腔体3中取出保存。所述的橡胶活盖13，四周能绕固定螺栓15向上开启或向下闭合。橡胶活盖13半 径可以与排水腔底面7半径相同，橡胶活盖13的软硬程度应当在排水时四周能够向上开
启ο本发明通过连接杆9的相互连接，适用于最大5m的水深，使用短丝8连接成较长 连接杆，可以在某些项目上达到更大的深度。采集流态沉积物(含水率较高的底泥)时，流 态沉积物采集腔16下部的单向活页2在接触到沉积物后向上开启，流态沉积物进入流态沉 积物腔体1，上部的水将排水腔18的橡胶活盖13排开，从排水孔14排出，取样完成后，静态 沉积物取样器向上提起时，单向活页2落至水平，将流态沉积物采集腔密封，橡胶活盖13回 落封住排水孔14，使整个腔体内形成负压，进一步阻止样品流失，同时也可以防止在提升过 程中样品受到水体的干扰和污染。静态沉积物取样器提出水面后，将流态沉积物采集腔卸 下，取内部样品于容器中保存。采集固态沉积物(含水率较低的底泥)时，可以将流态沉积物采集腔卸下，利用刚 性连接杆9垂直将静态沉积物取样器插入沉积物中，并用力下压，此时在固态沉积物采集 腔17内部，固态沉积物进入腔芯4，沉积物样品上层的水将排水腔18的橡胶活盖13排开， 从排水孔14排出。达到预定深度后将采样器提升，橡胶活盖13回落封住排水孔14，使固态 沉积物采集腔17内形成负压，同时固态沉积物具有一定粘性，不会从腔芯4中脱落。静态 沉积物取样器提出水面后，卸下排水腔6，将内部的透明腔芯4从腔体3中取出，两头用橡胶 塞封好保存。本发明的有益效果是通过单向活页和橡胶活塞既阻止流态样品的流失又能防止 水对样品的干扰；固态沉积物可以采集到透明腔芯中，既可以观察沉积物状态又不会破坏 沉积物空间分布，增强了样品科学性。取样器灵活而准确，具有便携、灵活、操作简单的特 点，在不增加监测人员的劳动强度条件下，提高了采样的精度和效率。



图1是本发明的整体结构示意图。图2是流态沉积物采集腔16的结构示意图；图3是排水腔18的结构示意图。
具体实施例方式结合附图对本发明的工作原理及实施方式进行详细介绍。实施例1结合图1说明本发明的总体结构图1中，16 19分别表示本发明结构的四个部分，即，16是流态沉积物采集腔，17 是固态沉积物采集腔，18是排水腔，19是连接杆。本发明各部件分别是1为流态沉积物腔 体，2为单向活页，3为固态沉积物腔体，4为腔芯，5为连接螺栓，6为排水腔下沿，7为排水 腔底面，8为短丝，9为连接杆。流态沉积物采集腔16通过螺纹与其上方的固态沉积物采集 腔17旋接；固态沉积物采集腔17通过连接螺栓5与其上方的排水腔18连接；排水腔18通 过短丝8与其上方的连接杆9旋接。1)流态沉积物采集腔16 流态沉积物腔体1容纳采集的流态样品，单向活页2有 两片，图1所示的单向活页2中，左边一片为开启状态，右边一片为闭合状态。静态沉积物 取样器接触沉积物时，单向活页2向上开启，使流态沉积物进入流态沉积物腔体1中。采集 完成后提升取样器，单向活页2落至水平(闭合状态)，被流态沉积物腔体1下端口内部的 套管12阻挡，不能继续向下开启，此时单向活页2将封住流态沉积物腔体1，即保证样品不 被水体干扰又防止样品的流失。2)固态沉积物采集腔17 采集静态固态沉积物时，卸掉流态沉积物采集腔16。将 静态沉积物取样器的固态沉积物采集腔17垂直插入水体底泥中，固态沉积物样品进入位 于固态沉积物腔体3内部的透明的腔芯4。插入预定深度后，将静态沉积物取样器提出水 面，卸下排水腔18，将腔芯4取出，用胶塞将透明腔芯4两端封好保存样品。样品在透明腔 芯中保持原有空间分布，未受到干扰，可以对样品分层观察和化验分析。所述的固态沉积物腔体3，最下端应当是圆圈刃形，以便能用较小的压力使固态沉 积物腔体3插入底泥，如图1中所示。3)排水腔18 详尽结构见实施例3和图3。取样过程中，沉积物样品上部的水通 过排水腔底面7上开有的排水孔14排出。取样完成后，向上提升取样器时，橡胶活盖13封 住排水孔14，使取样器内部形成负压，保证内部样品不会流出或滑落，同时防止水对样品的 干扰。4)连接杆19:连接杆19为刚性直杆，通过短丝8与排水腔体9上端旋接。多根连 接杆19可以通过几个短丝8相互连接，达到预期长度，即，在特定要求下可以灵活加长。连 接杆19垂直插入水体沉积物中，使沉积物进入流态沉积物腔体1或/和固态沉积物腔体3， 上部的水通过排水腔18的排水孔14排出。实施例2结合图2说明本发明中的流态沉积物采集腔16的结构图2中，1为流态沉积物腔体，2为单向活叶，为半圆形的两片，11为中轴，12为套 管。图2中的竖直虚线表示流态沉积物采集腔16与固态沉积物采集腔17之间是旋接的。
套管12固定安装在流态沉积物腔体1下端内侧，或在流态沉积物腔体1下端内侧 与流态沉积物腔体1制作成一体。两片单向活叶2的直边与中轴11动连接，两片单向活叶2均可绕中轴11转动；两 片单向活叶2回落会被套管12挡住，呈平放置状态组成圆形，能够盖住并封闭流态沉积物 腔体1。采集流态沉积物时两片单向活叶2会向上开启，流态沉积物样品进入流态沉积物腔体1样品上面的水会从排水孔14排出；样品采集完毕向上提起静态沉积物取样器时，两 片单向活叶2会向下回落封闭流态沉积物腔体1，同时静态沉积物取样器内部形成负压，保 证样品不流失不污染。实施例3结合图3说明本发明中的排水腔18的结构图3中，6为排水腔下沿，7为排水腔底面，13为橡胶活盖，可以是与排水腔内半径 相同的圆形橡胶盖，14为排水孔，竖直的开在排水腔底面7上，15为固定螺栓，将橡胶活盖 13的中心固定在排水腔底面7的中心处。在排水过程中，上部的橡胶活盖13四周开启，水通过排水孔14流出。在沉积物采 集完毕向上提起静态沉积物取样器时，上部水压使橡胶活盖13回落，封住排水孔14，使静 态沉积物取样器内部形成负压，样品不会流出或滑落。
权利要求
一种便携式静态沉积物取样器，其特征在于，结构分为流态沉积物采集腔(16)、固态沉积物采集腔(17)、排水腔(18)和连接杆(19)四个部分；所述的流态沉积物采集腔(16)，主要由圆筒形状的流态沉积物腔体(1)和单向活页(2)组成；流态沉积物腔体(1)上端的内侧有螺纹，下端内侧有圆环形的套管(12)；单向活页(2)有两片，中轴(11)装在套管(12)的上面，单向活页(2)的直边能分别绕中轴(11)向上翻起，两片单向活页(2)向下回落盖在套管(12)的上面从而封闭流态沉积物腔体(1)下端；所述的固态沉积物采集腔(17)，是由圆筒形状的固态沉积物腔体(3)和其内同轴装有圆筒形状的腔芯(4)构成；固态沉积物腔体(3)的下端外表面的螺纹与流态沉积物腔体(1)上端内侧的螺纹配合，能使流态沉积物采集腔(16)和固态沉积物采集腔(17)旋接；固态沉积物腔体(3)下端有内沿用于支撑腔芯(4)；所述的排水腔(18)，主要由排水腔体(9)、连接在排水腔体(9)下方的圆筒形的排水腔下沿(6)和固定在排水腔体(9)内的圆形的排水腔底面(7)构成；排水腔下沿(6)能套在固态沉积物腔体(3)外面，通过连接螺栓(5)相互连接；排水腔底面(7)开有排水孔(14)，当连接螺栓(5)连接排水腔体(9)和固态沉积物腔体(3)时排水腔底面(7)恰好盖在固态沉积物腔体(3)的上面；排水腔底面(7)的上面装有橡胶活盖(13)，橡胶活盖(13)中心用固定螺栓(15)与排水腔底面(7)连接；所述的连接杆(19)，与排水腔(18)上部通过短丝(8)连接。
2.按照权利要求1所述的便携式静态沉积物取样器，其特征在于，所述的连接杆(19)， 通过短丝(8)能继续连接连接杆(19)，使连接杆(19)达到要求的长度。
3.按照权利要求1或2所述的便携式静态沉积物取样器，其特征在于，所述的腔芯 (4)，是透明腔芯；所述的固态沉积物腔体(3)，最下端是圆圈刃形。
4.按照权利要求1或2所述的便携式静态沉积物取样器，其特征在于，所述的橡胶活盖 (13)，四周能绕固定螺栓(15)向上开启或向下闭合。
全文摘要
本发明涉及水体沉积物采集装置的技术领域。结构分为流态沉积物采集腔(16)、固态沉积物采集腔(17)、排水腔(18)和连接杆(19)四个部分；流态沉积物采集腔(16)主要由流态沉积物腔体(1)和单向活页(2)组成；固态沉积物采集腔(17)是由固态沉积物腔体(3)和同轴装有的腔芯(4)构成；排水腔(18)主要由排水腔体(9)构成，排水腔底面(7)开有排水孔(14)，上面有橡胶活盖(13)。本发明通过单向活页和橡胶活塞既阻止流态沉积物的流失又能防止水对样品的干扰；固态沉积物采集到透明腔芯中既可直观观察沉积物状态又不会破坏沉积物空间分布，取样器灵活而准确，具有便携、灵活、操作简单的特点。
文档编号G01N1/10GK101886987SQ20101020031
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者丛喜斌, 夏婷婷, 李森, 李莹, 王玉, 黄继国 申请人:吉林大学