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超深水下定深取樣的取樣方法及取樣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超深水下定深取樣的取樣方法，涉及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域。主要包括以下步驟：確定所取水樣的深度，計(jì)算取水深度處的水壓；依據(jù)計(jì)算的水壓力，通過(guò)水壓——薄膜破壞厚度關(guān)系確定該取水深度處所需要的薄膜厚度；檢查取水裝置的密封性；選取對(duì)應(yīng)厚度的薄膜，平整的安裝薄膜；將牽引繩與取水器連接；將取水器緩慢放至設(shè)定水深，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，施加于薄膜上的水壓力達(dá)到薄膜破壞的壓力值，薄膜將被頂針刺破，該深度的水樣將進(jìn)入取水緩沖室，然后通過(guò)過(guò)濾漏斗進(jìn)入樣品存儲(chǔ)室；水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。本發(fā)明不需要電機(jī)等復(fù)雜輔助設(shè)備控制，能夠自動(dòng)采取設(shè)定深度的水樣，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可操作實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】超深水下定深取樣的取樣方法及取樣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，是一種深水內(nèi)特定深度水樣采集的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋、湖泊和水庫(kù)對(duì)我們的生活影響越來(lái)越大，水體的化學(xué)成分及含量的研究關(guān)乎生態(tài)環(huán)境及人類的可持續(xù)發(fā)展，而這些方面的研究都從獲取水樣開始的，所以水樣的采集尤為重要。目前實(shí)用的方法很少，且廣泛使用的取水器密封性較差，雜質(zhì)也較多，很難滿足現(xiàn)有研究的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)前述【背景技術(shù)】中的缺陷和不足，提供一種超深水下定深取樣的薄膜法，本發(fā)明涉及的一種超深水下定深取樣的薄膜法及試驗(yàn)裝置不僅能準(zhǔn)確采集具體深度的水樣，而且可以對(duì)水體進(jìn)行過(guò)濾。解決目前取水器密封性較差，雜質(zhì)也較多，很難滿足現(xiàn)有研究需求的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
[0004]具體的技術(shù)方案:
超深水下定深取樣的取樣方法，根據(jù)設(shè)定取水樣的深度，計(jì)算水樣采集處的水壓，采集裝置上具有取水口，取水口處設(shè)有一定壓開口裝置，當(dāng)?shù)皆O(shè)定深度之前，取水裝置取水口處的水壓未達(dá)到設(shè)定的壓力值，所述定壓開口裝置不動(dòng)作，所述取水口保持密封狀態(tài)；當(dāng)取水裝置達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，取水口處所受壓力值達(dá)到定壓開口裝置的預(yù)設(shè)壓力值，所述定壓開口裝置打開取水口處，水樣通過(guò)所述取水口進(jìn)入取樣裝置內(nèi)。
[0005]所述定壓開口裝置為薄膜密封裝置，根據(jù)薄膜的材料特性，計(jì)算對(duì)應(yīng)水壓施加于薄膜上時(shí)薄膜被頂針刺破的厚度，在此厚度下，采集器達(dá)到設(shè)定深度之前，薄膜不會(huì)被頂針刺破，采集器保持密封狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，薄膜下的頂針在薄膜上水壓力的作用下將薄膜頂破，設(shè)定深度的水樣進(jìn)入水樣采集器。
[0006]所述超深水下定深取樣取樣方法的取樣裝置，包括位于取樣裝置底部的存儲(chǔ)室，用于水樣存儲(chǔ)；
位于取樣裝置中部位置的緩沖室，用于控制水樣進(jìn)入存儲(chǔ)室的速度；
位于取樣裝置上部位置的牽引繩，用于水樣采集裝置的垂直升降；
在所述緩沖室及牽引繩之間設(shè)有薄膜密封裝置，包括薄膜蓋板、重物板、薄膜及頂針，薄膜蓋板用來(lái)固定薄膜，其下表面和與其對(duì)應(yīng)的重物板上表面均做成具有摩擦力的粗糙面，兩者通過(guò)固定螺栓固定，薄膜夾在兩者之間，不會(huì)因水壓力的存在而滑動(dòng)；薄膜根據(jù)設(shè)定深度處水壓力的大小而選擇不同的厚度，對(duì)于某一特定厚度，只有水樣采集器達(dá)到設(shè)定深度，施加于薄膜上的水壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，薄膜才能夠被下部的頂針刺破；
所述緩沖室與存儲(chǔ)室之間通過(guò)一帶有進(jìn)水孔的過(guò)濾漏斗隔開。
[0007]所述存儲(chǔ)室為一圓柱筒。
[0008]所述取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟: 第一步、確定所取水樣的深度，計(jì)算取水深度處的水壓P = ，其中h為水深；
第二步、依據(jù)計(jì)算的水壓力，通過(guò)水壓——薄膜破壞厚度關(guān)系確定該取水深度處所需要的薄膜的厚度；
第三步、檢查取樣裝置的密封性，確保取樣裝置不漏水；
第四步、選取對(duì)應(yīng)厚度的薄膜，將薄膜蓋板卸下，平整的安裝薄膜，然后用螺栓將薄膜蓋板固定在重物板上；
第五步、將牽引繩與取水器連接；
第六步、將取水器緩慢放至設(shè)定水深，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，施加于薄膜上的水壓力達(dá)到薄膜破壞的壓力值，薄膜將被頂針刺破，該深度的水樣將進(jìn)入取水緩沖室7，然后通過(guò)過(guò)濾漏斗進(jìn)入樣品存儲(chǔ)室；
第七步、達(dá)到一定時(shí)間后，水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。
[0009]所述第二步中薄膜的厚度根據(jù)土工織物的刺破強(qiáng)度試驗(yàn)確定，包括以下幾個(gè)步驟:a、將設(shè)定厚度的薄膜試樣放入土工織物的刺破強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)環(huán)形夾具內(nèi)，自然放平，擰緊夾具山、將夾具放在加壓裝置上，并對(duì)中，頂刺速率根據(jù)取水裝置在水中下沉的速度而設(shè)定；c、開機(jī)，記錄頂刺過(guò)程中的最大壓力值；d、改變薄膜的厚度重復(fù)進(jìn)行步驟a到步驟c試驗(yàn)；e、根據(jù)不同的厚度和各厚度下對(duì)應(yīng)的最大壓力值可以得出水壓——薄膜破壞厚度關(guān)系曲線。
[0010]有益效果:
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，可以通過(guò)改變薄膜的厚度來(lái)獲得不同深度處的水樣采集；設(shè)置緩沖室，能夠控制水樣進(jìn)入存儲(chǔ)室的速度，達(dá)到存儲(chǔ)室內(nèi)空氣被充分排出的效果；在緩沖室與存儲(chǔ)室之間設(shè)置過(guò)濾漏斗，能夠過(guò)濾采集水樣的雜質(zhì)，能夠保證采集水樣的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖；
其中，1、牽引繩；2、薄膜蓋板；3、重物板；4、薄膜；5、頂針；6、帶有進(jìn)水孔的過(guò)濾漏斗；
7、緩沖室；8、存儲(chǔ)室。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]超深水下定深取樣的取樣方法，根據(jù)設(shè)定取水樣的深度，計(jì)算水樣采集處的水壓，采集裝置上具有取水口，取水口處設(shè)有一定壓開口裝置，當(dāng)?shù)皆O(shè)定深度之前，取水裝置取水口處的水壓未達(dá)到設(shè)定的壓力值，所述定壓開口裝置不動(dòng)作，所述取水口保持密封狀態(tài)；當(dāng)取水裝置達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，取水口處所受壓力值達(dá)到定壓開口裝置的預(yù)設(shè)壓力值，所述定壓開口裝置打開取水口處，水樣通過(guò)所述取水口進(jìn)入取樣裝置內(nèi)。
[0014]一種按照上述方法的實(shí)施例，所述定壓開口裝置采用薄膜密封裝置，根據(jù)薄膜的材料特性，計(jì)算對(duì)應(yīng)水壓施加于薄膜上時(shí)薄膜被頂針刺破的厚度，在此厚度下，采集器達(dá)到設(shè)定深度之前，薄膜不會(huì)被頂針刺破，采集器保持密封狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，薄膜下的頂針在薄膜上水壓力的作用下將薄膜頂破，設(shè)定深度的水樣進(jìn)入水樣采集器。[0015]一種帶有所述薄膜密封裝置的取樣裝置，包括位于取樣裝置底部的存儲(chǔ)室，用于水樣存儲(chǔ)；
位于取樣裝置中部位置的緩沖室，用于控制水樣進(jìn)入存儲(chǔ)室的速度；
位于取樣裝置上部位置的牽引繩，用于水樣采集裝置的垂直升降；
在所述緩沖室及牽引繩之間設(shè)有薄膜密封裝置，包括薄膜蓋板、重物板、薄膜及頂針，薄膜蓋板用來(lái)固定薄膜，其下表面和與其對(duì)應(yīng)的重物板上表面均做成具有摩擦力的粗糙面，兩者通過(guò)固定螺栓固定，薄膜夾在兩者之間，不會(huì)因水壓力的存在而滑動(dòng)；薄膜根據(jù)設(shè)定深度處水壓力的大小而選擇不同的厚度，對(duì)于某一特定厚度，只有水樣采集器達(dá)到設(shè)定深度，施加于薄膜上的水壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，薄膜才能夠被下部的頂針刺破；
所述緩沖室與存儲(chǔ)室之間通過(guò)一帶有進(jìn)水孔的過(guò)濾漏斗隔開。
[0016]所述存儲(chǔ)室為一圓柱筒。
[0017]所述取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟:
第一步、確定所取水樣的深度，計(jì)算取水深度處的水壓P = ，其中h為水深；第二步、依據(jù)計(jì)算的水壓力，通過(guò)水壓——薄膜破壞厚度關(guān)系確定該取水深度處所需要的薄膜的厚度；
第三步、檢查取樣裝置的密封性，確保取樣裝置不漏水；
第四步、選取對(duì)應(yīng)厚度的薄膜，將薄膜蓋板卸下，平整的安裝薄膜，然后用螺栓將薄膜蓋板固定在重物板上；
第五步、將牽引繩與取水器連接；
第六步、將取水器緩慢放至設(shè)定水深，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，施加于薄膜上的水壓力達(dá)到薄膜破壞的壓力值，薄膜將被頂針刺破，該深度的水樣將進(jìn)入取水緩沖室7，然后通過(guò)過(guò)濾漏斗進(jìn)入樣品存儲(chǔ)室；
第七步、達(dá)到一定時(shí)間后，水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。
[0018]所述第二步中薄膜的厚度根據(jù)土工織物的刺破強(qiáng)度試驗(yàn)確定，包括以下幾個(gè)步驟:a、將設(shè)定厚度的薄膜試樣放入土工織物的刺破強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)環(huán)形夾具內(nèi)，自然放平，擰緊夾具山、將夾具放在加壓裝置上，并對(duì)中，頂刺速率根據(jù)取水裝置在水中下沉的速度而設(shè)定；c、開機(jī)，記錄頂刺過(guò)程中的最大壓力值；d、改變薄膜的厚度重復(fù)進(jìn)行步驟a到步驟c試驗(yàn)；e、根據(jù)不同的厚度和各厚度下對(duì)應(yīng)的最大壓力值可以得出水壓——薄膜破壞厚度關(guān)系曲線。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，可以通過(guò)改變薄膜的厚度來(lái)獲得不同深度處的水樣采集；設(shè)置緩沖室，能夠控制水樣進(jìn)入存儲(chǔ)室的速度，達(dá)到存儲(chǔ)室內(nèi)空氣被充分排出的效果；在緩沖室與存儲(chǔ)室之間設(shè)置過(guò)濾漏斗，能夠過(guò)濾采集水樣的雜質(zhì)，能夠保證采集水樣的質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種超深水下定深取樣的取樣方法，其特征在于，根據(jù)設(shè)定取水樣的深度，計(jì)算水樣采集處的水壓，采集裝置上具有取水口，取水口處設(shè)有一定壓開口裝置，當(dāng)?shù)皆O(shè)定深度之前，取水裝置取水口處的水壓未達(dá)到設(shè)定的壓力值，所述定壓開口裝置不動(dòng)作，所述取水口保持密封狀態(tài)；當(dāng)取水裝置達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，取水口處所受壓力值達(dá)到定壓開口裝置的預(yù)設(shè)壓力值，所述定壓開口裝置打開取水口處，水樣通過(guò)所述取水口進(jìn)入取樣裝置內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超深水下定深取樣的取樣方法，其特征在于，所述定壓開口裝置為薄膜密封裝置，根據(jù)薄膜的材料特性，計(jì)算對(duì)應(yīng)水壓施加于薄膜上時(shí)薄膜被頂針刺破的厚度，在此厚度下，采集器達(dá)到設(shè)定深度之前，薄膜不會(huì)被頂針刺破，采集器保持密封狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，薄膜下的頂針在薄膜上水壓力的作用下將薄膜頂破，設(shè)定深度的水樣進(jìn)入水樣采集器。
3.如權(quán)利要求2所述的超深水下定深取樣方法的取樣裝置，其特征在于，包括位于取樣裝置底部的存儲(chǔ)室，用于水樣存儲(chǔ)； 位于取樣裝置中部位置的緩沖室，用于控制水樣進(jìn)入存儲(chǔ)室的速度； 位于取樣裝置上部位置的牽引繩，用于水樣采集裝置的垂直升降； 在所述緩沖室及牽引繩之間設(shè)有薄膜密封裝置，包括薄膜蓋板(2)、重物板(3)、薄膜(4)及頂針(5)，薄膜蓋板(2)用來(lái)固定薄膜(4)，其下表面和與其對(duì)應(yīng)的重物板(3)上表面均做成具有摩擦力的粗糙面，兩者通過(guò)固定螺栓固定，薄膜(4)夾在兩者之間，不會(huì)因水壓力的存在而滑動(dòng)；薄膜(4)根據(jù)設(shè)定深度處水壓力的大小而選擇不同的厚度，對(duì)于某一特定厚度，只有水樣采集器達(dá)到設(shè)定深度，施加于薄膜(4)上的水壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，薄膜(4)才能夠被下部的頂針(5)刺破； 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述緩沖室與存儲(chǔ)室之間通過(guò)一帶有進(jìn)水孔的過(guò)濾漏斗(6)隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述取樣裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)室為一圓柱筒。
5.采用權(quán)利要求3所述取樣裝置的取樣方法，包括以下步驟: 第一步、確定所取水樣的深度，計(jì)算取水深度處的水壓P s ΡΦ，其中，h為水深；第二步、依據(jù)計(jì)算的水壓力，通過(guò)水壓——薄膜破壞厚度關(guān)系確定該取水深度處所需要的薄膜(4)的厚度； 第三步、檢查取樣裝置的密封性，確保取樣裝置不漏水； 第四步、選取對(duì)應(yīng)厚度的薄膜(4)，將薄膜蓋板(2)卸下，平整的安裝薄膜(4)，然后用螺栓將薄膜蓋板(2)固定在重物板(3)上； 第五步、將牽引繩(I)與取水器連接； 第六步、將取水器緩慢放至設(shè)定水深，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，施加于薄膜上的水壓力達(dá)到薄膜破壞的壓力值，薄膜(4)將被頂針(5)刺破，該深度的水樣將進(jìn)入取水緩沖室7，然后通過(guò)過(guò)濾漏斗(6)進(jìn)入樣品存儲(chǔ)室(8)； 第七步、達(dá)到一定時(shí)間后，水樣采取完畢，將取樣裝置拉出水面。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述取樣方法，其特征在于，所述第二步中薄膜(4)的厚度根據(jù)土工織物的刺破強(qiáng)度試驗(yàn)確定，包括以下幾個(gè)步驟:a、將設(shè)定厚度的薄膜試樣放入土工織物的刺破強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)環(huán)形夾具內(nèi)，自然放平，擰緊夾具；b、將夾具放在加壓裝置上，并對(duì)中，頂刺速率根據(jù)取水裝置在水中下沉的速度而設(shè)定；c、開機(jī)，記錄頂刺過(guò)程中的最大壓力值；d、改變薄膜的厚度重復(fù)進(jìn)行步驟a到步驟c試驗(yàn)；e、根據(jù)不同的厚度和各厚度下對(duì)應(yīng)的最大壓力值可以得出水壓——薄膜破壞厚度關(guān)系曲`線。
【文檔編號(hào)】G01N1/14GK103852347SQ201410049473
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】陳亮, 高為壯, 夏兵兵, 吳炫, 丁小闖, 胡海星, 馮俊杰 申請(qǐng)人:河海大學(xué)