專利名稱：一種淺水域低擾動(dòng)沉積物取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于淺水域沉積物取樣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在淺水域中取得水底沉積
物和上覆水的低擾動(dòng)取樣器。
背景技術(shù)：
環(huán)境和氣候問題受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暎Ｗo(hù)地球和改善人類生存環(huán)境是實(shí)現(xiàn) 人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。近海、湖泊、水庫(kù)等淺水域沉積物記錄了環(huán)境的變化，也 記載了區(qū)域乃至全球環(huán)境變化的信息，是環(huán)境研究的重要對(duì)象。在人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境變化 的今天，淺水域沉積物早已引起了世界各國(guó)環(huán)境科學(xué)研究者的廣泛關(guān)注，我國(guó)也開始加強(qiáng) 這方面的研究工作，但研究不夠深入，主要困難就在于很難獲取湖泊、水庫(kù)、近海等淺水域 的沉積物實(shí)物樣品。這是由于這些沉積物一般呈泥水混合狀態(tài)，還沒有壓實(shí)，依靠常規(guī)取心 取樣方法不可能獲得非擾動(dòng)的原狀樣品。另外，淺水域沉積物原狀取樣還廣泛使用于海洋 沉積物調(diào)查、近海海底沿途工程勘察、海洋礦物調(diào)查、地球化學(xué)調(diào)查、物探底質(zhì)驗(yàn)證調(diào)查、濱 岸工程、地質(zhì)填圖、水壩淤積調(diào)查以及土壤和水文地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域研究。 因此，研究開發(fā)能夠獲取淺水域低擾動(dòng)沉積物原狀樣品的取樣器對(duì)于準(zhǔn)確分析環(huán) 境變化、環(huán)境污染機(jī)理以及尋求有效的環(huán)境保護(hù)措施等具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種淺水域低擾動(dòng)沉積物原狀樣品的取樣器，可供在陸地，
船只上通過手工操作進(jìn)行淺水域沉積物的低擾動(dòng)取樣。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 —種淺水域低擾動(dòng)沉積物取樣器包括取樣容器、吊放機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)。
吊放機(jī)構(gòu)活動(dòng)設(shè)置在取樣容器的頂部，取樣容器的底部設(shè)置有密封機(jī)構(gòu)。所述的
取樣容器、吊放機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置。 所述的吊放機(jī)構(gòu)包括手持推桿和多根延長(zhǎng)桿，多根延長(zhǎng)桿通過螺紋首尾連接，頂 部的延長(zhǎng)桿始端與手持推桿垂直固定設(shè)置，底部的延長(zhǎng)桿末端與取樣容器的上端蓋固定設(shè)置。 所述的取樣容器包括取樣筒、活塞拉桿、活塞、支撐桿、上端蓋、上支撐和下支座。 取樣筒的頂部固定設(shè)置有上端蓋，上支撐和下支座均為兩端開放的圓筒形結(jié)構(gòu)，上支撐套 置在取樣筒的上部，下支座套置在取樣筒的下部，上支撐和下支座通過支撐桿固定連接。所 述的取樣筒為中空的兩端開放的透明管，取樣筒內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞拉桿的一端活塞的頂 部固定設(shè)置，活塞拉桿的另一端貫穿上端蓋活動(dòng)設(shè)置。所述的取樣筒、活塞、上端蓋、上支撐 和下支座同軸設(shè)置。 所述的密封機(jī)構(gòu)包括切割刀頭、密封腔、氣密皮囊、導(dǎo)氣管、充氣泵和閥門。切割刀 頭為內(nèi)部中空的圓錐臺(tái)，切割刀頭與下支座同軸設(shè)置，筒形結(jié)構(gòu)的密封腔位于切割刀頭與 下支座之間，切割刀頭與下支座通過設(shè)置在密封腔外部的密封拉桿固定連接，密封拉桿同
3時(shí)夾緊緊貼在密封腔內(nèi)壁設(shè)置的氣密皮囊，密封腔內(nèi)壁上開有導(dǎo)氣溝槽，密封腔的外壁上 開有導(dǎo)氣孔，導(dǎo)氣管的一端與導(dǎo)氣孔連接，導(dǎo)氣管的另一端與充氣泵連接，導(dǎo)氣管上設(shè)置有 閥門。 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)采用高壓氣體使氣密皮囊變形作為密封部 件，結(jié)構(gòu)緊湊，取樣裝置的下放、取樣與回收，只需要一個(gè)手持式氣泵就能實(shí)現(xiàn)；該裝置可在 淺水域取到沉積物和上覆水等樣品，保持樣品原有的層次結(jié)構(gòu)和狀態(tài)。該裝置體積小、重量 輕、操作簡(jiǎn)單，能夠保持取樣樣品低擾動(dòng)，是一套在淺水域通過水工操作進(jìn)行低擾動(dòng)沉積物 取樣的裝置。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為取樣容器和密封機(jī)構(gòu)在取樣之前的側(cè)面結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖3為取樣容器和密封機(jī)構(gòu)在取樣之后的正面結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖中1、手持推桿，2、延長(zhǎng)桿，3、上端蓋，4、上支撐，5、支撐桿，6、取樣筒，7、下支 座，8、密封腔，9、切割刀頭，10、密封拉桿，11、導(dǎo)氣管，12、閥門，13、充氣泵，14、活塞拉桿， 15、活塞，16、氣密皮囊。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 如圖1所示，一種淺水域低擾動(dòng)沉積物取樣器包括取樣容器、吊放機(jī)構(gòu)和密封機(jī)
構(gòu)三個(gè)部件，吊放機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置在取樣容器的頂部，密封機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置在取樣容器的底部。
1)取樣容器包括上端蓋3、上支撐4、支撐桿5、取樣筒6、下支座7、活塞拉桿14。 取樣筒6為中空的兩端開放的亞克力材料透明管，用于盛放取樣目標(biāo)。取樣筒6的頂部固 定設(shè)置有上端蓋3，上支撐4和下支座7均為兩端開放的圓筒形結(jié)構(gòu)，上支撐4套置在取樣 筒6的上部，下支座7套置在取樣筒6的下部，上支撐4和下支座7通過支撐桿5固定連接。 取樣筒6內(nèi)設(shè)置有活塞15，活塞拉桿14的一端與活塞的頂部固定設(shè)置，活塞拉桿14的另一 端貫穿上端蓋3上的孔活動(dòng)設(shè)置并連接繩索。拉動(dòng)活塞15在取樣筒6內(nèi)運(yùn)動(dòng)使沉積物進(jìn) 入取樣筒6內(nèi)。 2)吊放機(jī)構(gòu)包括手持推桿1、兩根延長(zhǎng)桿2和敲錘，手持推桿和兩根延長(zhǎng)桿均為 棍狀結(jié)構(gòu)，兩根延長(zhǎng)桿通過螺紋首尾連接，上部的延長(zhǎng)桿2始端與手持推桿1垂直固定設(shè) 置，下部的延長(zhǎng)桿2末端與取樣容器的上端蓋3固定設(shè)置。下放過程，通過手持推桿1和延 長(zhǎng)桿2下放取樣容器到達(dá)水底取樣位置，如水底沉積物粘度較高，可使用敲錘擊打手持推 桿l，使密封機(jī)構(gòu)的切割刀頭9深入沉積物，取樣容器到達(dá)取樣位置。 3)密封機(jī)構(gòu)包括密封腔8、切割刀頭9、密封拉桿10、導(dǎo)氣管11、閥門12、充氣泵 13、氣密皮囊16。切割刀頭9為內(nèi)部中空的圓錐臺(tái)，切割刀頭9與取樣容器的下支座7同軸 設(shè)置，筒形結(jié)構(gòu)的密封腔8位于切割刀頭9與下支座7之間，切割刀頭9與下支座7通過設(shè) 置在密封腔8外部的密封拉桿10固定連接，密封拉桿10同時(shí)夾緊緊貼在密封腔8內(nèi)壁設(shè) 置的氣密皮囊16，密封腔8內(nèi)壁上開有導(dǎo)氣溝槽，密封腔8的外壁上開有導(dǎo)氣孔，導(dǎo)氣管11 的一端與導(dǎo)氣孔連接，導(dǎo)氣管11的另一端與充氣泵13連接，導(dǎo)氣管上設(shè)置有閥門12。切割刀頭9 一端有刀口 ，便于插入水底沉積物中。當(dāng)取樣容器到達(dá)取樣位置后，通過活塞拉桿 14拉動(dòng)活塞15使沉積物進(jìn)入取樣筒內(nèi)，打開充氣泵13和閥門12，高壓氣體經(jīng)過導(dǎo)氣管11 進(jìn)入密封腔8，在高壓氣體壓力作用下，裹在密封腔8上的氣密皮囊16產(chǎn)生變形，將取樣容 器的入口封死。關(guān)閉閥門12，使氣體處于保壓狀態(tài)，進(jìn)入取樣筒的沉積物不會(huì)泄露。
本取樣器的取樣筒采用外徑①70mm，壁厚5mm的亞克力材料透明管，用來采集和 保存沉積物和上覆水樣品，也可以觀察低擾動(dòng)樣品的層次結(jié)構(gòu)，有效取樣長(zhǎng)度為1500mm。
本發(fā)明的工作過程如下下放前，連接好取樣器各部件，測(cè)試密封機(jī)構(gòu)，并使活塞 位于取樣器的底部。通過手持推桿1和延長(zhǎng)桿2，將取樣器豎直插入水底沉積物中。下放 過程中，連接活塞拉桿的繩索同時(shí)下放，保證活塞位于取樣器底部位置不變。如圖2所示， 當(dāng)取樣容器到達(dá)取樣位置后，通過活塞拉桿拉動(dòng)活塞使沉積物進(jìn)入取樣筒內(nèi)。如水底沉積 物粘度較高，可使用敲錘擊打手持推桿l，使切割刀頭9深入沉積物，沉積物進(jìn)入取樣筒中。 如圖3所示，當(dāng)活塞到達(dá)取樣筒頂部時(shí)，取樣筒中已充滿取樣物，打開充氣泵12和閥門11， 高壓氣體經(jīng)過導(dǎo)氣管10進(jìn)入密封腔8，在氣體壓力作用下，裹在密封腔8上的氣密皮囊16 產(chǎn)生變形，將取樣容器的入口封死。關(guān)閉閥門，使氣體在密封腔內(nèi)處于保壓狀態(tài)，進(jìn)入取樣 筒的沉積物不會(huì)泄露。提拉手持推桿l，使取樣容器及取樣物同時(shí)豎直上升離開水面，完成 取樣。
權(quán)利要求
一種淺水域低擾動(dòng)沉積物取樣器，包括取樣容器、吊放機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)，其特征在于吊放機(jī)構(gòu)活動(dòng)設(shè)置在取樣容器的頂部，取樣容器的底部設(shè)置有密封機(jī)構(gòu)；所述的取樣容器、吊放機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置；所述的吊放機(jī)構(gòu)包括手持推桿和多根延長(zhǎng)桿，多根延長(zhǎng)桿通過螺紋首尾連接，頂部的延長(zhǎng)桿始端與手持推桿垂直固定設(shè)置，底部的延長(zhǎng)桿末端與取樣容器的上端蓋固定設(shè)置；所述的取樣容器包括取樣筒、活塞拉桿、活塞、支撐桿、上端蓋、上支撐和下支座；取樣筒的頂部固定設(shè)置有上端蓋，上支撐和下支座均為兩端開放的圓筒形結(jié)構(gòu)，上支撐套置在取樣筒的上部，下支座套置在取樣筒的下部，上支撐和下支座通過支撐桿固定連接；所述的取樣筒為中空的兩端開放的透明管，取樣筒內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞拉桿的一端活塞的頂部固定設(shè)置，活塞拉桿的另一端貫穿上端蓋活動(dòng)設(shè)置；所述的取樣筒、活塞、上端蓋、上支撐和下支座同軸設(shè)置；所述的密封機(jī)構(gòu)包括切割刀頭、密封腔、氣密皮囊、導(dǎo)氣管、充氣泵和閥門；切割刀頭為內(nèi)部中空的圓錐臺(tái)，切割刀頭與下支座同軸設(shè)置，筒形結(jié)構(gòu)的密封腔位于切割刀頭與下支座之間，切割刀頭與下支座通過設(shè)置在密封腔外部的密封拉桿固定連接，密封拉桿同時(shí)夾緊緊貼在密封腔內(nèi)壁設(shè)置的氣密皮囊，密封腔內(nèi)壁上開有導(dǎo)氣溝槽，密封腔的外壁上開有導(dǎo)氣孔，導(dǎo)氣管的一端與導(dǎo)氣孔連接，導(dǎo)氣管的另一端與充氣泵連接，導(dǎo)氣管上設(shè)置有閥門。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淺水域低擾動(dòng)沉積物取樣器?，F(xiàn)有的裝置無法獲得非擾動(dòng)的原狀樣品。本發(fā)明中吊放機(jī)構(gòu)活動(dòng)設(shè)置在取樣容器的頂部，取樣容器的底部設(shè)置有密封機(jī)構(gòu)。取樣容器中的取樣筒的頂部設(shè)置有上端蓋，上支撐和下支座均為兩端開放的圓筒形結(jié)構(gòu)，上支撐套置在取樣筒的上部，下支座套置在取樣筒的下部；取樣筒內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞拉桿的一端活塞的頂部固定設(shè)置，活塞拉桿的另一端貫穿上端蓋活動(dòng)設(shè)置。密封機(jī)構(gòu)中的切割刀頭與下支座同軸設(shè)置，密封腔位于切割刀頭與下支座之間，密封腔內(nèi)壁上開有導(dǎo)氣溝槽，密封腔的外壁上開有導(dǎo)氣孔，導(dǎo)氣管的一端與導(dǎo)氣孔連接，另一端與充氣泵連接。本發(fā)明體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單，能夠保持取樣樣品低擾動(dòng)。
文檔編號(hào)G01N1/14GK101793635SQ200910155798
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者劉敬彪, 周巧娣, 孔慶鵬, 盛慶華 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)