一種抽屜式便攜坡面徑流采樣器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種抽屜式便攜坡面徑流采樣器，由蓄水裝置和采集裝置組成，所述蓄水裝置包括水槽和攪拌器，所述水槽進(jìn)水口安裝有流量傳感器；所述采集裝置包括箱座和箱蓋，所述箱蓋內(nèi)的電動絲桿導(dǎo)軌上安裝有滑動配合的分配管閥門組，所述箱座內(nèi)設(shè)有內(nèi)置多排采樣瓶的抽屜，所述分配管閥門組的一排注水管口對準(zhǔn)抽屜內(nèi)的任一排采樣瓶口；所述水槽經(jīng)導(dǎo)管連接至蠕動泵，所述蠕動泵經(jīng)導(dǎo)管連接至分配管閥門組，所述流量傳感器、攪拌器的攪拌電機(jī)、電動絲桿導(dǎo)軌的驅(qū)動電機(jī)、分配管閥門組以及蠕動泵的驅(qū)動電機(jī)均電性連接至控制裝置。本實(shí)用新型達(dá)到節(jié)省人力、采集方便、實(shí)時(shí)監(jiān)測的效果，保證水樣采集的可靠性和準(zhǔn)確性，便于正確判斷水質(zhì)狀況。
【專利說明】一種抽屜式便攜坡面徑流采樣器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種抽屜式便攜坡面徑流采樣器，屬于坡面徑流采樣【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，中國大多數(shù)地區(qū)對于坡面徑流的采樣主要采取手動的人工采樣，工作條件 較差，效率低下，并且誤差較大，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)記錄坡面徑流的水量大小、速度快慢等信息。 雖然目前國內(nèi)外某些公司已經(jīng)推出了部分水質(zhì)采樣器，但現(xiàn)有水質(zhì)采樣器不能滿足坡面徑 流的采樣要求，并且普遍存在笨重不易攜帶、制造成本高、采樣模式單一和采樣瓶內(nèi)置而不 方便提取與放置等缺點(diǎn)。大部分采樣器采用蠕動泵連接旋轉(zhuǎn)頭進(jìn)行給水，它們存在一些密 封性問題和腐蝕性問題。另外，現(xiàn)有采集器只有采集部分，功能單一，不適合智能采樣。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 為了克服現(xiàn)有水質(zhì)采樣器的弊端，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可用于實(shí)現(xiàn)全 自動采樣且采樣模式可根據(jù)實(shí)際流量大小自動調(diào)整的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，以達(dá)到 節(jié)省人力、采集方便、實(shí)時(shí)監(jiān)測的效果，保證水樣采集的可靠性和準(zhǔn)確性，便于正確判斷水 質(zhì)狀況。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種抽屜式便攜坡面徑流采 樣器，由蓄水裝置和采集裝置組成，所述蓄水裝置包括安裝在支撐框架上的水槽和安裝在 水槽內(nèi)的攪拌器，所述支撐框架上還安裝有驅(qū)動水槽旋轉(zhuǎn)傾倒的傾倒電機(jī)，所述水槽的進(jìn) 水口安裝有流量傳感器，所述水槽內(nèi)還安裝有水位傳感器；所述采集裝置包括箱座和位于 箱座正上方的箱蓋，所述箱蓋內(nèi)安裝有電動絲桿導(dǎo)軌，所述電動絲桿導(dǎo)軌上安裝有垂直交 叉且滑動配合的分配管閥門組，所述箱座內(nèi)設(shè)有內(nèi)置多排采樣瓶的抽屜，所述分配管閥門 組的一排注水管口對準(zhǔn)抽屜內(nèi)的任一排采樣瓶口；所述水槽的出水口經(jīng)外置輸水導(dǎo)管連接 至蠕動泵的進(jìn)口，所述蠕動泵的出口經(jīng)內(nèi)置輸水導(dǎo)管連接至分配管閥門組的進(jìn)口，所述流 量傳感器、水位傳感器、傾倒電機(jī)、攪拌器的攪拌電機(jī)、電動絲桿導(dǎo)軌的驅(qū)動電機(jī)、分配管閥 門組的電磁閥以及蠕動泵的驅(qū)動電機(jī)均電性連接至控制裝置。
[0005] 進(jìn)一步的，所述傾倒電機(jī)、攪拌電機(jī)以及蠕動泵的驅(qū)動電機(jī)均配有由控制裝置控 制通斷的動力源，所述動力源為電池或外接電源。
[0006] 進(jìn)一步的，所述控制裝置是設(shè)置于控制箱內(nèi)的單片機(jī)，所述控制箱設(shè)置于箱蓋內(nèi)。
[0007] 進(jìn)一步的，所述控制裝置電性連接有輸入輸出接口、存儲記憶卡、無線通訊模塊、 開關(guān)調(diào)速模塊、電源模塊以及顯示模塊。
[0008] 進(jìn)一步的，所述蠕動泵安裝在箱蓋上。
[0009] 進(jìn)一步的，所述箱蓋與箱座上下可拆連接，所述支撐框架與箱座左右可拆連接。 [0010] 進(jìn)一步的，所述箱座上設(shè)有位于抽屜上方的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板上分布有多個(gè)分 別通向相應(yīng)采樣瓶的漏斗孔。
[0011] 進(jìn)一步的，所述箱座底側(cè)設(shè)有萬向輪，所述箱座前側(cè)設(shè)有抽拉桿。
[0012] 進(jìn)一步的，所述抽屜前后側(cè)均設(shè)置有把手。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：該抽屜式便攜坡面徑流采樣器 通過流量傳感器和水位傳感器可實(shí)現(xiàn)雨水流量檢測和水槽內(nèi)水位檢測的功能，通過攪拌器 和傾倒電機(jī)可實(shí)現(xiàn)雨水中泥沙均勻分布和傾倒剩余積水的功能，通過由抽屜、箱座和箱蓋 組成的抽屜式便捷裝置實(shí)現(xiàn)方便搬運(yùn)、箱座分離便于采樣瓶的取出與放置的功能，克服了 人工采樣的地域和時(shí)間限制，可移動到所需采樣的地點(diǎn)進(jìn)行全天候全自動采樣，通用性強(qiáng)； 并且達(dá)到節(jié)省人力、采集方便、獲取水樣方便、保證采集水樣準(zhǔn)確性的目的；整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu) 緊湊，配合緊密，密封性好，有助于雨量檢測和水土保持研究工作的進(jìn)行。
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的主視示意圖。
[0016] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的立體示意圖。
[0017] 圖3為蓄水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖4為箱座組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖5為箱蓋組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖中：卜水槽，2-支撐框架，3-外置輸水導(dǎo)管，4-懦動泵，5-內(nèi)置輸水導(dǎo)管，6-箱 蓋,7-電動絲桿導(dǎo)軌，71-電動絲桿導(dǎo)軌的驅(qū)動電機(jī)，8-分配管閥門組，9-導(dǎo)流板，10-抽屜， 101-把手，11-箱座，12-采樣瓶，13-控制箱，14-葉輪。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1飛所示，一種抽屜式便攜坡面徑流采樣器，由蓄水裝置和采集裝置組成，所 述蓄水裝置包括安裝在支撐框架2上的水槽1和安裝在水槽1內(nèi)的攪拌器，所述支撐框架 2上還安裝有驅(qū)動水槽1旋轉(zhuǎn)傾倒的傾倒電機(jī)，所述水槽1的進(jìn)水口安裝有流量傳感器，所 述水槽1內(nèi)還安裝有水位傳感器；所述采集裝置包括箱座11和位于箱座11正上方的箱蓋 6，所述箱蓋6內(nèi)安裝有電動絲桿導(dǎo)軌7，所述電動絲桿導(dǎo)軌7上安裝有垂直交叉且滑動配合 的分配管閥門組8,所述箱座11內(nèi)設(shè)有內(nèi)置多排采樣瓶12的抽屜10,所述分配管閥門組8 的一排注水管口對準(zhǔn)抽屜10內(nèi)的任一排采樣瓶12 口；所述水槽1的出水口經(jīng)外置輸水導(dǎo) 管3連接至蠕動泵4的進(jìn)口，所述蠕動泵4的出口經(jīng)內(nèi)置輸水導(dǎo)管5連接至分配管閥門組8 的進(jìn)口，所述流量傳感器、水位傳感器、傾倒電機(jī)、攪拌器的攪拌電機(jī)、電動絲桿導(dǎo)軌7的驅(qū) 動電機(jī)71、分配管閥門組8的電磁閥以及蠕動泵4的驅(qū)動電機(jī)均電性連接至控制裝置。
[0022] 在本實(shí)施例中，為了防止生銹與腐蝕，所述支撐框架2采用不銹鋼等材料制成。為 了防止進(jìn)水，所述蠕動泵4的驅(qū)動電機(jī)外部密封，所述蠕動泵4通過螺絲固定安裝在箱蓋6 上，需要時(shí)可以拆卸。所述水槽1呈半圓柱形，所述攪拌器是由攪拌電機(jī)和葉輪14組成。 以收集24瓶水為例，所述抽屜10內(nèi)以4X6陣列方式放置24個(gè)采樣瓶12,六排四列的長 方形，可使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶。所述分配管閥門組8由螺母、分配管和電磁閥組成，所 述分配管上部通過螺母與電動絲桿導(dǎo)軌7的絲桿組成了滾珠絲杠螺母副，所述分配管下部 具有一排四個(gè)開口朝向的注水管，各個(gè)注水管分別配有獨(dú)立控制的電磁閥，由控制裝置分 別控制其開啟與關(guān)斷以實(shí)現(xiàn)對不同采樣瓶12的水樣采集；其由電動絲桿導(dǎo)軌7驅(qū)動前后移 動，可以精確地將閥門口移動到所需采樣的采樣瓶12上方，所述電動絲桿導(dǎo)軌7由驅(qū)動電 機(jī)71、絲桿和兩根對稱導(dǎo)軌組成。
[0023] 在本實(shí)施例中，所述傾倒電機(jī)、攪拌電機(jī)以及蠕動泵4的驅(qū)動電機(jī)均配有由控制 裝置控制通斷的動力源，所述動力源為電池或外接電源，使用廣泛，工作穩(wěn)定，例如蓄電池 等固定電池，蓄電池可在戶外結(jié)合太陽能板使用。所述控制裝置是設(shè)置于控制箱13內(nèi)的單 片機(jī)，當(dāng)然還可以是PLC等控制器；所述單片機(jī)控制蠕動泵4以實(shí)現(xiàn)定時(shí)(或定量）采集，所 述單片機(jī)在蠕動泵4抽水前控制電動絲桿導(dǎo)軌7將分配管閥門組8的各個(gè)注水管口精確送 至相應(yīng)的每個(gè)采樣瓶12上方，然后開始抽水。所述控制箱13設(shè)置于箱蓋6的中部，所述控 制箱13用密封蓋密封，內(nèi)部可裝有24V車載電池，并配有USB接口，用于接入其它可用的移 動電源。
[0024] 在本實(shí)施例中，所述控制裝置電性連接有輸入輸出接口、存儲記憶卡、無線通訊模 塊、開關(guān)調(diào)速模塊、電源模塊以及顯示模塊，例如WiFi無線發(fā)射器、啟停開關(guān)、調(diào)速旋鈕、夕卜 接電源插頭、顯示屏、程序輸入端口，可以實(shí)現(xiàn)采樣速度調(diào)節(jié)、外接電源、內(nèi)置電池電量顯 示、工作模式顯示和工作模式程序的更改。通過控制箱13就能實(shí)現(xiàn)對整套設(shè)備的實(shí)時(shí)記 錄，同時(shí)也可以根據(jù)需要決定是否要利用WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線傳輸，或利用存儲記憶卡來記 錄數(shù)據(jù)，用于采樣瓶12全部采集結(jié)束后取出分析數(shù)據(jù)。
[0025] 在本實(shí)施例中，為了方便檢查箱蓋6中主要設(shè)備，所述箱蓋6與箱座11上下可拆 連接，二者可以分離；所述支撐框架2與箱座11左右可拆連接，例如用螺絲結(jié)合和固定，需 要時(shí)可以拆分使用。為了便于整個(gè)裝置的移動與攜帶，所述箱座11底側(cè)可設(shè)有萬向輪，所 述箱座11前側(cè)可設(shè)有抽拉桿。為了防止水流濺出，所述箱座11上設(shè)有位于抽屜10上方的 導(dǎo)流板9,所述導(dǎo)流板9可以拆分，所述導(dǎo)流板9上分布有多個(gè)分別通向相應(yīng)采樣瓶12的漏 斗孔，有利于水流的導(dǎo)入，所述漏斗孔的具體個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。為了方便搬運(yùn)， 所述抽屜10前后側(cè)均設(shè)置有把手101，通過前側(cè)的把手101可以將抽屜10抽拉至完全與箱 座11分離，后側(cè)的把手101內(nèi)置在抽屜10內(nèi)壁上，需要用時(shí)直接掰起來即可用，既便于采 樣瓶12的取出與放置，也方便抽屜10的搬運(yùn)。
[0026] 在本實(shí)施例中，該抽屜式便攜坡面徑流采樣器的采樣方法按以下步驟進(jìn)行：
[0027] (1)當(dāng)山體等坡面上的雨水流下來后，用一根引流導(dǎo)管把雨水引入水槽1中，雨水 在流入水槽1前先經(jīng)過流量傳感器的檢測，流量傳感器檢測出雨水流量，并發(fā)送流量信號 給控制裝置，為后續(xù)控制裝置自動啟動哪種采樣模式做準(zhǔn)備；
[0028] (2)當(dāng)雨水進(jìn)入水槽1后，控制裝置啟動攪拌器，攪拌電機(jī)驅(qū)動葉輪14,使得含有 泥沙的雨水得到均勻攪拌，為后續(xù)蠕動泵4抽取分布均勻的雨水做準(zhǔn)備；
[0029] (3)當(dāng)水槽1中的水達(dá)到設(shè)定量（由水位傳感器檢測）時(shí)，控制裝置啟動蠕動泵4， 蠕動泵4通過外置輸水導(dǎo)管3吸取水槽1中的水，通過內(nèi)置輸水導(dǎo)管5把采集來的水送入 分配管閥門組8,吸到裝滿一個(gè)采樣瓶12的水量后就停止吸水，啟動傾倒電機(jī)，把剩余的雨 水倒掉，避免剩余雨水影響下一個(gè)采樣瓶12的采樣精度；
[0030] (4)控制裝置通過電動絲桿導(dǎo)軌7將分配管閥門組8移動到第一排采樣瓶12 口的 上方，等待注水；控制裝置依次一個(gè)一個(gè)地開啟分配管閥門組8的電磁閥，對各個(gè)采樣瓶12 依次進(jìn)行注水；待上一排注水結(jié)束后，電動絲桿導(dǎo)軌7將分配管閥門組8移動到下一排采樣 瓶12 口的上方，再次進(jìn)行注水；以此類推，直至抽屜10的所有采樣瓶12采集完畢后，可在 不打開整個(gè)采樣器的情況下將抽屜10抽拉出來，將采樣瓶12全部取出，換上空采樣瓶12， 繼續(xù)采樣。
[0031] 本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)智能自動選擇采樣模式，它利用流量傳感器記錄坡面徑流的 大小，自動選擇哪種采樣模式，例如按時(shí)采樣、按流量采樣等采樣模式；可以確定收集方式， 是一次收集完一瓶，還是分多次收集完一瓶。
[0032] 另外，本實(shí)用新型的采集裝置底部可傳感器等檢測設(shè)備，用于實(shí)時(shí)檢測一些所需 的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且可以將所記錄到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄保存在內(nèi)置的記憶卡里，同時(shí)還可以通 過無線通訊模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無線傳輸。例如，可以在箱座11底部安裝重力傳感器，用于檢測 一瓶水樣含有的質(zhì)量，此質(zhì)量可用于后面計(jì)算出此瓶水中含有的泥沙量，替代目前必須拿 回實(shí)驗(yàn)室用天平等儀器來檢測重量的步驟，方便了計(jì)算雨水中泥沙的含量。
[0033] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所做的均 等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種抽屜式便攜坡面徑流采樣器，由蓄水裝置和采集裝置組成，其特征在于：所述 蓄水裝置包括安裝在支撐框架上的水槽和安裝在水槽內(nèi)的攪拌器，所述支撐框架上還安裝 有驅(qū)動水槽旋轉(zhuǎn)傾倒的傾倒電機(jī)，所述水槽的進(jìn)水口安裝有流量傳感器，所述水槽內(nèi)還安 裝有水位傳感器；所述采集裝置包括箱座和位于箱座正上方的箱蓋，所述箱蓋內(nèi)安裝有電 動絲桿導(dǎo)軌，所述電動絲桿導(dǎo)軌上安裝有垂直交叉且滑動配合的分配管閥門組，所述箱座 內(nèi)設(shè)有內(nèi)置多排采樣瓶的抽屜，所述分配管閥門組的一排注水管口對準(zhǔn)抽屜內(nèi)的任一排采 樣瓶口；所述水槽的出水口經(jīng)外置輸水導(dǎo)管連接至蠕動泵的進(jìn)口，所述蠕動泵的出口經(jīng)內(nèi) 置輸水導(dǎo)管連接至分配管閥門組的進(jìn)口，所述流量傳感器、水位傳感器、傾倒電機(jī)、攪拌器 的攪拌電機(jī)、電動絲桿導(dǎo)軌的驅(qū)動電機(jī)、分配管閥門組的電磁閥以及蠕動泵的驅(qū)動電機(jī)均 電性連接至控制裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述傾倒電機(jī)、攪 拌電機(jī)以及蠕動泵的驅(qū)動電機(jī)均配有由控制裝置控制通斷的動力源，所述動力源為電池或 外接電源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述控制裝置是 設(shè)置于控制箱內(nèi)的單片機(jī)，所述控制箱設(shè)置于箱蓋內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述控制裝置電 性連接有輸入輸出接口、存儲記憶卡、無線通訊模塊、開關(guān)調(diào)速模塊、電源模塊以及顯示模 塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述蠕動泵安裝 在箱蓋上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述箱蓋與箱座 上下可拆連接，所述支撐框架與箱座左右可拆連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述箱座上設(shè)有 位于抽屜上方的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板上分布有多個(gè)分別通向相應(yīng)采樣瓶的漏斗孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述箱座底側(cè)設(shè) 有萬向輪，所述箱座前側(cè)設(shè)有抽拉桿。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽屜式便攜坡面徑流采樣器，其特征在于：所述抽屜前后側(cè) 均設(shè)置有把手。
【文檔編號】G01N1/14GK203881576SQ201420285730
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】葉大鵬, 徐新生, 方兵, 林金石, 林康, 張忠建, 許超迪 申請人:福建農(nóng)林大學(xué)