一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，包括水量监测设备、取样设备和储样设备；取样设备包括雨蓬和机械旋臂，机械旋臂包括连接杆、连接在连接杆上的转换漏斗和连接在转换漏斗底部的导水管；储样设备包括样品托盘、固定在样品托盘上的至少一个采样瓶、在样品托盘的上方的防护罩和下方的底座；导水管的出水口位于采样瓶的瓶口上方，水量监测设备位于转换漏斗的上方；由雨蓬收集的水样通过其沟槽先引导至水量监测设备中，再转入转换漏斗中后通过导水管引入采样瓶中；底座内设有步进电机、电源，由步进电机带动连接杆的旋转，以将水样分装于不同采样瓶中；电源用于供电。本发明专利技术经济实用、结构简单、稳定性好、安全。

Water drop monitoring and continuous sampling device for caves

The invention discloses a cave dripping water monitoring and water sample continuous collection device, including water monitoring equipment, sampling equipment and sample storage equipment; sampling equipment includes a canopy and a mechanical arm, which comprises a connecting rod, a conversion funnel connected to the connecting rod and a water guide pipe connected to the bottom of the conversion funnel; and a sample storage device. The equipment comprises a sample tray, at least one sampling bottle fixed on the sample tray, a protective cover above the sample tray and a base below it; a water outlet of a water guide pipe is above the mouth of the sampling bottle, and a water monitoring device is above the conversion funnel; and a water sample collected by a canopy is first guided to the water monitoring through a trench. In the equipment, the water sample is transferred into the converting funnel and then introduced into the sampling bottle through the guide pipe; a stepper motor and a power supply are arranged in the base, and the connecting rod is rotated by the stepper motor to separate the water sample into different sampling bottles; the power supply is used for power supply. The invention is economical and practical, with simple structure, good stability and safety.

【技术实现步骤摘要】
一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置
本专利技术涉及样品采集
，尤其涉及一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置。
技术介绍
近年来，对在水、CO2、生物-微生物共同参与下的岩溶系统物质循环和时空演化方面的研究倍受关注。在岩溶系统中，水、CO2、矿物、营养组分、生物和微生物不仅是其内在的重要组成部分，更是积极地参与和决定了岩溶关键带中包括各种物理、化学与生命过程等在内的相互交织的动力学过程。然而，目前对岩溶关键带这一涉及从树冠到地下深部的多层次、多空间、多介质、多组分和多过程参与的复杂体，以及影响并控制其结构组成演变的这些动力学过程的协作作用却知之甚少，这已成为当前国际岩溶研究的前沿领域。因此，通过对从表层岩溶带流出的洞穴滴水的高精度长时间序列监测，对表层带内岩溶系统物资循环与时空演化有着重要的意义。以往的采样方法往往需要人工现场采集，然而溶洞等地下空间不易频繁进入，安全问题不容忽视，且采样时间间隔不能精准控制，不便于长时间高精度连续采样监测。因此，确有必要设计一款采集装置，以克服现有技术的问题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，可以满足对洞穴水滴的水量监测和水样自动连续采集。为实现上述目的，本专利技术采用了一种技术方案：一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，包括：水量监测设备、取样设备和储样设备；所述取样设备包括：用于收集水样的雨蓬和机械旋臂，所述机械旋臂包括连接杆、转换漏斗和导水管，所述转换漏斗连接在所述连接杆上，所述导水管连接在所述转换漏斗的底部；所述储样设备包括：样品托盘、至少一个采样瓶、防护罩和底座；所述样品托盘用于固定所述采样瓶，且其轴心处固定所述连接杆；所述样品托盘上方设有所述防护罩、下方设有所述底座；所述导水管的出水口位于所述采样瓶的瓶口上方，所述水量监测设备位于所述转换漏斗的上方；由所述雨蓬收集的水样通过其沟槽先引导至所述水量监测设备中，再转入转换漏斗中后通过所述导水管引入所述采样瓶中；所述底座内设有步进电机、电源；所述步进电机用于带动所述连接杆旋转，以将水样分装于不同采样瓶中；所述电源用于为所述洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置供电。进一步地，所述连接杆通过轴承固定于所述样品托盘的轴心处。进一步地，所述连接杆通过伞齿连接所述步进电机，并通过所述伞齿驱动所述连接杆旋转。进一步地，所述雨蓬包括雨布和用于支撑所述雨布的支架。进一步地，所述导水管的出水口装有弯头，所述弯头指向所述采样瓶的瓶口以保证水样导入所述采样瓶中。进一步地，所述样品托盘的圆心处开有供所述连接杆穿过的第一圆孔；所述防护罩的顶部设有供水样通过、且进入所述转换漏斗的第二圆孔。进一步地，所述样品托盘的边缘开有凹槽，所述防护罩扣置于所述凹槽中。进一步地，所述底座包括用于容纳所述步进电机和电源的圆管、与所述圆管连接的圆盘和支撑柱；所述圆管的上部与所述样品托盘连接、底部与所述支撑柱连接。进一步地，所述样品托盘的边上等角度设置有若干个用于悬挂采样瓶的“U”形槽。进一步地，所述水量监测设备为雨量记录仪。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：(1)根据研究需要，可任意设置以步进电机的工作时间间隔，同时由步进电机控制机械悬臂转动，将样品分装入多个采样瓶中，可以实现高精度的自动采样；(2)该装置经济实用、结构简单、稳定性好、安全，可以满足科学研究的高精度要求。附图说明图1为本专利技术的洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置的结构示意图；图2为本专利技术机的械悬臂示意图；图3为本专利技术的样品托盘示意图；图4为本专利技术的“U”形槽示意图；图5为本专利技术的防护罩示意图；图6为本专利技术的底座示意图。图中：1、水量监测设备，2、取样设备，3、储样设备，4、雨蓬，5、机械悬臂，6、雨布，7、支架，8轴承，9、连接杆，10、转换漏斗，11、导水管，12、伞齿，13、步进电机，14、电源，15、样品托盘，16、采样瓶，17、防护罩，18、底座，19、弯头，20、“U”型槽，21、凹槽，22、第一圆孔，23、第二圆孔，24、第三圆孔，25、半圆形槽口，26、长方形槽口，27、圆管，28、圆盘，29、支撑柱，30、门。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。如图1所示，本专利技术提供了一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，用于自动采集洞穴滴水水样并进行短时存储，所述采集装置包括水量监测设备1、取样设备2和储样设备3。所述水量监测设备1用于短时存储采集的水样，并测量其水量，优选的，所述水量监测设备1为雨量记录仪，该雨量记录仪为超长待机雨量记录仪。所述水量监测设备1可以是自带电池的，也可以由电源14供电。所述取样设备2包括雨蓬4和机械旋臂5，所述雨蓬4包括雨布6和支架7，所述支架7用于支起所述雨布6以收集水样，所述雨布6张开后可以有效地收集洞穴分散的滴水。优选的，所述支架7的数量为四个，位于所述雨布6的四个角。所述雨布6上的滴水在重力作用下自然形成导流的沟槽，将收集的水样引导至所述水量监测设备1中。所述储样设备3包括样品托盘15、采样瓶16、防护罩17和底座18，所述采样瓶16固定在所述样品托盘15上，所述防护罩17罩在所述样品托盘15的上方，用以罩住所述采样瓶16的瓶口，以保护所述采样瓶16的样品不受外界环境影响；所述样品托盘15与所述底座18连接，并位于所述底座18的上部。考虑室内碱度滴定、水化学全分析及同位素测试需要，优选的，所述采样瓶16为PET塑料瓶。所述机械悬臂5通过轴承8固定于所述样品托盘15的轴心处，由步进电机13带动所述机械悬臂5旋转，以实现所述采集装置的定角度旋转功能，进而实现了自动采集样品且依次分装于各个采样瓶16中的功能。所述电源14用于为所述采集装置供电，包括为所述步行电机13、水量监测设备1等供电。优选的，所述电源14为12V蓄电池。如图2所示，所述机械悬臂5包括连接杆9、转换漏斗10和导水管11。所述连接杆9为空心杆，优选的，所述连接杆9由PVC透明塑料制成。所述连接杆9的下段固定有伞齿12，所述伞齿12作为传动零件，以用来传递所述步进电机13的动力，也即所述步进电机13通过所述伞齿12来旋转所述连接杆9。例如，所述伞齿12可通过螺丝固定在所述连接杆9上。又例如，所述步进电机13控制所述机械悬臂5旋转的工作时间间隔可控制在1-99min内。所述机械悬臂5由所述步进电机13通过所述伞齿12控制其转动，例如，所述采样瓶16的数量为24个时，每次旋转角度为15°，工作时间间隔设置为1h。上述两个部分同用一个电源14。所述连接杆9的上段(例如，距离连接杆9的顶点65mm处)固定有(例如，用螺丝固定)所述轴承8，保证了所述机械悬臂5的旋转功能，所述轴承8在连接杆9上的安装位置应保证所述导水管11的出水口高于所述采样瓶16的瓶口。所述转换漏斗10为空心半球状，优选的，所述转换漏斗10由PVC透明塑料制成。为了保证所述导水管11的出水口高于所述采样瓶16的瓶口，所述转换漏斗10连接在所述连接杆9的上段(例如，距离连接杆10的顶点19mm处)。所述转换漏斗10的功能在于将上层的滴水转入所述转换漏斗10中，进而自动上样。所述导水管11微向所述采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，其特征在于，包括：水量监测设备、取样设备和储样设备；所述取样设备包括：用于收集水样的雨蓬和机械旋臂，所述机械旋臂包括连接杆、转换漏斗和导水管，所述转换漏斗连接在所述连接杆上，所述导水管连接在所述转换漏斗的底部；所述储样设备包括：样品托盘、至少一个采样瓶、防护罩和底座；所述样品托盘用于固定所述采样瓶，且其轴心处固定所述连接杆；所述样品托盘上方设有所述防护罩、下方设有所述底座；所述导水管的出水口位于所述采样瓶的瓶口上方，所述水量监测设备位于所述转换漏斗的上方；由所述雨蓬收集的水样通过其沟槽先引导至所述水量监测设备中，再转入转换漏斗中后通过所述导水管引入所述采样瓶中；所述底座内设有步进电机、电源；所述步进电机用于带动所述连接杆旋转，以将水样分装于不同采样瓶中；所述电源用于为所述洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置供电。

【技术特征摘要】
1.一种洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，其特征在于，包括：水量监测设备、取样设备和储样设备；所述取样设备包括：用于收集水样的雨蓬和机械旋臂，所述机械旋臂包括连接杆、转换漏斗和导水管，所述转换漏斗连接在所述连接杆上，所述导水管连接在所述转换漏斗的底部；所述储样设备包括：样品托盘、至少一个采样瓶、防护罩和底座；所述样品托盘用于固定所述采样瓶，且其轴心处固定所述连接杆；所述样品托盘上方设有所述防护罩、下方设有所述底座；所述导水管的出水口位于所述采样瓶的瓶口上方，所述水量监测设备位于所述转换漏斗的上方；由所述雨蓬收集的水样通过其沟槽先引导至所述水量监测设备中，再转入转换漏斗中后通过所述导水管引入所述采样瓶中；所述底座内设有步进电机、电源；所述步进电机用于带动所述连接杆旋转，以将水样分装于不同采样瓶中；所述电源用于为所述洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置供电。2.根据权利要求1所述的洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，其特征在于：所述连接杆通过轴承固定于所述样品托盘的轴心处。3.根据权利要求1所述的洞穴滴水水量监测及水样连续采集装置，其特征在于：所述连接杆通过伞齿连接所述步进电机，并通过所述伞齿驱动所述连接杆旋转。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，陈乾龙，周宏，郭绪磊，安通·布蓝策，龚冲，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42