一种低流量低扰动分层采样装置及其采样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低流量低扰动分层采样装置及其采样方法，它包括：供电设备、变频控制器、采样储水装置、数组采样装置和数套自膨胀封隔器，各组采样装置分别包括采样泵、采样管、电缆、监测探头和数据线，采样泵的出液口连接采样管的进液口，采样管的出液口与采样储水装置连通，供电设备和变频控制器通过电缆连接，变频控制器分别通过电缆连接各组采样装置的采样泵，监测探头通过数据线连接计算机，采样泵和监测探头对应含水层，自膨胀封隔器对应止水层，自膨胀封隔器通过托盘夹具组固定在所套设的采样管上，各采样泵包括外壳外径小于等于50mm的螺杆潜水泵和降流防砂装置，以使得该采样泵流量控制在0‑5L/min，各组采样装置的采样管通过井口夹具固定在井口处。

A Low Flow and Low Disturbance Layered Sampling Device and Its Sampling Method

【技术实现步骤摘要】
一种低流量低扰动分层采样装置及其采样方法
本专利技术属于地下水污染监测与防治领域，尤其涉及一种低流量低扰动分层采样装置及其采样方法。
技术介绍
地下水作为重要的饮用水源，特别在京津冀地区，地下水占饮用水比例的70％以上，其保护工作尤为重要。作为地下水污染监测网中的基础环节，采样和监测设备是决定地下水污染监测准确性的关键环节之一。传统的单一混合层采样方式受地下水流向的季节性变动或降水波动影响较大，且京津冀地区地下水中存在大面积的降落漏斗，受到降水影响波动显著，对地下水化学场有着显著影响，对地下水污染羽和污染程度描述会产生较严重的偏差。因此，对同一个采样点的不同深度进行分层采样和监测可以更加准确和可靠地监测和验证污染物的实际迁移特征。同时，目前国内常用的地下水采样设备主要为贝勒管、抓取式采样器、负压提升式采样器、大功率电动潜水泵、惯性提升泵等，采样过程中取样部件反复穿越含水层或者强烈搅动含水层，对地下水层扰动较大，使得水中含有的有机污染物挥发，并导致不同地层或含水层之间地下水水样的交叉污染，取得的水样不足以代表某一深度的实际污染情况。因此，为实现同一个采样点的不同深度分层采样，更加准确地了解和验证污染物的实际迁移特征，急需开展低流量低扰动分层采样装置研发，提高我国地下水污染监测的技术水平，为建立京津冀地下水污染监测网建设提供技术支撑和装备保障。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低流量低扰动分层采样装置及其采样方法，相对于传统的采样装置和采样方法，其对地下含水层扰动较小，能够满足无机组分、有机组分、微生物、溶解氧等检测样品采集要求，且采样连续可靠，能完整高效的从监测井中获取具有各层代表性的地下水样品。为达成上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种低流量低扰动分层采样装置，它包括：供电设备、变频控制器、采样储水装置、数组采样装置和数套自膨胀封隔器，各组采样装置分别包括采样泵、采样管、电缆、监测探头和数据线，采样泵的出液口连接采样管的进液口，采样管的出液口与所述采样储水装置的存储空间对应连通，该供电设备和该变频控制器通过电缆连接，该变频控制器分别通过电缆连接各组采样装置的采样泵，该监测探头通过数据线连接计算机，采样泵和监测探头对应含水层，所述自膨胀封隔器对应止水层，所述自膨胀封隔器通过托盘夹具组固定在所套设的采样管上，各该采样泵为外壳外径小于等于50mm的螺杆潜水泵，该螺杆潜水泵安装有降流防砂装置，以使得该采样泵的最小流量控制在0-5L/min，各组所述采样装置的采样管通过井口夹具固定在井口处。优选地，在所述螺杆潜水泵的泵壳的顶端端盖连接有出水管接头，所述螺杆潜水泵的电机底部设有底部接头；所述出水管接头和所述电机底部接头用于安装降流防砂装置，该降流防砂装置包括环形壳体，该环形壳体包括相连的外壳和内壳，该外壳与该内壳之间形成第一环形通道，该螺杆潜水泵位于该内壳的环形腔体中，该内壳与该螺杆泵之间形成第二环形通道，在该外壳的下端设有一级滤水管，该内壳的上端设有二级滤水管。优选地，所述螺杆潜水泵的进水管的上端的传动轴上间隔套设两套降流装置，该降流装置与该螺杆潜水泵的泵壳固连，各该降流装置开设竖向降流孔，在竖向降流孔的底部和顶部设有用于降低过水流量的滤网，在该螺杆潜水泵的进水管的下端的传动轴上套设有用于防止砂石进入电机的密封装置。自膨胀封隔器上设有供采样管、数据线和电缆穿过的数个孔，数个孔分别与该自膨胀封隔对应的托盘夹具组上的各通孔的位置一一对应。所述采样装置为三组，所述自膨胀封隔器为两套，第一组采样装置的采样泵和监测探头对应第一套自膨胀封隔器上方的含水层，第二组采样装置的采样泵和监测探头位于第一套自膨胀封隔器和第二套自膨胀封隔器之间的含水层，第三组采样装置的采样泵和监测探头对应第二套自膨胀封隔器下方的含水层，所述托盘夹具包括单管托盘夹具组和双管托盘夹具组，第一套自膨胀封隔器通过双管托盘夹具组套固在所述第二组采样装置的采样管和所述第三组采样装置的采样管上，所述第二套采样装置以及第三套采样装置的采样管、数据线和电缆均穿过第一套自膨胀封隔器及双管托盘夹具组，第二套自膨胀封隔器通过单管托盘夹具组套固在第三组采样装置的采样管上，所述第三套采样装置的采样管、电缆和数据线均穿过第二套自膨胀封隔器及单管托盘夹具组。所述双管托盘夹具组包括结构相同的双管上托盘夹具和双管下托盘夹具，该双管上托盘夹具压抵在第一套自膨胀封隔器上方，该双管下托盘夹具托抵在该第一套自膨胀封隔器下方，该双管上托盘夹具包括两个对应连接的双管半托盘夹具单元，该双管半托盘夹具单元包括双管半限位托板和双管半管体夹板，该双管半管体夹板对应的固连在该双管半限位托板的顶壁，该双管半限位托板的底壁面压抵在第一套自膨胀封隔器的上方，该双管半限位托板设有两个间隔的弧形插槽A和数个供电缆和数据线穿过的通孔，该双管半管体夹板包括两个相连的弧形夹板A，两弧形夹板A的内侧之间设有内连接板，两弧形夹板A的外侧分别连接外连接板，该双管半限位托板的两个弧形插槽A的壁面与两个弧形夹板A的内壁面一一对应，该内连接板与该外连接板上均设有供螺栓穿设的穿孔。所述单管托盘夹具组包括结构相同的单管上托盘夹具和单管下托盘夹具，该单管上托盘夹具压抵在第二套自膨胀封隔器上方，该单管下托盘夹具托抵在该第二套自膨胀封隔器下方，该单管上托盘夹具包括两个对应连接的单管半托盘夹具单元，单管半托盘夹具单元包括单管半限位托板和单管半管体夹板，该单管半管体夹板对应固连在单管半限位托板的顶壁，该单管半限位托板的底壁面压抵在第二套自膨胀封隔器的上方，该单管半限位托板设有一弧形插槽B和供电缆和数据线穿过的数个通孔，该单管半管体夹板包括一弧形夹板B，该弧形夹板B的两侧分别设有连接板，该单管半限位托板的弧形插槽B的壁面与弧形夹板B的内壁面对应，各该连接板上均设有供螺栓穿设的穿孔。所述井口夹具包括供采样管、电缆和数据线穿过的孔，穿过采样管的该井口夹具的孔径与该采样管的外径一致，该采样管的母扣接头外径大于井口夹具对应孔的孔径，该采样管的母扣接头卡在该井口夹具的上方。所述采样装置的采样管为数根采样管单元通过公母丝扣连接而成，通过O型圈进行密封，各采样管单元的材质为PVC-U。使用上述任一项技术方案所述的低流量低扰动分层采样装置的采样方法：A.根据钻孔分层采样要求，确定需要安装的低流量低扰动分层采样装置数量。由下而上，首先下入第三套分层采样装置(最底部)，将采样泵与出水管连接后下入井中，并在相对应最底层止水层位置处的采样管上安装第二套自膨胀封隔器和单管托盘夹具组，安装完成后，继续下入第二套分层采样装置，下放到预定位置后，将第二套分层采样装置的采样泵与出水管连接，与第一套分层采样装置一起下入井中，并在相对应的止水位置安装第二套自膨胀封隔器，用托盘夹具固定于出水管上，以此类推，直至全部下入井中，用夹具将多组低流量低扰动分层采样装置固定于井口。B.安装完毕后，静置48-72h，待自膨胀封隔器完全膨胀后，检验设备电路连接及管路系统，阀门和仪表都正常后，启动地表的供电设备使低流量低扰动采样泵开始工作，首先通过变频控制器将采样泵流量调节至最大，置换出井管内原有的混合水样，通过监测探头与地表显示设备观察水质和水位变化，判定为地层真实水样后，通过变频控制器将流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低流量低扰动分层采样装置，其特征在于：它包括：供电设备、变频控制器、采样储水装置、数组采样装置和数套自膨胀封隔器，各组采样装置分别包括采样泵、采样管、电缆、监测探头和数据线，采样泵的出液口连接采样管的进液口，采样管的出液口与所述采样储水装置的存储空间对应连通，该供电设备和该变频控制器通过电缆连接，该变频控制器分别通过电缆连接各组采样装置的采样泵，该监测探头通过数据线连接计算机，采样泵和监测探头对应含水层，所述自膨胀封隔器对应止水层，所述自膨胀封隔器通过托盘夹具组固定在所套设的采样管上，各该采样泵为外壳外径小于等于50mm的螺杆潜水泵，该螺杆潜水泵安装有降流防砂装置，以使得该采样泵的最小流量控制在0‑5L/min，各组所述采样装置的采样管通过井口夹具固定在井口处。

【技术特征摘要】
1.一种低流量低扰动分层采样装置，其特征在于：它包括：供电设备、变频控制器、采样储水装置、数组采样装置和数套自膨胀封隔器，各组采样装置分别包括采样泵、采样管、电缆、监测探头和数据线，采样泵的出液口连接采样管的进液口，采样管的出液口与所述采样储水装置的存储空间对应连通，该供电设备和该变频控制器通过电缆连接，该变频控制器分别通过电缆连接各组采样装置的采样泵，该监测探头通过数据线连接计算机，采样泵和监测探头对应含水层，所述自膨胀封隔器对应止水层，所述自膨胀封隔器通过托盘夹具组固定在所套设的采样管上，各该采样泵为外壳外径小于等于50mm的螺杆潜水泵，该螺杆潜水泵安装有降流防砂装置，以使得该采样泵的最小流量控制在0-5L/min，各组所述采样装置的采样管通过井口夹具固定在井口处。2.根据权利要求1所述的低流量低扰动分层采样装置，其特征在于：在所述螺杆潜水泵的泵壳的顶端端盖连接有出水管接头，所述螺杆潜水泵的电机底部设有底部接头；所述出水管接头和所述电机底部接头用于安装降流防砂装置，该降流防砂装置包括环形壳体，该环形壳体包括相连的外壳和内壳，该外壳与该内壳之间形成第一环形通道，该螺杆潜水泵位于该内壳的环形腔体中，该内壳与该螺杆泵之间形成第二环形通道，在该外壳的下端设有一级滤水管，该内壳的上端设有二级滤水管。3.根据权利要求2所述的低流量低扰动分层采样装置，其特征在于：所述螺杆潜水泵的进水管的上端的传动轴上间隔套设两套降流装置，该降流装置与该螺杆潜水泵的泵壳固连，各该降流装置开设竖向降流孔，在竖向降流孔的底部和顶部设有用于降低过水流量的滤网，在该螺杆潜水泵的进水管的下端的传动轴上套设有用于防止砂石进入电机的密封装置。4.根据权利要求1所述的低流量低扰动分层采样装置，其特征在于：自膨胀封隔器上设有供采样管、数据线和电缆穿过的数个孔，数个孔分别与该自膨胀封隔对应的托盘夹具组上的各通孔的位置一一对应。5.根据权利要求4所述的低流量低扰动分层采样装置，其特征在于：所述采样装置为三组，所述自膨胀封隔器为两套，第一组采样装置的采样泵和监测探头对应第一套自膨胀封隔器上方的含水层，第二组采样装置的采样泵和监测探头位于第一套自膨胀封隔器和第二套自膨胀封隔器之间的含水层，第三组采样装置的采样泵和监测探头对应第二套自膨胀封隔器下方的含水层，所述托盘夹具包括单管托盘夹具组和双管托盘夹具组，第一套自膨胀封隔器通过双管托盘夹具组套固在所述第二组采样装置的采样管和所述第三组采样装置的采样管上，所述第二套采样装置以及第三套采样装置的采样管、数据线和电缆均穿过第一套自膨胀封隔器及双管托盘夹具组，第二套自膨胀封隔器通过单管托盘夹具组套固在第三组采样装置的采样管上，所述第三套采样装置的采样管、电缆和数据线均穿过第二套自膨胀封隔器及单管托盘夹具组。6.根据权利要求5所述的低流量低扰动分层采样装置，其特征在于：所述双管托盘夹具组包括结构相同的双管上托盘夹具和双管下托盘夹具，该双管上托盘夹具压抵在第一套自膨胀封隔器上方，该双管下托盘夹具托抵在该第一套自膨胀封隔器下方，该双管上托盘夹具包括两个对应连接的双管半托...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明明，解伟，李小杰，叶成明，冉德发，吴海东，冯建月，何计彬，王营超，
申请(专利权)人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，
类型：发明
国别省市：河北,13