本发明专利技术属于水体微塑料采样技术领域，公开了一种可实现多次采样的水下微塑料采样装置及方法，其中装置包括防水壳体、采样系统和滤网存储更换系统，采样系统用于采集水体中的环境样本并置于过滤采样网中，包括依次相连的进水口挡板、进水管道和抽水泵；滤网存储更换系统包括机械臂、过滤采样网存储槽、过滤采样网预存储槽和覆盖进水管道缺口的封闭套筒机构。本发明专利技术通过对装置各组件的结构及它们的设置方式、以及各组件之间的配合工作方式等进行改进，利用具有特定结构组成和相互配合作用的采样系统与滤网存储更换系统，相应得到的可多次采样微塑料的无人装置，具有小型化设计，能够自动、高效的进行水下采样。高效的进行水下采样。高效的进行水下采样。
【技术实现步骤摘要】
一种可实现多次采样的水下微塑料采样装置及方法
[0001]本专利技术属于水体微塑料采样
，更具体地，涉及一种可实现多次采样的水下微塑料采样装置及方法，尤其可针对不同水平位置和不同水深的三维坐标实现多次采样。
技术介绍
[0002]微塑料是一种新兴的污染物，通常是指粒径小于5mm的塑料颗粒或碎片(当然，需要实际需要，也可以在粒径小于5mm的区间内进一步细分，选定粒径大小满足预设要求的微塑料)，因其在环境中的广泛分布和潜在生态风险而引起越来越多的关注。
[0003]目前，水体中微塑料的采样尚未形成标准化的方法，对于水体中微塑料的采样方法主要有使用过滤泵、使用拖网、直接采集水样等。公开号为CN113607495A的中国专利技术专利提供了一种基于无人船的微塑料智能采样系统，通过无人的采样单元搭载滤网，能够采集水体表层附近的水样，此方案不能采集水体一定深度位置的水样，装置一次运行只能采集一份水样，效率和使用范围有限。公开号为CN114593952A的中国专利技术专利提供了一种水体微塑料采集装置以及三维采集系统，通过水下的无人采集单元拖动拖网采集样品，还提供了多个采样单元并联以同时采集多个水样的方案，但单个的一次运行同样只能采集一份水样，且并联的方式也降低了方案的便利性。公开号为CN111879566A的中国专利技术专利提供了一种无人机载自动微塑料采样器，通过水上飞行无人机挂载采样单元，在水面上空采集水样，此方案可以实现一个采集单元在一次运行中多点、多样品采集，但无法采集不同水深的样品。部分专利，如公开号为CN114166567A的专利技术专利和公开号为CN209911053U的技术专利，通过不同的思路提供了采集不同水深样品的方案，但都过于依赖船舶、陆地等载体来安装和工作，便利性和适用范围不足。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种可实现多次采样的水下微塑料采样装置及方法，其中通过对装置各组件的结构及它们的设置方式、以及各组件之间的配合工作方式等进行改进，利用具有特定结构组成和相互配合作用的采样系统与滤网存储更换系统，相应得到的可多次采样微塑料的无人装置，具有小型化设计，能够自动、高效的进行水下采样。本专利技术尤其可进一步设置升降系统和动力系统，可控制装置至水下指定空间位置，配合采样系统与滤网存储更换系统，取样高效，能在单次水下运行期间实现不同水平位置和不同深度的三维坐标多次采样。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种可实现多次采样的水下微塑料采样装置，其特征在于，包括防水壳体、采样系统(2)和滤网存储更换系统(1)，其中，
[0006]所述采样系统(2)用于采集防水壳体外的水体并置于过滤采样网(22)中；该采样系统(2)包括依次相连的进水口挡板(25)、进水管道和抽水泵(21)；其中，所述进水口挡板(25)用于开关防水壳体外的水体进入进水管道；所述抽水泵(21)用于排空进水管道中的
水；所述进水管道的侧壁上设置有缺口，通过缺口能够使过滤采样网(22)进入进水管道内，实现对进水管道内的水体进行采集；
[0007]所述滤网存储更换系统(1)位于防水壳体内，用于预存储采集前的过滤采样网(22)，同时存储完成采集后的过滤采样网(22)，并用于更换位于进水管道内的过滤采样网(22)；该滤网存储更换系统(1)包括机械臂(12)、过滤采样网存储槽(16)和过滤采样网预存储槽(110)，还包括覆盖进水管道缺口的封闭套筒机构(14)；其中，所述封闭套筒机构(14)是作为开关，用于打开进水管道缺口或封闭进水管道缺口；所述过滤采样网预存储槽(110)用于预存储采集前的过滤采样网(22)；所述过滤采样网存储槽(16)用于存储完成采集后的过滤采样网(22)；所述机械臂(12)能够在机械臂舵机(11)的带动下将过滤采样网(22)由过滤采样网预存储槽(110)转移至进水管道内，以及将过滤采样网(22)由进水管道转移至过滤采样网存储槽(16)中；
[0008]并且，任意一个过滤采样网(22)均包括配合使用的主体(221)及盖子(222)；其中，盖子(222)采用镂空结构，并固定有过滤网；过滤网的孔径大小满足预先设定的孔径要求，与目标采集的微塑料粒径相对应。
[0009]作为本专利技术的进一步优选，所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置还包括升降系统(4)和动力系统(3)，其中，
[0010]所述升降系统(4)设置在所述防水壳体的顶部，能够改变所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置整体的空间高度位置，包括依次相连的气缸(41)、升降活塞杆(42)、升降中间杆(43)、升降主动杆(44)，其中，所述升降主动杆(44)用于在升降舵机(45)的带动下运动；所述气缸(41)和所述升降活塞杆(42)之间通过密封圈(46)连接；
[0011]所述动力系统(3)包括设置在所述防水壳体外的悬挂舵桨(34)、船模电机(33)，以及设置在所述防水壳体内的定位装置(31)；其中，悬挂舵桨(34)用于与防水壳体外的水体直接接触，并在船模电机(33)的带动下划动水体，从而能够改变所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置整体的空间位置；所述定位装置(31)用于定位所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置整体的空间位置。
[0012]作为本专利技术的进一步优选，所述过滤采样网(22)通过卡扣配合能够可拆卸的安装在进水管道内；
[0013]所述机械臂(12)与所述过滤采样网(22)之间同样存在配合的卡扣，从而使所述机械臂(12)便于转移所述过滤采样网(22)；
[0014]所述过滤采样网存储槽(16)的内壁设有凹槽导轨，以便于所述过滤采样网(22)进入。
[0015]作为本专利技术的进一步优选，所述过滤采样网预存储槽(110)与传动机构相连，该传动机构用于调整所述过滤采样网预存储槽(110)内存储的过滤采样网(22)的位置；
[0016]优选的，所述传动机构，同时包括水平齿轮齿条机构和垂直齿轮齿条机构，用于调整所述过滤采样网预存储槽(110)内存储的过滤采样网(22)的水平位置及垂直位置。
[0017]作为本专利技术的进一步优选，所述过滤采样网存储槽(16)还设置有电控阀门(15)，用于开关过滤采样网存储槽(16)。
[0018]作为本专利技术的进一步优选，所述采样系统(2)中还设置有进水口流量计(23)和进水口隔网(24)；其中，所述进水口流量计(23)位于进水管道进水端内侧；
[0019]所述进水口隔网(24)位于所述进水口挡板(25)与所述进水管道之间，其孔径不大于5mm。
[0020]作为本专利技术的进一步优选，所述滤网存储更换系统(1)还包括压缩顶盖(17)、弹簧(18)和限位圈(19)，其中，所述压缩顶盖(17)用于压实过滤采样网(22)上部、防止样本泄露并限制弹簧(18)的位置；所述弹簧(18)用于提供压实的弹力；所述限位圈(19)用于限制压缩顶盖(17)的姿态。
[0021]按照本专利技术的另一方面，本专利技术提供了基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可实现多次采样的水下微塑料采样装置，其特征在于，包括防水壳体、采样系统(2)和滤网存储更换系统(1)，其中，所述采样系统(2)用于采集防水壳体外的水体并置于过滤采样网(22)中；该采样系统(2)包括依次相连的进水口挡板(25)、进水管道和抽水泵(21)；其中，所述进水口挡板(25)用于开关防水壳体外的水体进入进水管道；所述抽水泵(21)用于排空进水管道中的水；所述进水管道的侧壁上设置有缺口，通过缺口能够使过滤采样网(22)进入进水管道内，实现对进水管道内的水体进行采集；所述滤网存储更换系统(1)位于防水壳体内，用于预存储采集前的过滤采样网(22)，同时存储完成采集后的过滤采样网(22)，并用于更换位于进水管道内的过滤采样网(22)；该滤网存储更换系统(1)包括机械臂(12)、过滤采样网存储槽(16)和过滤采样网预存储槽(110)，还包括覆盖进水管道缺口的封闭套筒机构(14)；其中，所述封闭套筒机构(14)是作为开关，用于打开进水管道缺口或封闭进水管道缺口；所述过滤采样网预存储槽(110)用于预存储采集前的过滤采样网(22)；所述过滤采样网存储槽(16)用于存储完成采集后的过滤采样网(22)；所述机械臂(12)能够在机械臂舵机(11)的带动下将过滤采样网(22)由过滤采样网预存储槽(110)转移至进水管道内，以及将过滤采样网(22)由进水管道转移至过滤采样网存储槽(16)中；并且，任意一个过滤采样网(22)均包括配合使用的主体(221)及盖子(222)；其中，盖子(222)采用镂空结构，并固定有过滤网；过滤网的孔径大小满足预先设定的孔径要求，与目标采集的微塑料粒径相对应。2.如权利要求1所述水下微塑料采样装置，其特征在于，所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置还包括升降系统(4)和动力系统(3)，其中，所述升降系统(4)设置在所述防水壳体的顶部，能够改变所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置整体的空间高度位置，包括依次相连的气缸(41)、升降活塞杆(42)、升降中间杆(43)、升降主动杆(44)，其中，所述升降主动杆(44)用于在升降舵机(45)的带动下运动；所述气缸(41)和所述升降活塞杆(42)之间通过密封圈(46)连接；所述动力系统(3)包括设置在所述防水壳体外的悬挂舵桨(34)、船模电机(33)，以及设置在所述防水壳体内的定位装置(31)；其中，悬挂舵桨(34)用于与防水壳体外的水体直接接触，并在船模电机(33)的带动下划动水体，从而能够改变所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置整体的空间位置；所述定位装置(31)用于定位所述可实现多次采样的水下微塑料采样装置整体的空间位置。3.如权利要求1所述水下微塑料采样...
【专利技术属性】
技术研发人员：王首敬，王鹏飞，张阳，王卓，王子康，姜惕明，周正，袁书珊，祝国亮，卞士杰，杨家宽，
申请(专利权)人：湖北美辰环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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