【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湖泊环境监测，具体涉及一种深水湖泊底栖动物采样装置及采样方法。
技术介绍
1、底栖动物(zoobenthos) 是指在生命中部分周期或全部的生命周期的生活在水中底部的水生生物，多为无脊椎动物。底栖动物在湖泊生态系统物质和能量循环中发挥着关键作用，大多数底栖动物是初级和次级生态系统的消费者，起着巨大的调节功能，对保持和恢复河湖生态系统的稳定性和完整性起着决定性的作用，可以促进湖泊生态系统中有机物的降解，促进水体自净。底栖动物物种的分布在湖泊水环境中受水体的水温、水深和水质等因素，对生态系统中水体环境的变化极为敏感，因此底栖动物常被用于水环境监测中，在生态系统健康评价中是重要指标，是评估河流和湖泊生态系统健康状况的良好的指示生物。
2、目前，现有技术采集底栖动物通常使用抓斗式采样器，例如彼得逊采泥器，抓斗直接将水底的淤泥抓起，之后再清洗淤泥并分拣。然而，这种抓斗式采样器存在局限性；首先，这种采样器采集的淤泥量比较大，后续不容易清洗分拣；其次，抓斗仅能抓取表层淤泥作为样品，因此生物量计量单位使用kg/m2，即按面积计算，加之抓斗容易泄露，导致采样结果不准确；第三，这种抓斗仅适合浅水位置采样，无法对深水湖泊采样，受采样器具的制约，这也是目前深水湖泊底栖动物监测领域相关研究较少的主要原因，而建立可靠的深水湖泊底栖动物监测评价体系是重要的生态保护与污染控制措施，具有十分重要的现实意义。
3、为此，研发一种能够解决上述问题的深水湖泊底栖动物采样装置及采样方法是非常必要的。
技术
1、本专利技术的第一目的在于提供一种深水湖泊底栖动物采样装置。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种深水湖泊底栖动物采样装置的采样方法。
3、本专利技术的第一目的是这样实现的，包括采样器以及控制器，所述的采样器包括主筒体、顶升固定机构、破泥钻筒机构、抄泥导流机构、内横架、棒形振动器、收集斗、抽吸泵；
4、所述的主筒体顶部封闭，底部敞开，内侧为圆柱状，外侧上部为方形，下部为圆柱状，主筒体外侧上部自上而下分成第一上部、第二上部，第一上部与第二上部之间可拆卸连接，所述的顶升固定机构竖直朝上设于主筒体顶部；
5、所述的破泥钻筒机构包括钻筒、外齿圈、第一电动推杆、e型滑座、第一电机、防护罩、齿轮，所述的钻筒为圆柱形筒，套于主筒体外侧下部，钻筒底部筒口低于主筒体底部筒口，钻筒底部筒口开设有破土齿，所述的外齿圈固设于钻筒顶部之外侧，所述的主筒体两侧分别设有竖直朝下的第一电动推杆，第一电动推杆的推出端分别固接有e型滑座，e型滑座的右侧朝向主筒体外壁，主筒体外壁自上而下开设有滑槽，e型滑座与滑槽滑动配合，所述的第一电机设于e型滑座内的上层，所述的齿轮以及外齿圈外缘均位于e型滑座内的下层，所述的第一电机的动力输出部穿入e型滑座内的下层，与齿轮连接，齿轮与外齿圈啮合，所述的防护罩罩设于e型滑座以及外齿圈外，且防护罩内壁与e型滑座顶部及底部固接；
6、所述的抄泥导流机构包括叶轮装置、旋转升降驱动机构，叶轮装置包括连接座、翼板、扇形叶片，所述的翼板、扇形叶片的数量相同，均至少为4个，所述的翼板尾部与连接座侧面固接，翼板头部为圆弧形，翼板均匀分布于连接座四周，所有翼板内部中空且在同一侧装有转轴，一翼板安装有一扇形叶片，转轴轴体与扇形叶片的一直边连接，扇形叶片的另一直边与相邻的翼板侧边相对应，扇形叶片的尾部形状与对应的连接座侧面形状相匹配，扇形叶片头部弧边为圆弧，所有扇形叶片头部与翼板头部组成圆形，且与钻筒内壁相对应，所述的连接座内部中空且设有第二电机，转轴端部与第二电机连接；旋转升降驱动机构设于主筒体内的轴线处，旋转升降驱动机构下端与连接座中心连接，叶轮装置位于主筒体筒口之下的钻筒内；
7、所述的内横架横向设于主筒体内，所述的内横架设有安装环，棒形振动器纵向布设且与安装环固接，棒形振动器与安装环之间设有缓冲垫层，缓冲垫层具体可以是橡胶缓冲垫，用于缓冲传递到内横架的振动，所述的主筒体顶部固设有呈倒置状的收集斗，棒形振动器下端位于主筒体下部，上端位于收集斗内，收集斗顶口与主筒体顶部的抽吸泵连通，抽吸泵排放口位于主筒体外，所述的主筒体内的下部侧面设有进水口，收集斗顶口、进水口均设有滤网；
8、所述的主筒体正面及背面顶部的中心分别设有第一转动台，主筒体正面及背面下部之左边分别设有第二转动台，主筒体正面及背面下部之右边分别设有第三转动台，第一转动台、第二转动台、第三转动台的厚度均不相同，第一转动台、第二转动台、第三转动台分别连接有绳索，第一转动台、第二转动台、第三转动台的绳索之间错位；第一转动台对应的绳索上设有摄像装置，摄像装置与监视器电连接；
9、所述的控制器分别与第一电动推杆、第一电机、第二电机、棒形振动器6、抽吸泵8电连接。
10、其中，顶升固定机构具体可以是电动推杆；棒形振动器为本领域技术人员熟知的振动设备；旋转导电装置为本领域技术人员熟知的水下旋转导电器件，在水下环境中使用，在实现旋转的同时进行导电，如中国专利技术专利公开的一种水下旋转导电装置（申请号：2019111486707），再如深圳市鸿瑞铭电子有限公司生产的hruw045~100深水型防水集电环（导电滑环）；本专利技术涉及的电动部件，如第一电动推杆、第二电动推杆、第一电机、第二电机、棒形振动器、抽吸泵、摄像装置等均为防水结构，以适应水下使用需求，其中对于电动推杆、电机等装有本领域技术人员熟知的动密封件，摄像装置使用防水相机，而摄像装置与监视器之间通过防水电缆连接；控制器为本领域技术人员熟知的控制设备，例如plc控制器，实现控制器控制被控部件启停，控制器与被控部件之间可以通过防水电缆连接。
11、优选地，还包括三个绳索收放绞盘，第一转动台、第二转动台、第三转动台各对应一绳索收放绞盘；对于载船采样来说，可将收放绞盘安装在可移动悬挂架上。
12、优选地，所述的主筒体1的上部筒壁内设有夹层，夹层中装有配重材料，用于增强采样器沉降稳定性。
13、优选地，所述的旋转升降驱动机构包括第二电动推杆、旋转导电装置、内螺纹套、螺杆，所述的螺杆位于主筒体内的轴线处，所述的第二电动推杆竖直固设于主筒体内的顶部，第二电动推杆下端通过旋转导电装置与螺杆上端连接，所述的内螺纹套固设在内横架中央，螺杆穿过内螺纹套并于内螺纹套螺纹配合，螺杆下端与连接座中心固接；旋转升降驱动机构在实现叶轮装置旋转的同时，使叶轮装置能够升降。
14、优选地，所述的收集斗有两个且对称设置，一收集斗对应有一抽吸泵，棒形振动器有两个，一棒形振动器对应一收集斗。
15、优选地，所述的翼板、扇形叶片均为4个。
16、优选地，还包括样点标记器，样点标记器包括支腿、面板、侧限位板，所述的支腿固设于面板侧边，支腿下端插入湖底泥层中，所述的面板呈“王”字形结构，侧限位板设于支腿外侧；其中支腿可带有倒刺结构，增强埋设稳固性。
17、对于采样器而言，可在主筒体外安装本领域技术人员熟本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种深水湖泊底栖动物采样装置，包括采样器以及控制器，其特征在于所述的采样器包括主筒体（1）、顶升固定机构（2）、破泥钻筒机构（3）、抄泥导流机构（4）、内横架（5）、棒形振动器（6）、收集斗（7）、抽吸泵（8）；
2.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于还包括三个绳索收放绞盘，第一转动台（12）、第二转动台（13）、第三转动台（14）各对应一绳索收放绞盘。
3.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于所述的主筒体（1）的上部筒壁内设有夹层，夹层中装有配重材料。
4.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于所述的旋转升降驱动机构包括第二电动推杆（404）、旋转导电装置（405）、内螺纹套（406）、螺杆（407），所述的螺杆（407）位于主筒体（1）内的轴线处，所述的第二电动推杆（404）竖直固设于主筒体（1）内的顶部，第二电动推杆（404）下端通过旋转导电装置（405）与螺杆（407）上端连接，所述的内螺纹套（406）固设在内横架（5）中央，螺杆（407）穿过内螺纹套（406）并于内螺纹套
5.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于所述的收集斗（7）有两个且对称设置，一收集斗（7）对应有一抽吸泵（8），棒形振动器（6）有两个，一棒形振动器（6）对应一收集斗（7）。
6.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于所述的翼板（402）、扇形叶片（403）均为4个。
7.根据权利要求1~6任一所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于还包括样点标记器，样点标记器包括支腿（17）、面板（18）、侧限位板（19），所述的支腿（17）固设于面板（18）侧边，支腿（17）下端插入湖底泥层中，所述的面板（18）呈“王”字形结构，侧限位板（19）设于支腿（17）外侧。
8.根据权利要求7所述深水湖泊底栖动物采样装置的采样方法，其特征在于包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的采样方法，其特征在于S1步骤每个采样点四周2m范围内还布设有1-3个样点标记器。
10.根据权利要求8所述的采样方法，其特征在于S202步骤叶轮装置工作过程中扬起的淤泥，其中扇形叶片（403）相对于螺杆（407）向外最大转动角度为90°；S203步骤扇形叶片（403）向内转动，其中扇形叶片（403）相对于螺杆（407）向内最大转动角度为5°。
...【技术特征摘要】
1.一种深水湖泊底栖动物采样装置，包括采样器以及控制器，其特征在于所述的采样器包括主筒体（1）、顶升固定机构（2）、破泥钻筒机构（3）、抄泥导流机构（4）、内横架（5）、棒形振动器（6）、收集斗（7）、抽吸泵（8）；
2.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于还包括三个绳索收放绞盘，第一转动台（12）、第二转动台（13）、第三转动台（14）各对应一绳索收放绞盘。
3.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于所述的主筒体（1）的上部筒壁内设有夹层，夹层中装有配重材料。
4.根据权利要求1所述的深水湖泊底栖动物采样装置，其特征在于所述的旋转升降驱动机构包括第二电动推杆（404）、旋转导电装置（405）、内螺纹套（406）、螺杆（407），所述的螺杆（407）位于主筒体（1）内的轴线处，所述的第二电动推杆（404）竖直固设于主筒体（1）内的顶部，第二电动推杆（404）下端通过旋转导电装置（405）与螺杆（407）上端连接，所述的内螺纹套（406）固设在内横架（5）中央，螺杆（407）穿过内螺纹套（406）并于内螺纹套（406）螺纹配合，螺杆（407）下端与连接座（401）中心固接。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋为，李杰，陈异晖，吴学灿，
申请(专利权)人：云南省生态环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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