一种地表水入海口断面潮汐自动采样方法及系统与流程

1.本发明涉及地表水入海口断面水样采集技术领域，特别地，涉及一种地表水入海口断面潮汐自动采样方法，另外，还特别涉及一种地表水入海口断面潮汐自动采样系统。


背景技术：

2.目前，针对潮汐河流监测断面采样时，需要在采样点涨潮和退潮时间分别进行采样，工作人员需要掌握采样点历史的涨潮和退潮时间来估算当期的涨潮和退潮时间，以便在适当的时间到达采样点进行采样，到达采样点的路况各有差异，工作人员需凭经验估算路程时间，为了保证不错过涨潮和退潮时间，往往需提前到达采样点等待。另外，潮汐河流监测断面当期同一个采样点需要采两次样，采样工作量是普通断面的两倍。这种人工采样的方式工作效率不高，需要较多的人员参与，存在一定弊端。
3.因此，亟需一种地表水入海口断面潮汐自动采样方法，能够智能化的实现潮汐的自动采样，针对潮汐的特点，捕捉采样的最佳时间节点，采集最具代表性的水样，极大的提升了采样方式的灵活性、多样性，可以减少采样的投入，杜绝采样过程中的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种地表水入海口断面潮汐自动采样方法及系统，以解决目前的地表水入海口断面水样采集方法存在的人员成本高、采集效率低，甚至可能会错过采样时间点的技术问题。
5.根据本发明的一个方面，提供一种地表水入海口断面潮汐自动采样方法，包括以下步骤：
6.步骤s1：在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点布设自动采样装置；
7.步骤s2：判断是否满足采样条件，若满足采样条件则控制自动采样装置采集水样；
8.步骤s3：自动采样装置存储水样采集信息和/或将水样采集信息及自动采样动作命令执行信息无线传输至远程管理平台。
9.进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：
10.步骤s21a：检测自动采样装置在液面下方的水压；
11.步骤s22a：根据检测到的水压值判断是否涨潮或退潮；
12.步骤s23a：若检测到水压值大于设定的第一阈值，则判定已经涨潮，控制对应的自动采样装置采集涨潮水样；若检测到水压值小于设定的第二阈值，则判断已经退潮，控制对应的自动采样装置采集退潮水样。
13.进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：
14.步骤s21b：预设潮汐基础数据库，所述潮汐基础数据库中存储有每个采样点全年每一天的涨潮时间和退潮时间；
15.步骤s22b：获取采样日期和采样点的地理位置；
16.步骤s23b：根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应
的涨潮时间或退潮时间；
17.步骤s24b：根据匹配的涨潮时间或退潮时间控制对应的自动采样装置采集水样。
18.进一步地，若涨潮采样点和退潮采样点为同一位置，还需获取自动采样装置对应的采样点属性，并根据采样日期、采样点的地理位置和采样点属性从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间。
19.进一步地，所述潮汐基础数据库预设在自动采样装置中，通过远程管理平台对潮汐基础数据库进行更新，由自动采样装置根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间后自动采集水样；
20.或者，所述潮汐基础数据库预设在远程管理平台中，由远程管理平台根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间，并将匹配的涨潮时间或退潮时间发送给对应的自动采样装置，所述自动采样装置根据接收的涨潮时间或退潮时间自动采集水样。
21.进一步地，判断潮位维持时间达到预设时间后再控制自动采样装置采集水样。
22.进一步地，所述涨潮采样点和退潮采样点的位置相同或者不同，所述自动采样装置的数量为至少两个，其中至少一个自动采样装置用于进行涨潮采样，至少一个自动采样装置用于进行退潮采样。
23.本发明还提供一种地表水入海口断面潮汐自动采样系统，包括自动采样装置，所述自动采样装置布设在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点处，所述自动采样装置判断是否满足采样条件，若满足采样条件则自动采集水样并存储水样采集信息；
24.或者
25.包括无线通讯连接的自动采样装置和远程管理平台，所述自动采样装置布设在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点处，所述自动采样装置或者远程管理平台判断是否满足采样条件，若满足采样条件则控制自动采样装置采集水样，所述自动采样装置存储水样采集信息和/或将水样采集信息及自动采样动作命令执行信息无线传输至远程管理平台。
26.进一步地，所述自动采样装置包括电性连接的控制模块和水压传感器，所述水压传感器用于检测自动采样装置在液面下方的水压，所述控制模块用于将水压传感器检测到的水压值与预设的第一阈值或者第二阈值进行比较，若比较出水压值大于设定的第一阈值或者水压值小于设定的第二阈值，则控制自动采样装置自动采集水样。
27.进一步地，所述自动采样装置包括电性连接的控制模块和计时器，所述控制模块内预设有潮汐基础数据库，所述潮汐基础数据库中存储有每个采样点全年每一天的涨潮时间和退潮时间，所述控制模块内还预设设置有采样点的地理位置，或者所述自动采样装置还包括与控制模块电性连接的定位模块，所述控制模块通过定位模块获取采样点的地理位置，所述计时器用于获取采样日期，所述控制模块用于根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间，并根据匹配的涨潮时间或退潮时间控制自动采样装置采集水样；
28.或者，所述远程管理平台中预设有潮汐基础数据库，所述潮汐基础数据库中存储有每个采样点全年每一天的涨潮时间和退潮时间，所述自动采样装置包括电性连接的控制模块和无线通讯模块，所述控制模块内预设设置有采样点的地理位置，或者所述自动采样
装置还包括与控制模块电性连接的定位模块，所述控制模块通过定位模块获取采样点的地理位置，所述控制模块通过无线通讯模块将采样点的地理位置无线传输至远程管理平台，所述远程管理平台根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间，并将匹配的涨潮时间或退潮时间无线传输至无线通讯模块，所述控制模块根据接收到的涨潮时间或退潮时间控制自动采样装置采集水样。
29.本发明具有以下效果：
30.本发明的地表水入海口断面潮汐自动采样方法，首先通过在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点分别布设自动采样装置，一旦判断满足采样条件时则控制自动采样装置采集水样，例如当判断已经涨潮时则控制自动采样装置采集涨潮水样，当判断已经退潮时则控制自动采样装置采集退潮水样，水样采集完成后，自动采样装置可以选择将水样采集信息储存起来，工作人员可以根据潮汐表估计大概的时间去采样点提取水样，再从自动采样装置中读取水样采集信息；也可以选择实时将水样采集信息和自动采样动作命令执行信息无线传输至远程管理平台，以提醒采样工作已进行，工作人员可以通过软件平台或app查看水样采集信息和相关日志，查看到水样采集信息后就可以前往采样点提取水样回实验室进行后续检测，起到了采样提醒的作用。因此，本发明的地表水入海口断面潮汐自动采样方法，整个采样过程自动化进行，无需人为干预，采集效率高，并且可以自动判断采样时间点，提高了采集水样的可靠性和准确度。
31.另外，本发明的地表水入海口断面潮汐自动采样系统同样具有上述优点。
32.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
33.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
34.图1是本发明优选实施例的地表水入海口断面潮汐自动采样方法的流程示意图。
35.图2是本发明优选实施例的图1中的步骤s2的子流程示意图。
36.图3是本发明优选实施例的图1中的步骤s2的另一子流程示意图。
37.图4是本发明另一实施例的地表水入海口断面潮汐自动采样系统的模块结构示意图。
38.图5是自动采样装置的结构示意图。
39.图6是自动采样装置设置有出气管路的结构示意图。
40.图7是自动采样装置在出气管路上设置出气阀的结构示意图。
41.图8是自动采样装置进行水样采集过程的示意图。
42.图9是自动采样装置的模块结构示意图。
43.附图标记说明
44.1、自动采样装置；2、远程管理平台；18、潮汐发电模块；10、采样瓶；11、控制模块；12、环境感知传感器；16、无线通讯模块；101、瓶盖；102、瓶体；103、进水管路；104、进水阀；13、计时器；105、防伪检测装置；106、出气管路；107、出气阀；14、定位模块；15、陀螺仪传感器；17、电源模块。
具体实施方式
45.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
46.如图1所示，本发明的优选实施例提供一种地表水入海口断面潮汐自动采样方法，包括以下步骤：
47.步骤s1：在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点布设自动采样装置；
48.步骤s2：判断是否满足采样条件，若满足采样条件则控制自动采样装置采集水样；
49.步骤s3：自动采样装置存储水样采集信息和/或将水样采集信息及自动采样动作命令执行信息无线传输至远程管理平台。
50.可以理解，本优选实施例的地表水入海口断面潮汐自动采样方法，首先通过在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点分别布设自动采样装置，一旦判断满足采样条件时则控制自动采样装置采集水样，例如当判断已经涨潮时则控制自动采样装置采集涨潮水样，当判断已经退潮时则控制自动采样装置采集退潮水样，水样采集完成后，自动采样装置可以选择将水样采集信息储存起来，工作人员可以根据潮汐表估计大概的时间去采样点提取水样，再从自动采样装置中读取水样采集信息；也可以选择实时将水样采集信息和自动采样动作命令执行信息无线传输至远程管理平台，以提醒采样工作已进行，工作人员可以通过软件平台或app查看水样采集信息和相关日志，查看到水样采集信息后就可以前往采样点提取水样回实验室进行后续检测，起到了采样提醒的作用。因此，本发明的地表水入海口断面潮汐自动采样方法，整个采样过程自动化进行，无需人为干预，采集效率高，并且可以自动判断采样时间点，提高了采集水样的可靠性和准确度。
51.可以理解，在所述步骤s1中，所述涨潮采样点和退潮采样点的位置可以相同或者不同，所述自动采样装置的数量为至少两个，其中至少一个自动采样装置用于进行涨潮采样，至少一个自动采样装置用于进行退潮采样。其中，所述自动采样装置固定设置在涨潮采样点和退潮采样点。
52.可以理解，如图2所示，所述步骤s2具体包括以下步骤：
53.步骤s21a：检测自动采样装置在液面下方的水压；
54.步骤s22a：根据检测到的水压值判断是否涨潮或退潮；
55.步骤s23a：若检测到水压值大于设定的第一阈值，则判定已经涨潮，控制对应的自动采样装置采集涨潮水样；若检测到水压值小于设定的第二阈值，则判断已经退潮，控制对应的自动采样装置采集退潮水样。
56.在所述步骤s2中，先利用自动采样装置上的水压传感器检测自动采样装置在液面下方的水压值，从而得到当前液位，然后根据液位判断是否已经涨潮或退潮，当检测到水压值大于设定的第一阈值时，则判断已经涨潮，控制对应的自动采样装置自动采集涨潮水样，当检测到水压值小于设定的第二阈值时，则判断已经退潮，控制对应的自动采样装置采集退潮水样。当然，在本发明的其它实施例中，还可以通过声纳检测液位。另外，判断和采样过程由自动采样装置自动进行，无需人为干预，可以自动、准确地判断采样时间点，提高了采集水样的可靠性和准确度。
57.可以理解，作为另一种选择，如图3所示，所述步骤s2还可以包括以下步骤：
58.步骤s21b：预设潮汐基础数据库，所述潮汐基础数据库中存储有每个采样点全年
每一天的涨潮时间和退潮时间；
59.步骤s22b：获取采样日期和采样点的地理位置；
60.步骤s23b：根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间；
61.步骤s24b：根据匹配的涨潮时间或退潮时间控制对应的自动采样装置采集水样。
62.在所述步骤s2中，首先预设潮汐基础数据库，所述潮汐基础数据库中关联存储有采样点经纬度、日期、涨潮时间和退潮时间，从而积累了每个采样点全年每一天的涨潮时间和退潮时间。然后再获取采样日期和采样点的地理位置，其中，采样点的地理位置可以通过自动采样装置中的定位模块自动获取，也可以预先设置在自动采样装置内。再根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配采样点对应的涨潮时间或退潮时间，最后根据匹配到的涨潮时间或退潮时间控制对应的自动采样装置采集水样。由于每个采样点每天的涨潮时间和退潮时间都是固定的，因此通过预设潮汐基础数据库，只需要获取采样点的地理位置和采样日期即可自动匹配到涨潮时间或退潮时间，再根据涨潮时间或退潮时间定时控制自动采样即可。
63.其中，若涨潮采样点和退潮采样点为同一位置，还需获取自动采样装置对应的采样点属性，即属于涨潮采样点或者退潮采样点，并根据采样日期、采样点的地理位置和采样点属性从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间。若涨潮采样点和退潮采样点为不同位置时，在步骤s1中布设自动采样装置的时候已经将每个自动采样装置对应的采样点属性预置在其内部。
64.另外，所述潮汐基础数据库可以预设在自动采样装置中，通过远程管理平台对自动采样装置中的潮汐基础数据库进行更新，由自动采样装置根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间后自动采集水样。或者，所述潮汐基础数据库预设在远程管理平台中，由远程管理平台根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间，并将匹配的涨潮时间或退潮时间发送给对应的自动采样装置，所述自动采样装置根据接收的涨潮时间或退潮时间自动采集水样。
65.可以理解，作为最优的选择，先通过预设潮汐基础数据库进行匹配以得到涨潮时间或退潮时间，当到达涨潮时间点或退潮时间点时，再通过水压值检测来进一步判断是否已经涨潮或退潮，进一步提高了采样时间点判断的准确性。
66.另外，所述水样采集信息包括水样采集时间、水样采集位置、水样体积中的至少一种。
67.另外，作为优选的，所述步骤s2中还可以包括以下内容：
68.判断潮位维持时间达到预设时间后再控制自动采样装置采集水样。
69.即判断出已经开始涨潮或退潮，且涨潮时间或退潮时间持续了预定时间后再控制自动采样装置采集水样，这样采集到的水样更加具有代表性，水样的可靠性更好。
70.作为一种选择，所述自动采样装置还可以自动记录潮位变化数据，从而形成潮位变化曲线，并将潮位变化曲线传输至远程管理平台。
71.另外，如图4所示，本发明的另一实施例还提供一种地表水入海口断面潮汐自动采样系统，其优选采用上述优选实施例的自动采样方法，所述采样系统包括无线通讯连接的
自动采样装置1和远程管理平台2，所述自动采样装置1布设在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点处，所述自动采样装置1或者远程管理平台2判断是否满足采样条件，若满足采样条件则控制自动采样装置1采集水样，所述自动采样装置1存储水样采集信息和/或将水样采集信息及自动采样动作命令执行信息无线传输至远程管理平台2。
72.本实施例的地表水入海口断面潮汐自动采样方系统，首先通过在地表水入海口断面的涨潮采样点和退潮采样点分别布设自动采样装置1，一旦判断满足采样条件时则控制自动采样装置1采集水样，例如当判断已经涨潮时则控制自动采样装置1采集涨潮水样，当判断已经退潮时则控制自动采样装置1采集退潮水样，水样采集完成后，自动采样装置1可以选择将水样采集信息储存起来，工作人员可以根据潮汐表估计大概的时间去采样点提取水样，再从自动采样装置1中读取水样采集信息；也可以选择实时将水样采集信息和自动采样动作命令执行信息无线传输至远程管理平台2，以提醒采样工作已进行，工作人员可以通过软件平台或app查看水样采集信息和相关日志，查看到水样采集信息后就可以前往采样点提取水样回实验室进行后续检测，起到了采样提醒的作用。因此，本发明的地表水入海口断面潮汐自动采样系统，整个采样过程自动化进行，无需人为干预，采集效率高，并且可以自动判断采样时间点，提高了采集水样的可靠性和准确度。
73.以下针对自动采样装置1的具体结构和功能进行相关描述：
74.如图5至图9所示，所述自动采样装置1包括采样瓶10，所述采样瓶10上安装有控制模块11和多个环境感知传感器12，所述环境感知传感器12用于检测周围水环境的相关参数指标数据，所述控制模块11用于存储环境感知传感器12检测到的相关参数指标数据。其中，所述环境感知传感器12包括用于检测采样瓶10所处位置水深的水压传感器、用于检测水样温度的温度传感器、用于检测水样电导率的电导率传感器、用于检测水环境流量的流量传感器、用于检测水样ph值的ph传感器、用于检测水样浊度的浊度传感器、拾音器、视频采集装置中的至少一种。
75.可以理解，所述自动采样装置1通过在采样瓶10上安装多个环境感知传感器12，可以监测一段时间内周围水环境的温度数据、流量数据、ph值数据、电导率数据等，从而对周围水环境的相关水质参数进行长时间现场监测，并通过控制模块11存储监测数据，当需要获取监测数据时，将采样瓶10捞起即可读取控制模块11内存储的监测数据。并且，监测载体为瓶子，可以根据监测需求灵活设置，适用范围广。
76.可以理解，所述采样瓶10上还安装有与控制模块11电性连接的无线通讯模块16，所述无线通讯模块16用于将环境感知传感器12检测到的相关参数指标数据无线传输至远程管理平台2。例如，所述无线通讯模块16包括3g/4g/5g模块、nb-iot模块、emtc模块、lora模块或者sigfox模块，从而可以将检测数据实时远程传输至远程管理平台2。
77.具体地，所述采样瓶10包括瓶盖101和瓶体102，所述瓶盖101与瓶体102一体化设计或者分体设计，所述瓶盖101上设置有进水管路103，所述进水管路103上设置有进水阀104，所述进水阀104与控制模块11电性连接，所述控制模块11还用于控制进水阀104的状态。所述控制模块11可以根据预设的控制逻辑控制进水阀104的状态，例如，当监测到水位变化、水样温度超标、排污口开始排水、排水量超过标准、水质参数发生变化、水质参数指标超过预设值等情况中的至少一种时，所述控制模块11控制进水阀104打开，由于瓶体102内的压强小于大气压强，水样即可经进水管路103通入瓶体102内，从而实现基于水环境监管
进行自动采样。其中，所述进水阀104可以是电磁阀或者电动阀，即所述控制模块11可以控制进水阀104打开或者关闭或者调节进水阀104的打开程度。
78.可以理解，所述采样瓶10上还设置有与控制模块11电性连接的计时器13，所述控制模块11在控制进水阀104打开的同时控制计时器13记录下采样时间，或者在环境感知传感器12将检测数据传输至控制模块11时，所述控制模块11控制计时器13记录下检测时间，并通过无线通讯模块16将环境感知传感器12检测到的相关参数指标数据、采样时间和/或检测时间传输至远程管理平台2。
79.其中，所述控制模块11和无线通讯模块16设置在瓶盖101内或者设置在瓶体102内的单独腔室中，所述环境感知传感器12则设置在瓶盖101和/或瓶体102的外壁面上。并且，所述环境感知传感器12位于靠近进水管路103的一侧，从而保证环境感知传感器12可以与水接触以对水环境进行监测，同时，由于环境感知传感器12设置在靠近进水管路103的一侧，从而增大了进水管路103所在一侧的重量，确保了进水管路103的进水口位于液面以下以便于进行采样。由于自动采样装置1是固定设置在采样点的，例如将采样瓶10安装在一个固定架上，则需要将无线通讯模块16的天线拉长，保证无线通讯模块16的天线被牵引出水面外或水面附近能传输信号的区域，以确保可以与远程管理平台2实时通讯。
80.另外，作为优选的，所述瓶盖101上与进水管路103相对的一侧还设置有出气管路106，所述控制模块11通过控制进水阀104的状态来控制取样状态。由于出气管路106设置在与进水管路103相对的一侧，故而，当采样瓶10投入水环境中时，出气管路106始终保持与大气连通，进水管路103和出气管路106之间存在一定的压差，从而使水样自动从进水管路103采集至瓶体102内，所述控制模块11通过控制进水阀104的状态即可控制水样的采集状态。
81.作为进一步优选的，所述出气管路106上设置有出气阀107，所述出气阀107与控制模块11电性连接，所述控制模块11还用于控制出气阀107的状态，所述控制模块11通过控制进水阀104和出气阀107的状态来控制取样状态。例如，所述控制模块11可以通过控制进水阀104和出气阀107两者的状态来调节进水管路103和出气管路106之间的压差，从而控制取样状态。
82.另外，作为一种选择，所述采样瓶10可以设计成具有平均密度不同的多个区域，进水管路103位于采样瓶10的平均密度最大的区域，出气管路106位于平均密度最小的区域，将采样瓶10投放至采样点后，进水管路103即位于液面以下，而出气管路106即位于液面以上，当控制模块11控制进水阀104打开时，进水管路103即可自动通入水样至瓶体102内。其中，可以通过采样瓶10自身的制造材料和/或形状加工形成平均密度不同的多个区域；或者通过在采样瓶10内和/或采样瓶10外设置配重结构形成平均密度不同的多个区域，例如在采样瓶10上增设配重块，进水管路103设于配重块附近，从而使进水管路103位于采样瓶10的平均密度最大的区域；或者通过在采样瓶10内和/或采样瓶10外设置气浮结构形成平均密度不同的多个区域。所述无线通讯模块16即设置在平均密度最小的区域。随着水样逐渐进入瓶体102内，使采样瓶10整体的密度分布发生变化，因此采样瓶10的姿态也发生变化，当进水管路103变化至液面以上时，则自动停止采样。采样完成后，进水管路103和出气管路106均高于瓶体102内的液位高度。另外，当进水管路103与出气管路106之间压差为零时，也会自动停止采样，也能实现自动进样和自动停止采样，而无需人工进行采样操作，且结构简单，制造成本低。采样瓶10采样完成后的整体平均密度仍小于周围水环境的密度，因此采样
完的采样瓶10仍漂浮于液面上。从而可以根据水样的采样量要求，对采样瓶10的不同区域的平均密度进行设计，以使采样瓶10的自动采样量符合要求。
83.根据水样的采样量的要求，对采样瓶10的不同区域的平均密度进行设计，以使采样瓶10的自动采样量符合要求。如：通过进水管路103附近区域的平均密度设计成不小于待测水样的密度，出气管路106附近的平均密度不大于待测水样的密度。又或者，进水管路103附近区域的平均密度小于待测水样的密度，但搭配与之连接的结构设计，可使得采样瓶10投放至采样液面后，采样瓶10的内腔与液面之间存在压差，进水管路103附近区域接触液面后，对待采集水样进行部分的排空，使得进水管路103部分或全部位于液面以下，且能确保水样在压差下能够顺畅进入采样瓶10内部即可。例如，进水管路103区域的平均密度小于待测水样的密度，在该区域外接有提供压力的结构或部件，迫使投放至采样点后，进水管路103附近区域接触液面后，同样对待采集水样进行部分的排空，继而使得采样瓶10的内腔也与液面之间存在压差。
84.因此，关于进水管路103和/或出气管路106附近区域的平均密度与待采集水样密度之间没有明确的大小界定，在具体的实施过程中，能够搭配灵活的结构皆能实现，例如，将进水管路103的平均密度小于待采集水样密度的区域，加工成楔形、锥形，采样瓶10投放至采样点，维持平衡后，使得部分或全部进水管路103位于液面以下。
85.以上的描述是以仅列举了本发明较优选的几个实施例为例进行描述的，但是对于本领域技术人员而言，在以上揭示的基础上，可以基于进水管路103区域密度与待采集水样之间的关系，也可以设计出不同于此的其他类似结构。例如，通过在采样瓶10外接辅助结构，给采样瓶10提供动力，使得采样瓶10处于平衡的位置时，确保部分或全部进水管路103位于液面以下即可，这根据具体情况可以适当的调整，关于具体固定的位置关系或者其它实现同等功能的结构形状，这对于本领域技术人员应当是易于构想到的，故在此不再一一赘述。
86.关于采样瓶10的平均密度进行必要的说明：空腔状态下，整个采样瓶10的平均密度为采样瓶10的质量与采样瓶10自身体积的比值；采样状态下，平均密度为采样瓶10和采集至内部的水样的质量之和与采样瓶10的自身体积的比值。优选地，采样瓶10整体的平均密度不大于待采集水样的密度。由此，能确保整个采样瓶10在采样过程及完成后，采样瓶10能够漂浮在待采水样的表面。
87.此外，采样瓶10可以为多个连通的容腔，和/或多个彼此独立的容腔。由此，通过控制阀来可实现一个采样终端可以采取多个采样点的采样；或者一个控制器实现同个采样点，和/或多个采样点的不同时段的采样。
88.可选地，采样瓶10采样前的整体平均密度小于水样的密度。采样瓶10置于采样点后，进水管路103位于采样瓶10的平均密度最大的区域，进水管路103先下沉至液面以下，使水样从进水管路103采集至瓶体102内，瓶体102内的气体则从出气管路106排出至外界。可选地，出气管路106也下沉至液面以下，或者，出气管路106未下沉至液面以下。当采样瓶10内的液位高度与采集点的液位高度齐平时则会自动停止采样。随着水样逐渐进入瓶体102内，使采样瓶10整体的密度分布发生变化，因此采样瓶10的姿态也发生变化，当进水管路103变化至液面以上时，则自动停止采样。采样瓶10采样完成后的整体平均密度仍小于周围水环境的密度，因此采样完的采样瓶10仍漂浮于液面上。采样瓶10的自动采样量等于采样
瓶10的排液体积，根据水样的采样量要求，对采样瓶10的不同区域的平均密度进行设计，以使采样瓶10的自动采样量符合要求。
89.可选地，采样瓶10采样前的整体平均密度等于液体样品的密度。采样瓶10置于采样点后，进水管路103位于采样瓶10的平均密度最大的区域，进水管路103先下沉至液面以下，使水样从进水管路103采集至瓶体102内，瓶体102内的气体则从出气管路106排出至外界，当瓶体102内充满水样后，则自动停止采样，采样瓶10采集完后悬浮于液面以下。
90.可选地，采样瓶10采样前的整体平均密度大于水样的密度，则采样瓶10采集完后沉于液面以下。采样瓶10的自动采样量等于采样瓶10的总容积，根据水样的采样量要求，对采样瓶10的整体平均密度以及采样瓶10的总容积进行设计，以使采样瓶10的自动采样量符合要求。
91.另外，作为另一种选择，可以在瓶体102内设置一个真空腔，真空腔内的压强小于大气压强，当控制模块11控制进水阀104打开时，利用真空腔与大气压强之间的压力差将水样自动定量压送至采样瓶10的真空腔内。并且，还可以预先根据所需的进样量调节真空腔内的压强，将采样瓶10投放至水中后，进水管路103位于水面以下，通过控制模块11将进水阀104打开，利用真空腔与大气压强之间的压力差将水样自动压送至采样瓶10的真空腔内，直至真空腔内的水样达到所需的进样量时自动停止进样。
92.可以理解，在上述两种选择中，所述控制模块11只需控制进水阀104打开开始自动进样，而无需再另行控制停止进样，由采样瓶10基于自身采样后的姿态自动停止进样。
93.可以理解，所述瓶盖101和瓶体102分体设计，所述瓶盖101和瓶体102之间设置有用于检测瓶盖101是否被拧动的防伪检测装置105，所述防伪检测装置105与控制模块11电性连接，所述控制模块11还用于在防伪检测装置105检测到瓶盖101被拧动时记录下拧动事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2，从而提醒工作人员此次水样可能被篡改，放弃采用此次水样进行检测，从而起到水样防伪功能。另外，当环境感知传感器12监测到水质异常、液位变化、温度变化等情况时，所述控制模块11可以记录下异常事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2，从而起到监测提醒作用。
94.其中，所述防伪检测装置105包括压电传感器、电磁传感器、接触开关和探针中的至少一种。当采用压电传感器时，所述压电传感器设置在瓶盖101和瓶体102之间，当拧动瓶盖101时，压电传感器可以检测到压力发生变化并反馈至控制模块11，控制模块11即可记录下拧动事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2，以提醒工作人员此次水样可能被篡改。而当采用电磁传感器时，所述电磁传感器设置在瓶盖101和瓶体102之间，当拧动瓶盖101时会引起磁场变化，电磁传感器则会生成反馈电信号传输至控制模块11，控制模块11即可记录下拧动事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2。当采用接触开关时，一个触点设置在瓶盖101上，另一个触点设置在瓶体102上，当瓶盖101拧紧时，两个触点刚好接触，电路导通，而当瓶盖101被拧动时，两个触点错开，电路断开，所述控制模块11即可监测到电路处于断开状态，即可判定瓶盖101被拧动，所述控制模块11即记录下拧动事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2。当采用探针时，其中一根探针设置在瓶盖101上，另一根探针设置在瓶体102上，当瓶盖101拧紧时，两个探针刚好接触，电路导通，而当瓶盖101被拧动时，两个探针错开，电路断开，所述控制模块11即可监测到电路处于断开状态，即可判定瓶盖101被拧动，所述控制模块11即记录下拧动事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2。
另外，作为一种选择，所述采样瓶10上还设置有防伪标签，每个采样瓶10对应唯一的防伪标签，当将水样取回试验室后，通过扫描防伪标签获取标签信息，并与预存的标签信息进行比对以验证采样瓶10的真实性，以防止在运输过程中对整个采样瓶10进行调换，进一步提高了水样的防伪性能。其中，所述防伪标签可以是二维码、条形码、rfid中的至少一种。
95.作为另一种选择，所述瓶盖101上设置有延伸至瓶体102内并用于检测水样电导率的探针，所述探针与控制模块11电性连接，所述控制模块11还用于在探针检测到水样的电导率发生变化时记录为标记事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2，从而提高了水样的防伪性能。例如，当拧下瓶盖101后，探针的检测结果会置零，从而控制模块11可以判定瓶盖101被拧下，水样可能被篡改，所述控制模块11即记录为标记事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2，提醒检测人员瓶盖101被打开过。或者，当人工破坏瓶体102而不拧下瓶盖101进行水样替换时，探针可以检测出前后水样的电导率发生了变化，控制模块11即记录为标记事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2，提醒检测人员水样被篡改。另外，在本发明的其它实施例中，所述控制模块11还可以根据探针的检测结果获取瓶体102内的液位状态，例如，根据预设的液位位置设置探针在瓶体102内的伸入位置，比如当探针底部在瓶体102内的位置即对应50ml的液位，当水样在瓶体102内达到50ml液位时，探针具有检测数据，从而控制模块11即可判定当前液位为50ml；或者，探针的底部位于与瓶体102顶部齐平的位置，只有当瓶体102内注满水样时，探针才能有检测数据。
96.作为优选的，所述采样瓶10还包括用于检测瓶体102内压力的压力传感器或者用于检测瓶体102内液位的液位检测传感器，所述控制模块11还用于根据压力传感器或者液位检测传感器的检测结果控制取样状态以实现定量取样。压力传感器的压力检测结果和液位检测传感器的液位检测结果均可以对应地转换成取样体积，利用压力传感器或者液位检测传感器实时监测采样瓶10内的取样体积并将检测结果传输至控制模块11，所述控制模块11则根据检测结果控制取样状态，从而实现定量取样，并将取样体积信息传输至远程管理平台2。所述液位检测传感器包括液位传感器和接近传感器中的至少一种。
97.作为优选的，所述采样瓶10上还安装有与控制模块11电性连接的定位模块14，所述控制模块11还用于通过定位模块14获取采样瓶10的位置信息。其中，所述定位模块14可以是gps定位模块、北斗定位模块、伽利略定位模块中的任一种。通过定位模块14实时获取采样瓶10的位置，可以将实时位置同监测数据关联存储或者一同传输至远程管理平台2，提高了采样的真实性，还可以便于对采样瓶10进行回收，在后续的水样运输过程中也可以全程对水样进行定位监管，防止运输途中篡改水样，进一步提升了水样防伪性能。
98.作为优选的，所述采样瓶10上还安装有与控制模块11电性连接并用于检测采样瓶10姿态的陀螺仪传感器15，所述控制模块11还用于在陀螺仪传感器15检测到采样瓶10的当前姿态不符合预设姿态范围时记录下姿态异常事件或者生成报警信息传输至远程管理平台2。所述控制模块11中预设有采样瓶10投入水环境中的预设姿态范围，采样瓶10的姿态只有在预设姿态范围内时才能确保可以顺利取样，通过陀螺仪传感器15检测采样瓶10的当前姿态并将检测结果传输至控制模块11，一旦控制模块11比对出采样瓶10的当前姿态不符合预设姿态范围时，意味着采样瓶10的当前姿态不符合要求，可能无法正常进样，比如进水管路103位于液面上方，而出气管路106则位于液面下方，所述控制模块11即生成报警信息通过无线通讯模块16传输至远程管理平台2，以及时提醒工作人员对采样瓶10安装在固定架
上的姿态进行人为调整。
99.作为优选的，所述瓶体102内还预置有保存剂，用于防止采集的水样发生变质而影响后续的检测。
100.另外，所述自动采样装置1还包括电源模块17，用于给各个功能模块和传感器供电。作为优选的，还包括与电源模块17和控制模块11电性连接的电源电量检测器，其可以实时检测电源模块17的电量，当检测到电源模块17的剩余电量不足时反馈给控制模块11，所述控制模块11即发出报警信息传输至远程管理平台2，以提醒工作人员及时对自动采样装置1进行充电或者更换电源模块17。
101.具体地，通过水压传感器检测自动采样装置1在液面下方的水压，并将检测结果传输至控制模块11，所述控制模块11则将水压传感器检测到的水压值与预设的第一阈值或者第二阈值进行比较，若比较出水压值大于设定的第一阈值，则控制负责涨潮采样的自动采样装置1采集涨潮水样；或者，若比较出水压值小于设定的第二阈值，则控制负责退潮采样的自动采样装置1采集退潮水样。
102.另外，所述控制模块11内预设有潮汐基础数据库，所述潮汐基础数据库中存储有每个采样点全年每一天的涨潮时间和退潮时间，所述控制模块11内还预设设置有采样点的地理位置，或者通过定位模块14获取采样点的地理位置，并通过所述计时器13获取采样日期，所述控制模块11则根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间，并根据匹配的涨潮时间或退潮时间控制进水阀104打开，即控制自动采样装置1采集水样。
103.或者，所述远程管理平台2中预设有潮汐基础数据库，所述潮汐基础数据库中存储有每个采样点全年每一天的涨潮时间和退潮时间，所述控制模块11内预设设置有采样点的地理位置，或者通过定位模块14获取采样点的地理位置，所述控制模块11通过无线通讯模块16将采样点的地理位置无线传输至远程管理平台2，所述远程管理平台2根据采样日期和采样点的地理位置从潮汐基础数据库中自动匹配对应的涨潮时间或退潮时间，并将匹配的涨潮时间或退潮时间无线传输至无线通讯模块16，所述控制模块11根据接收到的涨潮时间或退潮时间控制进水阀104打开，即控制自动采样装置1采集水样。
104.另外，所述自动采样装置1还包括潮汐发电模块18，所述潮汐发电模块18分别与控制模块11、水压传感器电性连接，从而为其供电。但是，当自动采样装置1包括电源模块17时，所述潮汐发电模块18则与电源模块17连接以为其充电，而供电功能由电源模块17执行。
105.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。