一种便携式柱状沉积物采样器

本实用新型涉及水环境监测和治理技术领域，具体而言是一种便携式柱状沉积物采样器。

背景技术：

作为河流、湖泊和水库等水生生态系统的重要组成部分，沉积物一直是水环境治理研究领域的热点挡。当氮、磷等营养盐或重金属等污染物进入水体后，部分会沉降到底泥中，此时，沉积物就成为了污染物的“汇”，一旦外界条件发生变化，这些污染物又有可能重新释放到上覆水中，造成水体的二次污染，此时，沉积物又扮演着“源”的角色，因此对沉积物样品进行采集并深入研究具有十分重要的意义。

在采集沉积物样品时，一般采样方法为使用抓泥斗或者柱状采样器甚至直接用铁铲采样，用铁铲或者抓泥斗采样时对沉积物扰动较大，采得沉积物样品不具备原始层次特征，而一般柱状柱状采样器取样后使用推板推出，比较费力，同时对沉积物样品有挤压使其层次结构发生变化，并且传统工具设计时只考虑了采集沉积物样品，并没有采集水-沉积物界面附近水样的功能。因此，我们提出了一种操作省力简便、能保证沉积物层次结构且能取得水-沉积物界面附近水样的柱状沉积物采样器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便携式柱状沉积物采样器，以解决现有技术中采样不方便和被采集样品不具备层次特征而满足不了科研需要和难以取得水-沉积物界面水样的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种便携式柱状沉积物采样器，包括安装有单向阀的筒盖、采样刀、设有观察窗的筒体、带刻度的内筒和带刻度的连接杆，所述筒盖由连接部和盖面组成，连接部起到和连接杆固定的作用，盖面顶部设有带有内螺纹结构的孔位，用于安装单向阀和作为采样后采取水-沉积物界面水的取样口，盖面下端具有内螺纹结构可与筒体上端外螺纹结构旋转固定，所述筒体一端连接筒盖，另一端连接环形采样刀，筒体上并设有观察窗便于辅助采集水-沉积物界面水样，同时还可以方便采样者观察所采集沉积物样品的基本理化性质，用于后续分析；所述内筒套在筒体内，有限位环卡在筒体与采样刀相接的位置对其进行固定。

所述单向阀包括外壳、浮动塞和挡块，所述外壳具有上、下两个部分组成，上部直径大于下部直径，上部与下部连接处设有浮动塞，上部上端设有挡块，挡块围绕外壳内侧对称排列。

所述筒盖连接部与连接杆相接，具体而言，筒盖连接部与连接杆连接头设有对应的螺栓孔，并采用蝶形螺栓固定。

所述筒体可以对半打开，且由铰链连接，筒体两端均为外螺纹结构，且筒体一侧设有透明的观察窗。

所述内筒包括样管和限位环，所述样管由透明聚合材料制成，在具备一定支撑性的同时可方便切割，所述样管管体设有刻度，且外径与筒体内径相同以保证样管可以贴合筒体内壁，所述限位环设于样管末端用以固定样管。

所述采样刀为环装，上端为内螺纹结构，可与所述筒体下端外螺纹结构旋转固定，下端为锐利的环刀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型筒盖下端连接筒体，筒体内套有内筒，筒体上下分别由所述筒盖和所述采样刀固定，筒盖设有单向阀，在拔出采样器时单向阀关闭，静水压作用可以保证沉积物样品不会滑落；采样器具有不同长度规格的筒体和与之相匹配的内筒，可采取不同深度的沉积物样品以适应不同的采样需求；筒体上设有观察窗可辅助采样者通过单向阀的安装孔采集水-沉积物界面附近水样，同时还可以方便采样者观察所采集沉积物样品的基本理化性质，用于后续分析；采样完成后，拆除筒盖和采样刀，打开筒体，即可得到包裹沉积物样品的内筒，可根据实验所需按照刻度对不同深度沉积物样品进行切割，亦可将整个内筒两端密封储存，以便后续分析；同时采样器各部件具备易拆卸结构，方便于使用者组装和拆卸，拆卸后方便携带；本实用新型可根据实际需要选择组装连接杆的数目以适用于不同深度水体。

附图说明

图1为本实用新型整体的剖面结构示意图；

图2为本实用新型整体的结构示意图；

图3为本实用新型筒盖的结构示意图；

图4为本实用新型单向阀的结构示意图；

图5为本实用新型筒体的结构示意图；

图6为本实用新型内筒的结构示意图；

图7为本实用新型采样刀的结构示意图；

图8为本实用新型连接杆的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅附图，本实用新型实施例中，一种便携式柱状沉积物采样器，整体从上至下由连接杆6，筒盖1，单向阀2，筒体3，采样刀5组成，特别地，筒体内套有内筒4。

所述筒盖1由带螺栓孔的连接部和盖面组成，盖面顶部一侧设有内螺纹孔位用以安装单向阀2，盖面下端为内螺纹结构用来与筒体3外螺纹结构转转固定。筒盖1上接连接杆6下连筒体3，连接部与连接杆6连接头的对应螺栓孔用蝶形螺栓7固定连接，下端部与筒体3通过螺纹结构旋转固定，同时盖面上的内螺纹孔位用于安装单向阀2和作为水-沉积物界面附近水样的取样口。

所述单向阀2由外壳2-1，浮动塞2-2，挡块2-3组成。所述外壳2-1特征在于下部外侧为螺纹结构，且外径与筒盖1上所设有的内螺纹孔位内径相同，而外壳2-1上部内径大于下侧内径，并在顶部内侧对称排列有挡块2-3。所述浮动塞2-2特征在于其下部直径略小于所述外壳2-1下部内径，上部直径略大于所述外壳2-1下部内径同时略小于上部内径，以保证浮动塞2-2被样管内排出的水流顶起时可有空间供水流通过，同时在浮动塞2-2落下时又可以防止水体回流。所述挡块2-3其特征在于从所述外壳2-1内壁伸出的长度略大于所述浮动塞2-2与外壳2-1上部内壁的半径差，以将浮动塞2-2限制在外壳2-1内。

所述筒体3由可对半打开的外筒3-1，连接两半外筒的铰链3-2，便于观察样品情况的观察窗3-3组成。作为优选，外筒3-1由一定刚性的金属材料制成，观察窗3-3由透明度高且强度高的玻璃材质构成。筒体3闭合时其两端螺纹部分外径与采样刀5和筒盖1的带螺纹部分内径相同。筒体3在保持螺纹部分长度和整体直径不变的情况下，具有10cm、20cm、30cm的长度规格以适应不同的采样需要。

所述内筒4由样管4-1、刻度线4-2、限位环4-3组成。样管4-1由一定支撑性的透明聚合材料制成，对沉积物样品有一定支撑的同时可以方便切割。刻度线4-2精确到毫米级别，目的是帮助使用者准确切割并获取所需不同层次的沉积物样品，同时样管4-1直径和限位环4-3不变的情况下，具有10cm、20cm、30cm三种长度规格。限位环4-3是对内筒4起固定作用，防止内筒4在筒体3内上下移动，其外径等于筒体3螺纹部分外直径，组装时可固定于筒体3与采样刀5的接口处。

所述采样刀5为环形，上端为内螺纹结构，内径与筒体3螺纹部分外径相同，下端为环刀，其最大直径与上端外径相同，最小直径与内筒4内径相同。

所述连接杆6上端设有螺栓孔，且螺栓孔的设置方式与筒盖1连接部相同，连接杆6下端设有连接头，连接头直径等于连接杆6内径，连接头上同样设有螺栓孔且孔径与连接杆6上端螺栓孔孔径相同，连接头可与筒盖1连接部连接，通过蝶形螺栓7固定，也可与连接杆6上端连接起到延长杆体的作用，以适应不同水深。连接杆6杆体上标有刻度，精确到毫米级别，可起到测量工具的作用。

本实用新型的使用方式：到达采样点后，可利用标有刻度的连接杆6，对采样点处的水深进行估算，接着按照采样需求，对采样器进行组装，组装完毕后，手持连接杆6将采样器垂直插入水底，水流会迅速带动单向阀2中的浮动塞2-2冲向挡块2-3，此时单向阀2处于打开状态，可将样管4内气体和水体排到采样器外，当采样器的采样刀5接触到沉积物时，在外力作用下可以快速插入底泥进行采样，采样完成后，拔出采样器，单向阀2中的浮动塞2-2在重力和水流的阻力下冲向单向阀2下部，此时单向阀2处于关闭状态，在静水压的作用下可以保证采样器样管4中的沉积物样品不会滑落。特别地，在将采样器插入沉积物时可根据需要插入特定的深度，若采样器内筒4未被沉积物样品填满，则可带出一部分上覆水样。待取出采样器后，可先取下单向阀2，将注射器伸入筒盖1的螺纹孔内，透过观察窗3-3辅助准确抽取水-沉积物界面水样，之后再进行取出沉积物样品的步骤，或者直接拧下采样刀5和筒盖1，打开筒体3，即可得到包裹沉积物样品的内筒4，可根据需要按刻度对沉积物样品进行切割或将整个内筒4两端密封以便储存运输。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。