專利名稱：水體浮標(biāo)剖面采樣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明涉及一種水體浮標(biāo)剖面采樣裝置及方法。
背景技術(shù)：
海洋、湖泊、水庫、河流等水體不同水層的物理、化學(xué)、生物因子差異很大，傳統(tǒng)的監(jiān)測浮標(biāo)一般只針對表層水體進(jìn)行監(jiān)測，不能真實(shí)反映整個(gè)水體剖面的水質(zhì)情況。例如，在海洋中，浮游植物可以在深度0-200m的整個(gè)真光層生存，那么只測量表層水體的 浮游植物生物量是無法代表整個(gè)200m水柱中的浮游植物生物量的。為了能夠?qū)Σ煌疃鹊乃w進(jìn)行長期監(jiān)測，研究人員設(shè)計(jì)了多種方法和裝置來做剖面測量，基本可以分成四類(I)浮標(biāo)剖面運(yùn)動(dòng)法。搭載著測量儀器的浮標(biāo)整體在水體內(nèi)部進(jìn)行剖面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對不同深度的水體進(jìn)行監(jiān)測。最典型的代表是Argos漂流浮標(biāo)，通過調(diào)節(jié)浮力在深度2000m內(nèi)的海域中上下剖面運(yùn)動(dòng)，測量水溫、壓力、鹽度等指標(biāo)，并在浮標(biāo)露出水面時(shí)進(jìn)行衛(wèi)星通訊。我國科研人員也自主設(shè)計(jì)了一些可以做剖面運(yùn)動(dòng)的浮標(biāo)，如中國發(fā)明專利CN100445164C,CN 101738179B 和 CN 102129089A 等。盡管這些浮標(biāo)可以進(jìn)行很好的剖面測量，但都存在電源補(bǔ)給困難、電量耗盡必須結(jié)束工作的問題，同時(shí)只能測量水溫、壓力、鹽度等基本指標(biāo)，復(fù)雜的營養(yǎng)鹽和生物學(xué)指標(biāo)由于耗時(shí)長而無法測量。(2)傳感器剖面運(yùn)動(dòng)法。在浮標(biāo)或平臺(tái)上安裝絞車系統(tǒng)，通過絞車控制傳感器在水面下做剖面運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測量。早在1979年美國發(fā)明專利4157657就提出了這種觀點(diǎn)，美國YSI公司的水質(zhì)垂直剖面自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)也采用了類似方法。這種方法的主要缺點(diǎn)也在于無法測量復(fù)雜的營養(yǎng)鹽和生物學(xué)指標(biāo)。美國專利申請US2003/0092393 Al提出了一種在浮標(biāo)下拖一個(gè)可以調(diào)節(jié)浮力的平臺(tái)，平臺(tái)上搭載儀器，通過控制平臺(tái)的升降來進(jìn)行剖面測量的方法。這種方法中平臺(tái)的升降控制類似于Argos漂流浮標(biāo)，但其供電采用水面浮標(biāo)的太陽能，是可以持續(xù)的。對于平臺(tái)上搭載的儀器類型，該專利沒有詳細(xì)指出。(3)傳感器剖面布放法。在浮標(biāo)或平臺(tái)下拖放一根鋼纜，在鋼纜上每隔一段距離安裝水質(zhì)傳感器，長期放置在水體中進(jìn)行監(jiān)測。典型代表是美國PME公司的溫度鏈T-Chain系統(tǒng)，中國實(shí)用新型專利CN 201497507 UXN 201215902 U和CN2400792Y等也都提出了類似的溫度鏈系統(tǒng)。這種系統(tǒng)也以簡單的測量壓力、溫度等指標(biāo)為主，對于營養(yǎng)鹽和生物學(xué)指標(biāo)無法測量。(4)采樣管剖面運(yùn)動(dòng)法。中國發(fā)明專利申請CN 102381441 A提出了一種通過馬達(dá)控制浮標(biāo)下面的采樣管垂直升降來剖面采樣，并將樣品輸送入浮標(biāo)內(nèi)部的儀器艙進(jìn)行分析測量的方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于將水樣輸送入浮標(biāo)內(nèi)部的儀器艙中可以進(jìn)行較復(fù)雜的測量，如該專利提出的利用流式細(xì)胞術(shù)對浮游植物進(jìn)行計(jì)數(shù)，缺點(diǎn)在于采樣管易隨水流漂移，造成無法精確確定來源水樣的深度。
綜上，目前尚沒有一種較好的方法對水體剖面進(jìn)行完善的物理、化學(xué)和生物學(xué)測量。浮標(biāo)和傳感器剖面運(yùn)動(dòng)法不適合進(jìn)行過程復(fù)雜、耗時(shí)較長的營養(yǎng)鹽、生物學(xué)指標(biāo)的測量；傳感器剖面布放法只能測量簡單的物理指標(biāo)，若將營養(yǎng)鹽分析、生物分析儀器也剖面布放，成本太高；采樣管剖面運(yùn)動(dòng)法易受漂移的影響。目前比較可行的方式是期望設(shè)計(jì)一種可以在浮標(biāo)下進(jìn)行精確的剖面采樣的裝置，將水樣輸送入浮標(biāo)內(nèi)部的儀器艙室中，利用各種先進(jìn)的物理、化學(xué)和生物學(xué)分析儀器進(jìn)行完善的測量，并通過浮標(biāo)太陽能供電系統(tǒng)提供電力，達(dá)到無人值守、長期、連續(xù)監(jiān)測的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水體浮標(biāo)剖面采樣裝置及方法，能夠自動(dòng)采集不同水層的水樣進(jìn)行水質(zhì)分析。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種水體浮標(biāo)剖面采樣裝置，包括安裝在浮標(biāo) 內(nèi)部的電子艙單元和垂直懸掛在所述浮標(biāo)下方的剖面采樣單元；其中所述剖面采樣單元包括剖面進(jìn)水管；多個(gè)三通閥，每隔一段距離安裝在所述剖面進(jìn)水管上，用于采集并輸送不同深度的水樣；鋼纜，與所述浮標(biāo)相連接；多個(gè)壓力傳感器，每隔一段距離安裝在所述鋼纜上，與各個(gè)所述三通閥分別對應(yīng)地安裝在同一水平面上，用于測量各個(gè)所述三通閥處的水壓；以及重錘，與所述鋼纜的最下端相連接，使所述鋼纜盡量保持垂直；所述電子艙單元包括流量計(jì)，與所述剖面進(jìn)水管相連接，用于測量抽取的水樣流速；水質(zhì)測量室，通過管路與所述流量計(jì)相連接，用于對抽取自不同深度的水樣進(jìn)行測量分析；抽水裝置，通過管路連接于所述流量計(jì)與所述水質(zhì)測量室之間的管路上，用于控制所述剖面采樣單元采集不同深度的水樣；數(shù)據(jù)采集模塊，分別與多個(gè)所述壓力傳感器、所述抽水裝置和所述水質(zhì)測量室相連接，用于控制水樣采集、深度測量和水質(zhì)分析，并記錄測量的數(shù)據(jù)；以及太陽能供電系統(tǒng)，分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊和所述水質(zhì)測量室相連接，用于采集太陽能為所述水體浮標(biāo)剖面采樣裝置的工作供電?？蛇x地，所述太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能板，用于采集太陽能并將其轉(zhuǎn)化為電能；蓄電池組，用于存儲(chǔ)所述電能；太陽能電池控制器，分別與所述太陽能板與所述蓄電池組相連接，用于將所述太陽能板轉(zhuǎn)化的電能存儲(chǔ)到所述蓄電池組上，并將所述蓄電池組輸出的電力穩(wěn)壓后輸送供電?？蛇x地，所述三通閥和所述壓力傳感器的數(shù)目均為2 200個(gè)。可選地，所述三通閥的進(jìn)水口處裝有過濾篩，用于濾除水體里的雜質(zhì)。
可選地，所述水質(zhì)測量室對所述水樣進(jìn)行物理、化學(xué)和/或生物指標(biāo)的測量分析?？蛇x地，所述水質(zhì)測量室?guī)в信潘?，通向所述浮?biāo)的外部，用于將測量完的所述水樣排出到所述浮標(biāo)外。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種采用前述的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置進(jìn)行水體剖面采樣的方法，包括步驟a.數(shù)據(jù)采集模塊控制某一深度的三通閥打開其第一通口和進(jìn)水口進(jìn)水；b.啟動(dòng)抽水裝置，按設(shè)定的抽取時(shí)間抽取水樣，流量計(jì)同時(shí)測量抽取的水樣流 速；c.水質(zhì)測量室對抽取進(jìn)入其內(nèi)的水樣進(jìn)行測量分析；d.在上述步驟c的測量結(jié)束后，所述數(shù)據(jù)采集模塊將當(dāng)前深度的所述三通閥的進(jìn)水口關(guān)閉，打開第二通口，并且控制另一深度的三通閥打開其第一通口和進(jìn)水口進(jìn)水；e.重復(fù)上述步驟b d，直到所有深度的三通閥全部采樣結(jié)束，關(guān)閉全部所述三通閥及抽水裝置?？蛇x地，所述抽取時(shí)間=所述水樣由當(dāng)前深度到所述流量計(jì)的時(shí)間+所述水樣由所述流量計(jì)至所述水質(zhì)測量室的時(shí)間+延長時(shí)間?？蛇x地，所述延長時(shí)間是指為了確保抽取的所述水樣是特定深度處的水，排除干擾所需要的保險(xiǎn)時(shí)間?？蛇x地，所述數(shù)據(jù)采集模塊在控制某一深度的三通閥進(jìn)水時(shí)，同步獲取當(dāng)前深度處的壓力傳感器測量到的水壓數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可以對浮標(biāo)下的水體進(jìn)行精確的剖面采樣，鋼纜連接重錘有效地避免了剖面進(jìn)水管的漂移。即使在水流較大的地方，剖面進(jìn)水管發(fā)生了小幅度漂移，每個(gè)三通閥附近的壓力傳感器也可以對采樣深度做校準(zhǔn)，并不影響對整個(gè)水柱的剖面分析。本發(fā)明將水樣輸送入浮標(biāo)內(nèi)部的水質(zhì)測量室進(jìn)行測量分析，既可以做簡單的物理測量，也可以做復(fù)雜的營養(yǎng)鹽、流式細(xì)胞計(jì)數(shù)、調(diào)制葉綠素?zé)晒獾葴y量，比現(xiàn)有的監(jiān)測浮標(biāo)測量指標(biāo)更精確、更完善。本發(fā)明采用太陽能供電系統(tǒng)提供電力，可以真正做到無人值守、長期、連續(xù)采樣的目的，結(jié)合浮標(biāo)監(jiān)測裝置，可以對水體進(jìn)行長期監(jiān)測。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置的實(shí)體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水體浮標(biāo)剖面采樣方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置的實(shí)體結(jié)構(gòu)示意圖。需要注意的是，這些以及后續(xù)其他的附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對本發(fā)明實(shí)際要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。請結(jié)合圖I與圖2所示，該水體浮標(biāo)剖面采樣裝置包括整體安裝在浮標(biāo)8內(nèi)部的電子艙單元100和垂直懸掛在浮標(biāo)8下方的剖面采樣單元200。其中，剖面采樣單元200包括剖面進(jìn)水管9、多個(gè)三通閥101 Inn、鋼纜10、多個(gè)壓力傳感器201 2nn以及重錘11等。每個(gè)三通閥101 Inn均包括第一通口 A、第二通口 B和進(jìn)水口 C，各口之間的通斷可切換。多個(gè)三通閥101 Inn每隔一段距離安裝在剖面進(jìn)水管9上，用于采集并輸送不同深度的水樣。每個(gè)三通閥101 Inn的進(jìn)水口 C處均可裝有過濾篩12，用于濾除水體里的泥沙、懸浮物等雜質(zhì)。鋼纜10的最上端與浮標(biāo)8相連接，最下端連接有重錘11，使鋼纜10盡量保持垂直，以避免鋼纜9隨水流漂移。多個(gè)壓力·傳感器201 2nn每隔一段距離安裝在鋼纜10上，與各個(gè)三通閥101 Inn分別對應(yīng)地安裝在同一水平面上(即三通閥101與壓力傳感器201安裝在同一水平面上，三通閥102與壓力傳感器202安裝在同一水平面上，三通閥Inn與壓力傳感器2nn安裝在同一水平面上等)，用于測量各個(gè)三通閥101 Inn處的水壓。當(dāng)水流過大引起鋼纜9漂移時(shí)，壓力傳感器201-2nn測量的數(shù)據(jù)可用于校正進(jìn)水口的深度。三通閥101 Inn和壓力傳感器201 2nn的數(shù)目范圍為2 200個(gè)，具體數(shù)目根據(jù)采樣需求設(shè)計(jì)。另外，電子艙單元100包括數(shù)據(jù)采集模塊4、抽水裝置5、流量計(jì)6、水質(zhì)測量室7以及太陽能供電系統(tǒng)300等。流量計(jì)6與剖面進(jìn)水管9相連接，用于測量抽取的水樣流速。水質(zhì)測量室7通過管路與流量計(jì)6相連接，用于對抽取自不同深度的水樣進(jìn)行例如物理、化學(xué)和/或生物指標(biāo)的測量分析，例如做復(fù)雜的營養(yǎng)鹽、流式細(xì)胞計(jì)數(shù)、調(diào)制葉綠素?zé)晒獾葴y量。抽水裝置5通過管路連接于流量計(jì)6與水質(zhì)測量室7之間的管路上，用于控制剖面采樣單元200采集不同深度的水樣。數(shù)據(jù)采集模塊4分別與多個(gè)壓力傳感器201 2nn、抽水裝置5和水質(zhì)測量室7相連接，用于控制水樣采集、深度測量和水質(zhì)分析，并記錄測量的數(shù)據(jù)。太陽能供電系統(tǒng)300分別與數(shù)據(jù)采集模塊4和水質(zhì)測量室7相連接，用于采集太陽能為水體浮標(biāo)剖面采樣裝置的工作供電。此外，水質(zhì)測量室7可帶有排水管13，通向浮標(biāo)8的外部，用于將測量完的水樣排出到浮標(biāo)8外。在本實(shí)施例中，該太陽能供電系統(tǒng)300可以具體包括太陽能板I、太陽能電池控制器2和蓄電池組3。太陽能板I用于采集太陽能并將其轉(zhuǎn)化為電能。蓄電池組3用于存儲(chǔ)電能。太陽能電池控制器2分別與太陽能板I與蓄電池組3相連接，用于將太陽能板I轉(zhuǎn)化的電能存儲(chǔ)到蓄電池組3上，并將蓄電池組3輸出的電力穩(wěn)壓后輸送供電。圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水體浮標(biāo)剖面采樣方法的流程圖。本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來表示相同或近似的元件，并且選擇性地省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參照前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。該水體浮標(biāo)剖面采樣方法可以包括步驟執(zhí)行步驟S301，由數(shù)據(jù)采集模塊4根據(jù)程序控制某一深度N的三通閥n打開其第一通口 A和進(jìn)水口 C (即打開C-A路)進(jìn)水。執(zhí)行步驟S302，啟動(dòng)抽水裝置5，按程序設(shè)定的抽取時(shí)間抽取水樣，流量計(jì)6同時(shí)測量抽取的進(jìn)入水管中的水樣流速。執(zhí)行步驟S303，水質(zhì)測量室7對從深度N處抽取進(jìn)入其內(nèi)的水樣進(jìn)行各種測量分析。其中，該水質(zhì)測量室7內(nèi)的水樣可以是連續(xù)流動(dòng)的，也可以根據(jù)分析需要駐留。執(zhí)行步驟S304，在上述步驟S303的測量結(jié)束后，數(shù)據(jù)采集模塊4根據(jù)程序?qū)?dāng)前深度N的三通閥n的進(jìn)水口 C關(guān)閉，打開第二通口 B (即切換到B-A路)。另外，控制另一深度N+1的三通閥n+1打開其第一通口 A和進(jìn)水口 C(即打開C-A路)進(jìn)水。執(zhí)行步驟S305，重復(fù)上述步驟S302 S304，直到所有深度的三通閥101 Inn全部采樣結(jié)束，關(guān)閉全部三通閥101 Inn及抽水裝置5，結(jié)束測量。在本實(shí)施例中，抽取時(shí)間=水樣由當(dāng)前深度到流量計(jì)6的時(shí)間+水樣由流量計(jì)6至水質(zhì)測量室7的時(shí)間+延長時(shí)間。為了確保抽取的水樣是特定深度處的水，延長時(shí)間是用于排除干擾所需要的保險(xiǎn)時(shí)間。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集模塊4還可以在控制不同深度處的三通閥101 Inn進(jìn)水時(shí)，同步獲取當(dāng)前深度處的壓力傳感器201 2nn測量到的水壓數(shù)據(jù)，用以準(zhǔn)確測量三通閥101 Inn處的水深深度，避免由于水流過大引起鋼纜10漂移造成的深度誤差。本發(fā)明可以對浮標(biāo)下的水體進(jìn)行精確的剖面采樣，鋼纜連接重錘有效地避免了剖面進(jìn)水管的漂移。即使在水流較大的地方，剖面進(jìn)水管發(fā)生了小幅度漂移，每個(gè)三通閥附近的壓力傳感器也可以對采樣深度做校準(zhǔn)，并不影響對整個(gè)水柱的剖面分析。本發(fā)明將水樣輸送入浮標(biāo)內(nèi)部的水質(zhì)測量室進(jìn)行測量分析，既可以做簡單的物理測量，也可以做復(fù)雜的營養(yǎng)鹽、流式細(xì)胞計(jì)數(shù)、調(diào)制葉綠素?zé)晒獾葴y量，比現(xiàn)有的監(jiān)測浮標(biāo)測量指標(biāo)更精確、更完善。本發(fā)明采用太陽能供電系統(tǒng)提供電力，可以真正做到無人值守、長期、連續(xù)采樣的目的，結(jié)合浮標(biāo)監(jiān)測裝置，可以對水體進(jìn)行長期監(jiān)測。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種水體浮標(biāo)剖面采樣裝置，包括安裝在浮標(biāo)(8)內(nèi)部的電子艙単元(100)和垂直懸掛在所述浮標(biāo)(8)下方的剖面采樣單元(200);其中 所述剖面采樣單元(200)包括 剖面進(jìn)水管(9)； 多個(gè)三通閥(101 Inn)，每隔一段距離安裝在所述剖面進(jìn)水管(9)上，用于采集并輸送不同深度的水樣； 鋼纜(10)，與所述浮標(biāo)(8)相連接； 多個(gè)壓カ傳感器(201 2nn)，每隔一段距離安裝在所述鋼纜(10)上，與各個(gè)所述三通閥(101 Inn)分別對應(yīng)地安裝在同一水平面上，用于測量各個(gè)所述三通閥(101 Inn)處的水壓；以及 重錘(11)，與所述鋼纜(10)的最下端相連接，使所述鋼纜(10)盡量保持垂直； 所述電子艙單元(100)包括 流量計(jì)出)，與所述剖面進(jìn)水管(9)相連接，用于測量抽取的水樣流速； 水質(zhì)測量室(7)，通過管路與所述流量計(jì)(6)相連接，用于對抽取自不同深度的水樣進(jìn)行測量分析； 抽水裝置(5)，通過管路連接于所述流量計(jì)(6)與所述水質(zhì)測量室(7)之間的管路上，用于控制所述剖面采樣單元(200)采集不同深度的水樣； 數(shù)據(jù)采集模塊(4)，分別與多個(gè)所述壓カ傳感器(201 2nn)、所述抽水裝置(5)和所述水質(zhì)測量室(7)相連接，用于控制水樣采集、深度測量和水質(zhì)分析，并記錄測量的數(shù)據(jù)；以及 太陽能供電系統(tǒng)(300)，分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊(4)和所述水質(zhì)測量室(7)相連接，用于采集太陽能為所述水體浮標(biāo)剖面采樣裝置的工作供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置，其特征在于，所述太陽能供電系統(tǒng)(300)包括 太陽能板(I)，用于采集太陽能并將其轉(zhuǎn)化為電能； 蓄電池組(3)，用于存儲(chǔ)所述電能； 太陽能電池控制器(2)，分別與所述太陽能板⑴與所述蓄電池組⑶相連接，用于將所述太陽能板(I)轉(zhuǎn)化的電能存儲(chǔ)到所述蓄電池組(3)上，并將所述蓄電池組(3)輸出的電カ穩(wěn)壓后輸送供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置，其特征在于，所述三通閥(101 Inn)和所述壓カ傳感器(201 2nn)的數(shù)目均為2 200個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置，其特征在于，所述三通閥(101 Inn)的進(jìn)水口(C)處裝有過濾篩(12)，用于濾除水體里的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置，其特征在于，所述水質(zhì)測量室(7)對所述水樣進(jìn)行物理、化學(xué)和/或生物指標(biāo)的測量分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置，其特征在于，所述水質(zhì)測量室(7)帶有排水管(13)，通向所述浮標(biāo)(8)的外部，用于將測量完的所述水樣排出到所述浮標(biāo)(8)外。
7.ー種采用權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的水體浮標(biāo)剖面采樣裝置進(jìn)行水體剖面采樣的方法，包括步驟 a.數(shù)據(jù)采集模塊(4)控制某一深度的三通閥打開其第一通ロ(A)和進(jìn)水口(C)進(jìn)水； b.啟動(dòng)抽水裝置(5)，按設(shè)定的抽取時(shí)間抽取水樣，流量計(jì)(6)同時(shí)測量抽取的水樣流速； c.水質(zhì)測量室(7)對抽取進(jìn)入其內(nèi)的水樣進(jìn)行測量分析； d.在上述步驟c的測量結(jié)束后，所述數(shù)據(jù)采集模塊(4)將當(dāng)前深度的所述三通閥的進(jìn)水口(C)關(guān)閉，打開第二通ロ(B)，并且控制另ー深度的三通閥打開其第一通ロ(A)和進(jìn)水ロ(C)進(jìn)水； e.重復(fù)上述步驟b d,直到所有深度的三通閥(101 Inn)全部采樣結(jié)束,關(guān)閉全部所述三通閥(101 Inn)及抽水裝置(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水體剖面采樣的方法，所述抽取時(shí)間=所述水樣由當(dāng)前深度到所述流量計(jì)出)的時(shí)間+所述水樣由所述流量計(jì)(6)至所述水質(zhì)測量室(7)的時(shí)間+延長時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水體剖面采樣的方法，其特征在于，所述延長時(shí)間是指為了確保抽取的所述水樣是特定深度處的水，排除干擾所需要的保險(xiǎn)時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水體剖面采樣的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊(4)在控制某一深度的三通閥進(jìn)水時(shí)，同步獲取當(dāng)前深度處的壓力傳感器測量到的水壓數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水體浮標(biāo)剖面采樣裝置及方法，該裝置包括安裝在浮標(biāo)內(nèi)部的電子艙單元和懸掛在浮標(biāo)下方的剖面采樣單元；剖面采樣單元包括剖面進(jìn)水管和每隔一段距離安裝在其上的三通閥；鋼纜和安裝在其上的壓力傳感器，壓力傳感器與各個(gè)三通閥對應(yīng)地安裝在同一水平面；重錘，與鋼纜末端連接；電子艙單元包括流量計(jì)，與剖面進(jìn)水管相連；水質(zhì)測量室，與流量計(jì)相連；抽水裝置，連接于流量計(jì)與水質(zhì)測量室之間；數(shù)據(jù)采集模塊，與壓力傳感器、抽水裝置和水質(zhì)測量室相連接，控制水樣采集、深度測量和水質(zhì)分析，并記錄測量數(shù)據(jù)；太陽能供電系統(tǒng)為整套采樣裝置供電。本發(fā)明能自動(dòng)采集不同水層的水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，做到無人值守、長期、連續(xù)采樣的目的。
文檔編號(hào)G01N1/10GK102680279SQ20121019698
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者姜星, 畢昆, 錢程, 韓志國, 顧群 申請人:上海澤泉科技有限公司