[發明專利]一種實時水樣采集系統及其采集方法

有效

• 申請號: 201210480607.5
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102967490A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 張瑞峰;顧靖華;張經;薛云
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14;G01D21/02
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明屬于痕量分析化學與環境科學領域，尤其涉及一種實時水樣采集系統及其采集方法。

背景技術

采集天然水樣樣本(包括：河流、湖泊、海洋等)，并對其各項物理和化學指標進行分析，是針對天然水樣的物理、化學、生物，以及環境科學研究的重要內容。天然水樣中介質的復雜性對樣品采集和分析的精確性和準確性有很高的要求。采集到無沾污的水樣樣品是真實反映樣品特征的必須前提條件，也就對采水系統提出了更高要求。目前市售的采水系統絕大多數屬于定點采水類型，即在岸邊或船舶停止狀態下，通過固定繩索和采水器的連接、下放、回收，通過機械或電信號觸發而實現預定深度的水樣采集。過去幾十年中這一技術已經有了明顯改進，如Go-Flo或Niskin可將溫鹽深測量儀與采水器捆綁，實現精確的采樣深度控制，并借助鎧裝電纜實現自動取樣。但是針對表層水樣本的采集，由于存在著諸如：船體沾污、表層水污染等問題，已有的采水系統不能滿足無沾污、連續采集樣品的需求。近年來，國內有發明報道一些拖曳式走航采水器，包括利用拖體中的傳感器及潛水泵實現采水深度可控的連續水樣采集裝置，但均無法克服水樣品采集過程中的潛在沾污問題，且無法實時獲得樣品采集過程中船舶走航軌跡，以及溫度、鹽度等重要的水文參數。

發明內容

本發明提出了一種實時水樣采集系統，包括：

拖體，其置于采樣水域中；

采水管，其進水端設置在所述拖體的前端，其用于從采樣水域中傳輸水樣；

采水裝置，其與所述采水管的出水端連通；所述采水裝置通過所述采水管從采樣水域中采集水樣；

水文參數探測器，其設置在所述拖體內部，用于探測所述采樣水域的水文參數；

定位裝置，其用于獲取所述采樣水域的地理位置信息；

所述系統在采集水樣的同時實時采集了所述采樣水域的水文參數和地理位置信息。

其中，所述采水管的進水端從所述拖體的前端伸出。

其中，所述采水管中內襯特氟龍材料涂層。

其中，進一步包括支撐結構；所述支撐結構一端設置在船體上，另一端固定連接并牽引所述拖體，所述支撐結構使所述采水管的進水端與所述船體保持距離。

其中，所述采水管的進水端距離船體至少5米。

其中，進一步包括數據處理器；所述數據處理器與所述水文參數探測器及所述定位裝置實現信號連接，所述數據處理器用于實時記錄所述水文參數探測器測得的水文參數和所述定位裝置獲得的地理位置信息。

其中，所述采水裝置包括：

儲水罐，其與所述采水管連通，存儲從所述采水管采集的水樣；

氣密兩通閥，其與所述儲水罐連接，控制所述儲水罐的氣密性；

排水兩通閥，其與所述儲水罐連接，控制所述儲水罐輸送其中的水樣；

樣品瓶，相對所述排水兩通閥設置，存儲從所述儲水罐中輸出的水樣；

真空泵，其利用抽水管經過三通閥與所述儲水罐連通，用于將水樣通過所述采水管抽提入所述儲水罐中；

蠕動泵，其利用所述抽水管通過所述三通閥與所述儲水罐連通，虹吸抽提水樣。

其中，所述采水裝置中，所述抽水管中內襯特氟龍材料涂層；所述氣密兩通閥、排水兩通閥和三通閥均由特氟龍材料制成。

其中，所述采水裝置進一步包括：

水樣檢測器，其設置在所述真空泵與所述三通閥之間，用于檢測水樣是否已流過所述三通閥。

進一步地，所述采水裝置放置在船舶的潔凈環境中，避免采水過程中因采水裝置的不潔環境對水樣造成污染。

本發明還提出了一種實時水樣采集方法，包括：

步驟一：將所述采水管的進水端與所述水文參數探測器置于被采樣水域中，利用所述水文參數探測器實時探測所述被采樣水域的水文參數，利用所述定位裝置實時獲取所述被采樣水域的地理位置信息，直至所獲得的水文參數及地理位置信息符合采樣要求；

步驟二：啟動所述采水裝置通過所述采水管的進水端從所述被采樣水域中采集水樣，并同時記錄采樣時的被采樣水域的水文參數與地理位置信息。

其中，所述步驟一中，將所述采水管的進水端與所述水文參數探測器設置在所述拖體中；所述拖體通過所述支撐結構與船體保持距離并置于所述被采樣水域中。

其中，所述步驟二中，采集水樣的過程包括：

步驟A1：關閉所述氣密二通閥與排水二通閥，開啟所述真空泵通過所述采水管抽提水樣輸送至所述儲水罐中；