本實用新型涉及一種采樣器，具體涉及一種淺層底泥柱狀采樣器。

背景技術(shù)：

底泥是黏土、泥沙、有機質(zhì)及各種礦物的混合物在經(jīng)過長時間物理、化學(xué)及生物等作用及水體傳輸而沉積于水體底部形成的，由于底泥可向水體釋放污染物造成水體的內(nèi)源污染，因而對水體底泥的采集和分析成為治理水污染的一個重要途徑。

底泥的采樣，要求其最大限度的保持底泥樣品的完整性、真實性。根據(jù)采樣原理，可分為抓取式采樣器和鉆取式采樣器兩大類，抓取式采樣器在設(shè)計時并未考慮底泥縱向剖面的特征，在一定程度上破壞了底泥樣品縱向剖面的完整性；鉆取式采樣器通過人為的外力或凈水壓力作用在采樣器上，使底泥從采樣器的采樣口進入到采樣器中，用其采集的底泥樣品為柱狀，研究者可以通過對底泥分層，以全面地了解底泥的基本特征，但目前常用的鉆取式采樣器多為單層管，每次取樣后必須即時將泥樣從取樣管取出，清洗后再進行下一樣取樣工作，而泥樣從取樣管取出后，由于失去取樣管的定型作用，在從取樣點回到研究地點的運輸途中容易發(fā)生斷裂，其完整性被破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種淺層底泥柱狀采樣器，其操作簡易，能夠最大程度的保持原狀的淺層底泥的柱狀樣品的完整性，能有效減小分析誤差。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種淺層底泥柱狀采樣器，包括手柄、采樣裝置和封閉裝置，還包括定螺栓，

所述的手柄從上至下為T型手柄和連接手柄，二者通過接駁件I連接；

所述的采樣裝置包括外套管和內(nèi)套管，內(nèi)套管置于外套管的內(nèi)部；

所述的內(nèi)套管下部的側(cè)壁上開有內(nèi)套管缺口，內(nèi)套管的上端和連接手柄的下端通過接駁件II連接，所述的接駁件II的外壁上開有帶有內(nèi)螺紋的凹槽；

所述的外套管底部斜切形成鉆頭，中部的側(cè)壁上開有外套管缺口，上部對應(yīng)所述凹槽的位置橫切形成一條形的定螺栓軌道，定螺栓軌道的弧長不小于外套管缺口的弧長；鉆頭切面上方的外套管外表面對稱設(shè)有一對限位片；所述的外套管缺口與內(nèi)套管缺口有疊合部；

所述的定螺栓的一端穿過定螺栓軌道后螺紋連接于所述凹槽內(nèi)；

所述的封閉裝置為閉合方向向上的合頁，所述的合頁位于外套管底部斜切口的上方，其橫軸與外套管管壁垂直并固定連接在外套管管壁內(nèi)側(cè)。

本實用新型通過將內(nèi)套管和外套管配合使用，實現(xiàn)了雙層管取樣的技術(shù)效果，具體是將內(nèi)套管通過接駁件與手柄連接，并在接駁件的外壁上開設(shè)帶有內(nèi)螺紋的凹槽，用于與定螺栓配合，將內(nèi)套管置于外套管內(nèi)部，在凹槽所對應(yīng)的的高度位置的外套管上橫向切出一條形定螺栓軌道，定螺栓的一端穿過此軌道并與凹槽處擰緊配合，轉(zhuǎn)動T形手柄即可由定螺栓帶動內(nèi)套管在定螺栓軌道上旋轉(zhuǎn)運動，限位片的設(shè)置能防止在旋轉(zhuǎn)T型手柄時，外套管會隨著內(nèi)套管轉(zhuǎn)動。當限位片豎向插入底泥中時，其能限位外套管在度泥中的轉(zhuǎn)動，從而不僅能僅通過轉(zhuǎn)動T形手柄就能進行取樣操作，而且能減小取樣過程中對底泥的破壞，有助于采樣的精確性。內(nèi)套管和外套管上均開設(shè)有缺口，且這兩個缺口有疊合部，取樣時保持疊合狀態(tài)，能保證水下取樣管內(nèi)各方面力的平衡，能使由外套管下部進入的泥樣的各處壓力保持平衡，這樣不僅對保證采樣時對底泥的擾動性小，而且還能保證所采取泥樣的各層的結(jié)構(gòu)不易被破壞，能保障所采取的泥樣精確性，內(nèi)套管和外套管最佳的狀態(tài)是內(nèi)套管缺口完全被囊括在外套管缺口內(nèi)，采樣作業(yè)前，使內(nèi)套管缺口和外套管缺口最大程度的進行疊合，旋入定螺栓，根據(jù)水體深度和采樣深度選擇手柄的長度，安裝完畢，使內(nèi)外套管處于相對固定狀態(tài)，將采樣器垂直緩慢地插入水體，達到采樣深度后，旋轉(zhuǎn)T型手柄，內(nèi)套管沿定螺栓軌道旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到軌道另一端時，內(nèi)套管缺口完全避開外套管缺口，泥樣自然形成柱狀，將采樣器提出水面，旋下定螺栓，將裝有泥樣的內(nèi)套管取出，進行下一處采樣時，換上新的內(nèi)套管即可，本采樣器采樣時對底泥擾動小，采樣完成后可將充滿泥樣的內(nèi)套管直接取出，從取樣點帶到研究地點，運輸過程中內(nèi)套管一直保持對泥樣的定型，最大程度的保持了原狀的淺層底泥的柱狀樣品的完整性，有效的減小了分析誤差，為水體底泥的采集和分析提供了操作簡易、實用、準確的裝置。

進一步地，為了使取樣時更為省力，鉆頭的切面與取樣插面之間的角度為45°～70°。

進一步地，為了能對設(shè)深度的淺層底泥進行精確采樣，同時，也為了能便于確定水深及采樣深度，T型手柄和連接手柄上均設(shè)有長度標尺。

進一步地，為了便于區(qū)分采樣樣品的上下順序，內(nèi)套管上設(shè)有取樣層次標識。

進一步地，為了便于內(nèi)套管在旋轉(zhuǎn)的過程中能順利地形成柱狀的泥樣，外套管缺口和內(nèi)套管缺口均為120°的弧面。當外套管缺口和內(nèi)套管缺口均為120°的弧面時，內(nèi)套管只需要轉(zhuǎn)過稍大于120°的角度即能將所采取的泥樣旋切出一個柱狀的樣體。同時，外套管缺口和內(nèi)套管缺口均為120°的弧面時，能有效地平衡采樣過種中的壓力，有助力提升采樣的精度。

進一步地，為了保證采樣時底泥進入內(nèi)套管時可以有較大的行程，所述內(nèi)套管缺口的高度占內(nèi)套管高度的1/3。這樣，泥樣在這部分行程中上行時能避免因內(nèi)套管管壁的存在而可能對泥樣的產(chǎn)生的徑向擠壓作用，進而能避免因擠壓而對泥樣結(jié)構(gòu)的破壞。

進一步地，所述的合頁為橢圓形。

進一步地，為了采樣過程中能更省力，所述外套管是外徑由上到下逐漸變小的PVC圓管，所述內(nèi)套管是外徑由上到下與所述外套管同步的逐漸變小的PVC圓管，外套管和內(nèi)套管豎直放置時其外壁與豎直方向的夾角范圍為0.5°～1.5°。

本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，成本低廉，操作簡易，采樣實用、準確，易推廣，采樣時對底泥擾動小，可采用設(shè)定點和設(shè)深度的完整的保持原狀的淺層底泥的柱狀樣品，所采樣品分析時誤差小，從而有助于對底泥性質(zhì)的準確研究；本實用新型還可用于其他淺水沉積物柱狀樣品的采集。

附圖說明

圖1是本實用新型的外觀視圖；

圖2是圖1所示的本實用新型的半剖視圖；

圖3是圖1中A-A向剖視圖；

圖4是圖1中B-B向剖視圖；

圖5是圖1中C-C向剖視圖。

圖中：1、T型手柄，2、連接手柄，3、接駁件I，4、長度標尺，5、鉆頭，6、外套管，7、內(nèi)套管，8、定螺栓，9、接駁件II，10、取樣層次標識，11、定螺栓軌道，12、外套管缺口，13、合頁，14、限位片，15、內(nèi)套管缺口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1至5所示，一種淺層底泥柱狀采樣器，包括手柄、采樣裝置和封閉裝置，還包括定螺栓8，所述的手柄從上至下為T型手柄1和連接手柄2，二者通過接駁件I3連接；

所述的采樣裝置包括外套管6和內(nèi)套管7，內(nèi)套管7置于外套管6的內(nèi)部；外套管6和內(nèi)套管7均可以采用可重復(fù)使用的PVC材料制成；

所述的內(nèi)套管7下部的側(cè)壁上開有內(nèi)套管缺口15，內(nèi)套管7的上端和連接手柄2的下端通過接駁件II9連接，所述的接駁件II9的外壁上開有帶有內(nèi)螺紋的凹槽；手柄2、接駁件I3和接駁件II9均可采用不銹鋼材料制成。接駁件I3和接駁件II9均可以為帶有內(nèi)螺紋的套管。

所述的外套管6底部斜切形成鉆頭5，中部的側(cè)壁上開有外套管缺口12，上部對應(yīng)所述凹槽的位置橫切形成一條形的定螺栓軌道11，定螺栓軌道11的弧長不小于外套管缺口12的弧長；所述的外套管缺口12與內(nèi)套管缺口15有疊合部；為了便于T形手柄1旋轉(zhuǎn)，并防止外套管6隨著內(nèi)套管7轉(zhuǎn)動，在切面上方的外套管6外表面上對稱設(shè)置一對材質(zhì)為PVC的限位片14。限位片14與取樣插面相平行，其可以呈方形，且可以通過PVC材料制成。當限位片14豎向插入底泥中時，其能限位外套管6在度泥中的轉(zhuǎn)動，從而不僅能僅通過轉(zhuǎn)動T形手柄1就能進行取樣操作，而且能減小取樣過程中對底泥的破壞，有助于采樣的精確性。

所述定螺栓8的一端穿過定螺栓軌道11后螺紋連接于所述凹槽內(nèi)；

定螺栓8與定螺栓軌道11滑動配合以實現(xiàn)帶動內(nèi)套管7相對外套管6進行一定角度的轉(zhuǎn)動，定螺栓軌道11的弧長能滿足定螺栓8在其中轉(zhuǎn)動時，內(nèi)套管7上內(nèi)套管缺口15可由與外套管缺口12疊合的狀態(tài)轉(zhuǎn)動到非疊合的狀態(tài)。內(nèi)套管7的外徑與外套管6的內(nèi)徑相匹配，這樣，定螺栓8帶動內(nèi)套管7轉(zhuǎn)動過程中，可以使內(nèi)套管7的遠離內(nèi)套管缺口15的一側(cè)壁轉(zhuǎn)動到外套管缺口12的位置，以將外套管缺口12給封閉。

所述的封閉裝置為閉合方向向上的合頁13，所述的合頁13位于外套管6底部斜切口的上方，其橫軸與外套管6管壁垂直并固定連接在外套管6管壁內(nèi)側(cè)。合頁13達到向上閉合時的頂點時，恰好與內(nèi)套管7的下端相接，在采樣器向下插入的時候，合頁13向上閉合，外套管6在合頁13處的取樣通道口打開，在采樣器向上提出的時候，進入到合頁13上方的泥樣會對合頁13產(chǎn)生向下的壓力，進而使合頁13向下打開將外套管6的上部封閉。

為了便于取樣時鉆頭5順利插入底泥中，鉆頭5的切面與插面之間的角度為45°～70°，最好為60°，60°時能保證取樣時最省力，尤其是在底泥比較硬的地方，能更便于取樣時的順利插入；

如圖1和圖2所示，為了能對設(shè)深度的淺層底泥進行精確采樣，同時，也為了能便于確定水深及采樣深度，在T型手柄1和連接手柄2上均設(shè)有長度標尺4。

為了便于區(qū)分采樣樣品的上下順序，如圖2所示，在內(nèi)套管7上設(shè)有取樣層次標識10。取樣層次標識10可以為字體標識，如“上”或“下”，也可以是凸出設(shè)置在內(nèi)套管7內(nèi)壁上的凸條或凹部，當為凸條或凹部時，其能在所獲取的泥樣上形成凹陷區(qū)或突出部，從而能在泥樣由采樣器中取出后仍能方便地進行辨識。

在采樣時，為保證管內(nèi)各方面壓力平衡，并利于減小采集器下壓過程中的阻力，外套管缺口12和內(nèi)套管缺口15均切為為120°的弧面，當外套管缺口12和內(nèi)套管缺口15均為120°的弧面時，內(nèi)套管7只需要轉(zhuǎn)過稍大于120°的角度即能將所采取的泥樣旋切出一個柱狀的樣體，因為與內(nèi)套管缺口15相對的一側(cè)的240°的弧面均是有管壁存在的，即在采樣初始時，內(nèi)套管7的這部分240°的弧面的管壁已經(jīng)形成了柱狀泥樣的240°弧面，只要內(nèi)套管7轉(zhuǎn)動過120°，即能完成對柱狀泥樣的剩下的120°弧面的旋切，從而能形成一個完整的柱狀泥樣。同時，外套管缺口12和內(nèi)套管缺口15均為120°的弧面時，能有效地平衡采樣過種中的壓力，能最大程度地保障采樣的精度，還能有效降低采樣時的施力強度。其中內(nèi)套管缺口15的上端可以稍高于外套管缺口12的上端，也可以和外套管缺口12的上端相平齊；內(nèi)套管缺口15的下端可稍低于外套管缺口12的下端，也可以和外套管缺口12的下端相平齊，這樣能形成更好的封閉效果，能更有效地保證泥樣的完整性和不被破壞性。外套管6和內(nèi)套管7可以是外管徑和內(nèi)管徑上下均一致的PVC圓管。而為了能較為省力的進行取樣，作為另一種方案，外套管6和內(nèi)套管7的外管徑可以由上到下逐漸變小，而外套管6和內(nèi)套管7的內(nèi)徑可以上下一致，也可以同外管徑一樣由上到下逐漸變小，這樣也能使取樣裝置的外觀整體呈流線型，較為美觀。所述外套管6和內(nèi)套管7均為PVC圓管，當外套管6與內(nèi)套管7的外徑同步地由上到下逐漸變小時，外套管6和內(nèi)套管7豎直放置時其外壁與豎直方向的夾角范圍為0.5°～1.5°，最佳角度是外套管6和內(nèi)套管7豎直放置時其外壁與豎直方向的夾角均為1°。為了保證采樣時底泥進入內(nèi)套管時可以有較大的行程，內(nèi)套管缺口15的高度占內(nèi)套管7高度的1/3。這樣，泥樣在這部分行程中上行時能避免因內(nèi)套管管壁的存在而可能對泥樣的產(chǎn)生的徑向擠壓作用，進而能避免因擠壓而對泥樣結(jié)構(gòu)的破壞。合頁13優(yōu)選為橢圓形。

使用時，首先將帶有凹槽的接駁件II9與內(nèi)套管7相接后，按內(nèi)套管7上的取樣層次標識10，例如“上”的標識指引將內(nèi)套管7置于外套管6內(nèi)，使內(nèi)套管缺口15完全疊合于外套管缺口12內(nèi)，并將定螺栓8通過外套管6上面的定螺栓軌道11旋入接接駁件II9上的凹槽內(nèi)；

根據(jù)水體深度和采樣深度選擇手柄的長度，例如在本次實施實例中需每段手柄段長一米，以螺紋接駁件I3接駁T型手柄1與連接手柄2，形成2米長的手柄，而后將這2米長的手柄與接駁件II9相連接；

安裝完畢后，對準設(shè)定點將取樣管垂直緩慢地插入水體，當鉆頭5接觸到水與底泥界面時，讀取水面在手柄上的讀數(shù)a(水深)，繼續(xù)向下均勻用力，當水面在手柄讀數(shù)b與a之差恰為設(shè)定深度時，達到采樣深度，底泥在壓力的作用下沖開合頁13，進入采樣器，并將外套管6和內(nèi)套管7的下部空間進行填充，停止向下用力,旋轉(zhuǎn)T型手柄1，使內(nèi)套管缺口15在定螺栓8的帶動下沿定螺栓軌道11轉(zhuǎn)動至定螺栓軌道11的另一端，這時內(nèi)套管缺口15完全避開外套管缺口12，此時，內(nèi)套管7內(nèi)的泥樣形成柱狀，然后上下反復(fù)移動T型手柄1，反復(fù)3-5次后，緩慢地向上提采樣器。在取樣管插入水體和底泥的整個過程中，由于外套管缺口12與內(nèi)套管缺口15相重合且整個手柄、采樣管與空氣相通，因而管內(nèi)各方面的力處于平衡狀態(tài)，這樣取樣時能夠達到最省力的狀態(tài)，同時也能最大程度的減小對底泥的擾動性，進而能保證對所取的泥樣的精確性，不會破壞所采取的泥樣的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

在采樣器插入水體和底泥的時候，合頁13向上閉合，通道口打開，在采樣器向上提出的時候，合頁13由于受進入的泥樣的自重作用而受到壓力，而使合頁13向下打開并將外套管6的下部堵塞以形成封閉的效果，所述合頁13向下打開的最大狀態(tài)為兩個頁片均與外套管6的軸心線相垂直，即均處于水平狀態(tài)。

取樣時，先傾斜取樣管整體，待水排出后，旋下定螺栓8，并使其從定螺栓軌道11中移出，將裝有泥樣的內(nèi)套管7從外套管6中取出放置好，清洗外套管6并更換上新的內(nèi)套管7，繼續(xù)采集其他設(shè)定點樣品。

所有樣品帶回實驗室后，將泥樣從內(nèi)套管缺口15取出，并可根據(jù)研究需要將樣品分層，待取完樣品后，將內(nèi)套管7清洗干凈后可循環(huán)使用。