一种用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置

摘要

本发明涉及一种用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置。包括防护挂架，在防护挂架的内部安装固定有中心筒，在中心筒的周围安装有多个样品管组件，在中心筒的顶部安装有上平台板、底部安装有下平台板，在两个平台板上各安装有多个堵口组件；还包括上端的外侧设有吸口的吹水管以及驱动吹水管作回转转动的驱动组件；吹水管的主体部分穿过两个平台板中部的密封且下端与一个潜水泵的进水管通过旋转接头连接；在中心筒的外壁上安装有压力传感器，在中心筒的内部安装有控制电路板，各堵口组件和驱动组件的动作元件、压力传感器以及潜水泵与控制电路板连接。本发明结构设计合理，具备自动采样能力，有效保证采集的水样与设定深度的水体保持一致。

权利要求

1.一种用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，其特征是：包括笼形形状的防护挂架（3），在防护挂架（3）的内部中心位置安装固定有中心筒（8），在中心筒（8）的周围通过横梁（6）安装有多个周向等角度间隔布置的样品管组件（5），在中心筒（8）的顶部安装有上平台板（12）、底部安装有下平台板（14），在上平台板（12）和下平台板（14）上各安装有多个周向等角度间隔布置的、分别对样品管组件（5）的上端口和下端口封闭的堵口组件（4）；

还包括上端的外侧设有吸口（9‑1）的吹水管（9）以及驱动吹水管（9）作回转转动的驱动组件（10），吹水管（9）在转动过程中其吸口（9‑1）顺次地与各样品管组件（5）的上端口对正；吹水管（9）的主体部分穿过上平台板（12）中部的上平台板密封（20）以及下平台板（14）中部的下平台板中部密封（22）且下端与装置底部的一个潜水泵（16）的进水管通过旋转接头（15）连接；在中心筒（8）的外壁上安装有压力传感器（7），在中心筒（8）的内部安装有控制电路板（19），各堵口组件（4）和驱动组件（10）的动作元件、压力传感器（7）以及潜水泵（16）与控制电路板（19）连接；

样品管组件（5）包括竖直的样品管（5‑3），其上端设有向内弯折的上弯折管段（5‑1）、下端设有向内弯折的下弯折管段（5‑5），上弯折管段（5‑1）的内端口为样品管组件（5）的上端口，下弯折管段（5‑5）的内端口为样品管组件（5）的下端口；在样品管（5‑3）的外侧壁的中上部安装有气阀（5‑2）、中下部安装有取水阀（5‑4）；

堵口组件（4）包括安装在所在平台板上的外壳（4‑1），在外壳（4‑1）的前端安装有中部带有堵口轴座（4‑4）的封口板（4‑7），在外壳（4‑1）的内部安装有堵口电机（4‑2）且其电机轴从堵口轴座（4‑4）伸出并对接连接有螺柱（4‑5），还包括后部带有伸缩套管（4‑6）、前部设有堵口半球（4‑10）的基板（4‑9），螺柱（4‑5）位于伸缩套管（4‑6）内，在封口板（4‑7）的边缘设有导向孔且在该导向孔内设有导向杆（4‑8），导向杆（4‑8）的前端与基板（4‑9）固定连接。

2.如权利要求1所述的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，其特征是：驱动组件（10）包括安装在吹水管（9）上的齿盘（10‑1），在上平台板（12）的中部安装有驱动轴座（10‑3），在中心筒（8）的内部安装有驱动电机（10‑4）且其电机轴从驱动轴座（10‑3）穿出并安装有齿轮（10‑2），齿轮（10‑2）与齿盘（10‑1）啮合传动。

3.如权利要求2所述的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，其特征是：在中心筒（8）的内部还安装有蓄电池（18），蓄电池（18）与控制电路板（19）连接，在中心筒（8）的外壁上还安装有与控制电路板（19）连接的充电接线端子。

4.如权利要求3所述的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，其特征是：在下平台板（14）的下方还安装有中部带有压盖密封（25）的压盖（13），吹水管（9）穿过压盖密封（25），在下平台板（14）的下表面还设有密封圈槽且在密封圈槽内安装有密封垫圈（23）。

5.如权利要求4所述的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，其特征是：在压盖（13）的底部安装有相对的两个支座（24），潜水泵（16）安装固定在两个支座（24）之间，在潜水泵（16）的出水口上安装有射流方向向下的排水管（17）。

6.如权利要求5所述的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，其特征是：防护挂架（3）包括顶部框架（3‑1）和底部框架（3‑4），在两者之间安装有多个周向等角度间隔布置的连接立柱（3‑3），中心筒（8）采用多组支撑连接梁与防护挂架（3）的多个连接立柱（3‑3）固定连接，各组支撑连接梁分别位于相邻两组横梁（6）之间。

7.如权利要求6所述的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，其特征是：横梁（6）包括在中部采用螺栓对接连接的横梁内段和横梁外段，横梁内段的内端与中心筒（8）的外壁焊接固定，横梁外段的外端与样品管组件（5）的样品管（5‑3）焊接固定。

说明书

一种用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置

技术领域

[0001] 本发明属于采样设备技术领域，尤其涉及一种用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置。

背景技术

[0002] 在海洋及内陆水域的水质及浮游生物监测工作中通常涉及到对水样的采样作业，在采样作业中对水体的样本进行获取，通过后期的实验室检测工作来获取水质信息以及浮游生物信息。在检测的要求方面，为了全方位地获取水质信息和浮游生物信息，通常需要在同一水域的不同深度进行水样的采集，通过对不同深度的水样进行检测，得出各项指标在同一水域不同深度的变化情况，因此对水样进行设定深度的采集成为水样采集的重要内容。

[0003] 如前所述，在同一水域进行多深度的分层水样采集已经成为了当前的基本采样需求，人们不断开发设计新的采样设施，力求降低采样作业负担、提升采样效率以及采样有效性。中国发明专利CN112834286A的说明书中公开了一种采水器，包括在步进电机的动力驱动端转动连接有减速机，减速机的输出端转动连接有转盘，转盘的外侧边缘开设有缺口，底座的内部铰接有翻板，且翻板的一端位于转盘的底部，扭簧挂在翻板的另一端，翻板的顶部开设有挂钩，上盖拉索的尾部挂在挂钩的内部，上盖和下盖之间固定连接有弹力带，上盖的外部一端固定安装有上盖拉索，上盖拉索上固定安装有下盖拉索，且下盖拉索的底部与下盖相接，实现了对不同深度的水体进行采样保存，避免了多次往返的操作。由此可知，该发明的技术方案中设置了多个水样瓶并且通过在不同深度闭合水样瓶的上下两端，实现对水样的封闭。

[0004] 前述发明的技术方案存在如下问题：多个水样瓶在采水器沉降的过程中，通过在设定深度封闭上下两端以实现对水样的封闭保存，该采水器的工作原理以采水器在水体中沉降时水体在各采样瓶内自由流通为前提，只有水体在水样瓶内自由流通才能保证水样瓶上下端封闭时瓶内的水体与外部环境的水体是完全相同的。然而，实际采样作业中通常并不能达到前述理想条件：在一些水域中，水体是流动而并非静止的，这就导致水样瓶并不是以竖直的方式沉降的，在一些情况下，采水器在水流的作用下甚至会处于较大角度的倾斜状态，这就导致水样瓶内的水体并不一定随时与周围水体保持交换和同步。加之采水器上方和下方等部件结构对水流的影响，导致在特定深度采集得到的水样并不是该深度水体的真实反映，导致采样作业存在问题，为水质监测和浮游生物监测工作带来了困扰。因此，需要对采样装置的结构进行优化设计，以解决上述技术问题。

发明内容

[0005] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、具备自动采样能力、有效保证采集的水样与设定深度的水体保持一致的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置。

[0006] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置包括笼形形状的防护挂架，在防护挂架的内部中心位置安装固定有中心筒，在中心筒的周围通过横梁安装有多个周向等角度间隔布置的样品管组件，在中心筒的顶部安装有上平台板、底部安装有下平台板，在上平台板和下平台板上各安装有多个周向等角度间隔布置的、分别对样品管组件的上端口和下端口封闭的堵口组件；还包括上端的外侧设有吸口的吹水管以及驱动吹水管作回转转动的驱动组件，吹水管在转动过程中其吸口顺次地与各样品管组件的上端口对正；吹水管的主体部分穿过上平台板中部的上平台板密封以及下平台板中部的下平台板中部密封且下端与装置底部的一个潜水泵的进水管通过旋转接头连接；在中心筒的外壁上安装有压力传感器，在中心筒的内部安装有控制电路板，各堵口组件和驱动组件的动作元件、压力传感器以及潜水泵与控制电路板连接。

[0007] 优选地：样品管组件包括竖直的样品管，其上端设有向内弯折的上弯折管段、下端设有向内弯折的下弯折管段，上弯折管段的内端口为样品管组件的上端口，下弯折管段的内端口为样品管组件的下端口；在样品管的外侧壁的中上部安装有气阀、中下部安装有取水阀。

[0008] 优选地：堵口组件包括安装在所在平台板上的外壳，在外壳的前端安装有中部带有堵口轴座的封口板，在外壳的内部安装有堵口电机且其电机轴从堵口轴座伸出并对接连接有螺柱，还包括后部带有伸缩套管、前部设有堵口半球的基板，螺柱位于伸缩套管内，在封口板的边缘设有导向孔且在该导向孔内设有导向杆，导向杆的前端与基板固定连接。

[0009] 优选地：驱动组件包括安装在吹水管上的齿盘，在上平台板的中部安装有驱动轴座，在中心筒的内部安装有驱动电机且其电机轴从驱动轴座穿出并安装有齿轮，齿轮与齿盘啮合传动。

[0010] 优选地：在中心筒的内部还安装有蓄电池，蓄电池与控制电路板连接，在中心筒的外壁上还安装有与控制电路板连接的充电接线端子。

[0011] 优选地：在下平台板的下方还安装有中部带有压盖密封的压盖，吹水管穿过压盖密封，在下平台板的下表面还设有密封圈槽且在密封圈槽内安装有密封垫圈。

[0012] 优选地：在压盖的底部安装有相对的两个支座，潜水泵安装固定在两个支座之间，在潜水泵的出水口上安装有射流方向向下的排水管。

[0013] 优选地：防护挂架包括顶部框架和底部框架，在两者之间安装有多个周向等角度间隔布置的连接立柱，中心筒采用多组支撑连接梁与防护挂架的多个连接立柱固定连接，各组支撑连接梁分别位于相邻两组横梁之间。

[0014] 优选地：横梁包括在中部采用螺栓对接连接的横梁内段和横梁外段，横梁内段的内端与中心筒的外壁焊接固定，横梁外段的外端与样品管组件的样品管焊接固定。

[0015] 本发明的优点和积极效果是：

[0016] 本发明提供了一种结构设计合理的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置，与现有的分层采水器设施相比，本发明中的定量分层采样装置通过在中心筒的周围设置多个样品管组件并且在上下两个平台板上安装多组对样品管组件的上端口和下端口进行封闭的堵口组件，实现了在不同水域深度条件下可控地启动多组堵口组件、将不同深度水层中的水样以定量的方式封闭在样品管组件内的技术效果，实现了定量和分层方式的多份水样采集，提升了水质及浮游生物监测工作中水样采集作业的效率。通过在中心筒上安装压力传感器并且采用控制电路板从压力传感器接收水深信号后控制各组堵口组件单独动作，实现了对设定深度的不同水层进行自动方式采集水样的技术效果，具备自动获取多份水样的能力，降低了水样采集作业的操作负担。

[0017] 通过设置吹水管以及潜水泵，并且采用驱动组件驱动吹水管作回转转动且在回转转动的过程中吹水管上的吸口与各样品管组件的上端口对正，在堵口组件产生具体的堵口动作之前，先启动主动吹水动作，迫使特定位置的样品管组件其管内水体与外部环境水体发生流动交换，这样能够有效保证管内的水样与采集深度的水体保持一致，实现了准确采样，这有助于提升水样获取的有效性，保证后期水质监测和浮游生物监测的数据准确性。

附图说明

[0018] 图1是本发明的主视结构示意图；

[0019] 图2是图1中堵口组件的结构示意图；

[0020] 图3是图1中样品管组件的结构示意图，

[0021] 图4是本发明中主体部分的主视结构示意图。

[0022] 图中：

[0023] 1、吊环；2、吊缆；3、防护挂架；3‑1、顶部框架；3‑2、连接环；3‑3、连接立柱；3‑4、底部框架；4、堵口组件；4‑1、外壳；4‑2、堵口电机；4‑3、堵口密封；4‑4、堵口轴座；4‑5、螺柱；4‑6、伸缩套管；4‑7、封口板；4‑8、导向杆；4‑9、基板；4‑10、堵口半球；5、样品管组件；5‑1、上弯折管段；5‑2、气阀；5‑3、样品管；5‑4、取水阀；5‑5、下弯折管段；6、横梁；7、压力传感器；8、中心筒；9、吹水管；9‑1、吸口；10、驱动组件；10‑1、齿盘；10‑2、齿轮；10‑3、驱动轴座；10‑4、驱动电机；11、底座；12、上平台板；13、压盖；14、下平台板；15、旋转接头；16、潜水泵；17、排水管；18、蓄电池；19、控制电路板；20、上平台板密封；21、下平台板外侧密封；22、下平台板中部密封；23、密封垫圈；24、支座；25、压盖密封。

具体实施方式

[0024] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

[0025] 请参见图1，本发明的用于水质及浮游生物监测的定量分层采样装置包括笼形形状的防护挂架3，防护挂架3用于对内部的组件产生安全防护作用，避免内部的组件受到碰撞而损坏。另一方面，防护挂架3用于吊挂升降使用，执行采样操作时，本定量分层采样装置从水面上的船舶下放到水域内，船载的升降设备通过缆绳连接防护挂架3，升降设备将本定量分层采样装置缓慢地在采样水域内沉降，完成采样作业后再将本定量分层采样装置提升至水面以上。

[0026] 本实施例中，防护挂架3包括顶部框架3‑1和底部框架3‑4，在两者之间安装有多个周向等角度间隔布置的连接立柱3‑3，构成圆柱形的笼形结构。具体地，顶部框架3‑1包括圆环形的外部边框以及位于内部的多个等角度布置的辐射筋，各辐射筋的内端焊接固定、外端与外部边框焊接固定，底部框架3‑4的结构与顶部框架3‑1的结构完全相同，各连接立柱3‑3的上端与顶部框架3‑1的外部边框焊接固定、下端与底部框架3‑4的外部边框焊接固定。

[0027] 在防护挂架3的内部中心位置安装固定有中心筒8，在中心筒8的周围通过横梁6安装有多个周向等角度间隔布置的样品管组件5。在中心筒8的顶部安装有上平台板12、底部安装有下平台板14，在上平台板12和下平台板14上各安装有多个周向等角度间隔布置的、分别对样品管组件5的上端口和下端口封闭的堵口组件4。每个样品管组件5获取一份设定深度的水样，各样品管组件5设定的采样深度不同。执行采样动作时，与样品管组件5的上端口对正的堵口组件4以及与样品管组件5的下端口对正的堵口组件4同步动作，将样品管组件5的上端口和下端口同时封闭，将水样封闭在内部，封闭之后内部的水样与周围的水体不再发生交换。

[0028] 如图中所示，中心筒8为圆柱形筒体，安装固定在防护挂架3的中心位置，即防护挂架3的中心线与中心筒8的中心线共线，这样能够保证本定量分层采样装置的整体平衡性。本实施例中，中心筒8采用多组支撑连接梁与防护挂架3的多个连接立柱3‑3固定连接，具体地，每组支撑连接梁包括上下两个连接梁单体，连接梁单体的内端与中心筒8的外壁焊接固定，连接梁单体的外端与防护挂架3的连接立柱3‑3焊接固定。

[0029] 如图中所示，每个样品管组件5与中心筒8之间的横梁6设置有上下两个，保证对样品管组件5的安装结构强度。各组支撑连接梁分别位于相邻两组横梁6之间。本实施例中，样品管组件5设置有六个，相邻两个样品管组件5的周向角度间隔为60°，相应地，横梁6设置有六组且相邻两组之间周向间隔60°，因此支撑连接梁设置为六组且相邻两组之间周向间隔60°，每组支撑连接梁位于左右两组横梁6之间，即每组支撑连接梁与左右两侧的两组横梁6各自夹角为30°。

[0030] 本实施例中，横梁6包括在中部采用螺栓对接连接的横梁内段和横梁外段，横梁内段的内端与中心筒8的外壁焊接固定，横梁外段的外端与样品管组件5焊接固定，这样可以根据需要对各样品管组件5进行便捷的拆装操作。

[0031] 请参见图3，可以看出：

[0032] 样品管组件5包括竖直的样品管5‑3，其上端设有向内弯折的上弯折管段5‑1、下端设有向内弯折的下弯折管段5‑5，本实施例中，上弯折管段5‑1的中心线与样品管5‑3的中心线垂直相交，下弯折管段5‑5的中心线与样品管5‑3的中心线垂直相交。上弯折管段5‑1的内端口为样品管组件5的上端口，下弯折管段5‑5的内端口为样品管组件5的下端口，采集水样时，上部的堵口组件4对上弯折管段5‑1的内端口进行封闭，下部的堵口组件4对下弯折管段5‑5的内端口进行封闭，将水样封闭留存在内部。

[0033] 在样品管5‑3的外侧壁的中上部安装有气阀5‑2、中下部安装有取水阀5‑4。其中，取水阀5‑4用于将内部的水样排出，气阀5‑2用于在从样品管组件5中接取水样前进行通气操作，令管内外压力平衡以顺利接取取样。

[0034] 请参见图2，可以看出：

[0035] 堵口组件4包括安装在所在平台板上的外壳4‑1，在外壳4‑1的前端安装有中部带有堵口轴座4‑4的封口板4‑7，在外壳4‑1的内部安装有堵口电机4‑2且其电机轴从堵口轴座4‑4伸出并对接连接有螺柱4‑5。还包括后部带有伸缩套管4‑6、前部设有堵口半球4‑10的基板4‑9，螺柱4‑5位于伸缩套管4‑6内。在封口板4‑7的边缘设有导向孔且在该导向孔内设有导向杆4‑8，导向杆4‑8的前端与基板4‑9固定连接。堵口电机4‑2转动时，螺柱4‑5随之作正转或者反转转动，相应地，螺柱4‑5更多地旋入伸缩套管4‑6的内部或者更多地从伸缩套管
4‑6旋出，则基板4‑9及堵口半球4‑10向外或者向内移动，通过设置导向杆4‑8能够提升基板
4‑9及堵口半球4‑10移动的稳定性，避免移位的过程中发生位置偏移。

[0036] 堵口半球4‑10为硅胶材质，采用一体注塑成型工艺设置在基板4‑9的外立面上。堵口半球4‑10在径向尺寸上应略大于样品管组件5的上端口及下端口的内径尺寸，以保证对端口的完全封闭。堵口半球4‑10自身具备一定的形变能力，当堵口半球4‑10的前部与样品管组件5的端口接触时，在端口边缘的压力作用下，堵口半球4‑10发生一定形变，保证了对端口封闭的可靠性。

[0037] 堵口电机4‑2应处于可靠的密封环境中，因此堵口轴座4‑4与堵口电机4‑2的电机轴之间设置密封结构。进一步地，如图2中所示，在封口板4‑7的背部设置有堵口密封4‑3，堵口密封4‑3包括外壁带有多道密封圈槽的插接套管，在各密封圈槽内设置密封圈，堵口密封4‑3插接安装在外壳4‑1的端口内起到密封作用，为了进一步提升密封效果，在外壳4‑1的端口与封口板4‑7的接触位置之间设置密封胶，或者采用密封焊接的形式将外壳4‑1与封口板
4‑7密封固定。

[0038] 在外壳4‑1上设置线孔，连接至堵口电机4‑2的线缆从该线孔穿出并且采用密封胶对线孔进行可靠封闭。本实施例中，在上平台板12和下平台板14上均焊接安装底座11，将堵口组件4的外壳4‑1与相应的底座11焊接固定，底座11的作用是将堵口组件4抬升一定高度，令外壳4‑1、基板4‑9及堵口半球4‑10离开平台板一定距离。

[0039] 请参见图4，本定量分层采样装置还包括上端的外侧设有吸口9‑1的吹水管9以及驱动吹水管9作回转转动的驱动组件10，吹水管9在转动过程中其吸口9‑1顺次地与各样品管组件5的上端口对正。吹水管9的主体部分穿过上平台板12中部的上平台板密封20以及下平台板14中部的下平台板中部密封22，并且下端与本采样装置底部的一个潜水泵16的进水管通过旋转接头15连接。

[0040] 设置吹水管9、驱动组件10和潜水泵16的作用是：在堵口组件4对样品管组件5进行端口封闭取样之前，先令吹水管9的吸口9‑1与这个样品管组件5的上端口对正，潜水泵16启动后，吹水管9内的水被抽出，在吸口9‑1处形成负压环境，则样品管组件5内的水体在负压作用下被抽出，样品管组件5内形成负压环境后，周围的水体从样品管组件5的下端口进入内部，因而实现了管内外水体交换的技术效果，与现有采水器依靠水体自流方式进行水体交换的方式相比，本方案中通过由吹水管9、驱动组件10和潜水泵16构成的吹水组件迫使内部与外部水体进行交换，这样就有效保证了采集的水样与设定深度水层中的水体保持一致，避免由于在沉降过程中外部的水体无法交换到样品管组件5的内部而导致的采样不准确问题，保证后续水质和浮游生物监测工作能够获取准确数据。

[0041] 如图中所示，吹水管9采用整根金属管弯折制成，主体部分的上端向外弯折后端部向下弯折，在端部封口后切割去除外侧的管壁，形成了吸口9‑1。

[0042] 通过在上平台板12的中部设置上平台板密封20、在下平台板14的中部设置下平台板中部密封22，保证上部和下部的密封效果。具体地，上平台板密封20包括上密封套管且在上密封套管内设置密封结构，下平台板中部密封22包括下密封套管且在下密封套管内设置密封结构，吹水管9的主体部分从上平台板密封20和下平台板中部密封22中部的密封结构穿过。

[0043] 本实施例中，驱动组件10包括安装在吹水管9上的齿盘10‑1，在上平台板12的中部（上平台板密封20的侧方位）安装有驱动轴座10‑3，在中心筒8的内部安装有驱动电机10‑4且其电机轴从驱动轴座10‑3穿出并安装有齿轮10‑2，齿轮10‑2与齿盘10‑1啮合传动。驱动电机10‑4驱动齿轮10‑2转动，齿轮10‑2驱动齿盘10‑1带动吹水管9作回转转动，吹水管9转动一周其吸口9‑1顺次与各样品管组件5的上端口对正。应保证驱动组件10安装位置的密封特性，因此驱动轴座10‑3与驱动电机10‑4的电机轴之间应设置密封结构。

[0044] 如图中所示，在下平台板14上还设有下平台板外侧密封21，下平台板外侧密封21位于下平台板中部密封22的外侧，下平台板外侧密封21包括外壁带有多道密封圈槽的插接套管，在各密封圈槽内设置密封圈，下平台板外侧密封21插接安装在中心筒8的下端口内起到密封作用，为了进一步提升密封效果，在下平台板14与中心筒8的接触位置采用密封焊接的形式将下平台板14与中心筒8密封固定，提升密封效果。

[0045] 本实施例中，在下平台板14的下方还安装有中部带有压盖密封25的压盖13，吹水管9的下端穿过压盖密封25，在下平台板14的下表面还设有密封圈槽且在密封圈槽内安装有密封垫圈23。压盖密封25与下平台板中部密封22的结构相同，均包括密封套管以及位于密封套管内的密封结构，吹水管9的下端从该密封结构穿过，通过设置压盖13、压盖密封25以及密封垫圈23进一步提升本定量分层采样装置底部的密封特性。压盖13与下平台板14之间采用多个螺栓固定连接。

[0046] 本实施例中，在压盖13的底部安装有相对的两个支座24，潜水泵16安装固定在两个支座24之间，在潜水泵16的出水口上安装有射流方向向下的排水管17。如图中所示，支座24与压盖13之间采用螺钉固定连接，潜水泵16的泵壳采用螺钉与两个支座24固定连接。

[0047] 潜水泵16的进水管位于上方并且通过旋转接头15与吹水管9的下端对接连接，旋转接头15包括外套管和内套管，在两者之间设有多道密封圈，内套管的上端与吹水管9的下端对接连接，外套管的下端与潜水泵16的进水管的上端对接连接，旋转接头15用于保证吹水管9与潜水泵16的进水管处于导通关系的基础上，不限定吹水管9的转动。

[0048] 在中心筒8的外壁上安装有压力传感器7，在中心筒8的内部安装有控制电路板19，各堵口组件4的堵口电机4‑2、驱动组件10的驱动电机10‑4、压力传感器7以及潜水泵16与控制电路板19连接。如图中所示，压力传感器7设置有左右两个以保证工作的可靠性，具体地，在中心筒8的侧壁上设置传感器安装孔，将压力传感器7置入相应的传感器安装孔内并采用密封胶对安装孔进行密封，压力传感器7和驱动电机10‑4通过内部线缆与控制电路板19连接。

[0049] 在中心筒8的侧壁上还设有其它线孔，各堵口组件4的线缆、潜水泵16的线缆从线孔穿入中心筒8的内部并与控制电路板19连接，采用密封胶对线孔进行封闭。

[0050] 控制电路板19采用内部支架安装固定在中心筒8的内壁上，避免与吹水管9接触。控制电路板19从压力传感器7接收信号，压力传感器7产生的压力信号与本定量分层采样装置所处水层深度的水压相关，即通过压力传感器7的压力信号来判断采样装置所处的水层深度，当控制电路板19接收到的压力信号达到设定值时，控制电路板19判断已经到达采样水层深度，此时控制电路板19控制驱动组件10转动吹水管9至其吸口9‑1与一个样品管组件
5的上端口对正，之后启动潜水泵16形成如图4中所示的水体交换循环，外部的水体经由样品管组件5的下端口进入内部，内部的原水体从上端口抽出，持续一定时间后默认管内的水体已经充分交换并与外部水体一致，之后控制电路板19控制驱动组件10转动吹水管9至其吸口9‑1与下一个样品管组件5的上端口对正，之后控制电路板19控制相应的一组堵口组件
4将已经完成水体交换的样品管组件5的上下端口封闭，完成一个深度水层的水样，在本定量分层采样装置继续缓慢沉降的过程中，执行前述操作过程完成多个水样的获取，即完成多次定量分层水样采集。

[0051] 本采样装置采用缆绳从水面的船舶下放到采样水域中，通常进行水质监测和浮游生物监测时采集水域表层水样即可（通常在十几米至几十米水深范围内）。可以采用电缆将本定量分层采样装置与船舶上的电源设施连接，此时可以将电缆与吊挂的缆绳同步收放，电缆的下端从开设在中心筒8侧壁上的线孔穿入内部并与控制电路板19连接，采用密封胶封闭线孔，此为有线供电的模式。

[0052] 本实施例中，在中心筒8的内部还安装有蓄电池18，蓄电池18与控制电路板19连接，在中心筒8的外壁上还安装有与控制电路板19连接的充电接线端子，在中心筒8的侧壁上设置端子安装孔，充电接线端子设置在端子安装孔内并采用密封胶进行密封。蓄电池18采用内部支架安装在中心筒8的内壁上，避免与吹水管9接触。此为自供电的模式，在此模式下，只需采用缆绳对本采样装置进行提升和下放而无需再连接电缆，内部的蓄电池18存储电能并且向用电组件供电，通过外置的充电接线端子进行定期充电。

[0053] 采样作业时，从停泊在采样水域的船舶上将本定量分层采样装置缓慢地下放到采样水域中，沉降速度控制在1m/min以内。预先在控制电路板19的控制器内设定多个采样的压力值（采样压力值通过采样水深的压力计算来确定），本实施例中的样品管组件5设置有六个，相应地可以设定六个采样深度；本定量分层采样装置在采样水域中缓慢沉降的过程中，当压力传感器7获取的压力值达到设定值时，控制电路板19控制吹水组件对其中一个样品管组件5进行吹水操作，令管内的水体与管外的水体充分交换，一般情况下，吹水操作控制在2 4s；完成吹水操作后吹水组件转动至下一位置同时完成吹水的样品管组件5其上端~和下端的两个堵口组件4同时动作将上下端口封闭，水样被封闭留存在内部；本采样装置继续沉降时，达到下一个设定深度时执行前述动作，直至完成全部设定深度的水样获取，最终吹水组件的吹水管9停留在相邻两个样品管组件5之间。

[0054] 将本采样装置提升至水面船舶，采样人员根据预先的标定逐份接取水样。具体地：先将样品管组件5上的气阀5‑2打开令内外压力均衡，之后将取水阀5‑4打开，采用水样瓶接取水样并作好标记。