CN115980299B - 地下水污染物的监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下水污染物的监控装置，涉及水资源监测领域，其包括钻筒、动力机构、采样机构和水样检测模组；所述钻筒下端侧壁开设有渗水孔，钻筒内腔在渗水孔高度处形成水样收集腔；动力机构与钻筒传动连接；采样机构包括采样瓶、取水组件和输送组件，采样瓶设置在地面上，取水组件包括第一活塞、连接杆、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和往复驱动件，输送组件包括第一管道和第二管道，第一管道同轴穿设在钻筒内，第二管道同轴穿设在第一管道内，第一管道和第二管道之间设置有输送通道；水样检测模组与采样瓶连接。本发明地下水采样深度不受抽水泵抽水深度限制，可以实现10米以下地下水水样采集，进而扩大了地下水污染物的监控深度范围。

Description

地下水污染物的监控装置

技术领域

本发明涉及水资源监测领域，尤其是涉及地下水污染物的监控装置。

背景技术

水是关系人类生存和社会发展的基本物质，是一种有限的、不可替代的宝贵资源，是实现经济社会可持续发展的重要保证。地下水广泛埋藏于地表以下，具有厌氧、无光以及低温等特点。其中，浅层地下水主要指埋藏相对较浅、与当地大气降水或地表水体有直接补排关系的潜水或弱承压水，主要是地表以下60米内的含水层。由于其埋层浅，未经深层岩石过滤，水体极易被工厂排放的污水和农田残留的农药污染，饮用浅层受污染的地下水，会严重影响人们的身体健康。并且地下水的渗透性、流动性都较差，而且自净能力也不行，一旦出现污染情况就很难恢复。因此对地下水污染物进行监测和控制研究，对保护地下水资源免受污染具有十分重要的意义。

目前，公开日为2017年07月05日，公开号为CN107328903A的中国发明专利提出了浅层地下水污染物监测系统，其包括监测井、用于将监测井置入地下的动力机构及采样检测系统，所述监测井包括连接有钻头的中空蜗杆，蜗杆内下端设置有收集腔，采样检测系统包括吸水管、抽水泵、采样瓶和水质检测模组；吸水管一端深入监测井的水样收集腔中，另一端与抽水泵连接，通过抽水泵将水样从水样收集腔中抽入采样瓶中，水质检测模组对采样瓶中的水样进行监测分析。

针对上述中的相关技术，是采用抽水泵对下水水样进行抽取的，普通抽水泵的抽水深度一般在10米以内，但是因为地质环境的不同，不同地点的地下水监测深度也不一样，经常会出现监测深度大于10米的情况，此时，上述方案便不再适用。

发明内容

为了能够使地下水采样时，不受抽水泵抽水深度的限制，本发明提供了地下水污染物的监控装置。

本发明提供的地下水污染物的监控装置，采用如下的技术方案：

地下水污染物的监控装置，包括：钻筒、用于将钻筒置入地下的动力机构、采样机构和水样检测模组；所述钻筒下端侧壁开设有渗水孔，钻筒内腔在渗水孔高度处形成水样收集腔；动力机构与钻筒传动连接；采样机构包括采样瓶、取水组件和输送组件，采样瓶设置在地面上，取水组件包括第一活塞、连接杆、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和往复驱动件，输送组件包括第一管道和第二管道，第一管道同轴穿设在钻筒内，第一管道外壁与钻筒内壁连接，第一管道下端位于水样收集腔上方，第二管道同轴穿设在第一管道内，第一管道和第二管道之间形成输送通道，输送通道底端设置有密封组件，输送通道上端设置有密封盖，密封盖上设置有出水管，出水管与采样瓶连接；第二管道下端设置有第一隔板、第二隔板和第一通孔，第一隔板与第二管道的下端面连接，且第一隔板位于渗水孔的上方，第一隔板上开设有第二通孔，第二通孔轴心与第一管道轴心平行，第一单向阀设置在第二通孔内，且第一单向阀的开启方向远离水样收集腔；第二隔板设置在第一隔板上方，第一通孔位于第一隔板和第二隔板之间，且第一通孔开设在第二管道侧壁上，第一通孔使第一管道和第二管道相连通，第二单向阀安装在第一通孔内；第一活塞同轴设置在第二管道内，且第一活塞在第一隔板和第一通孔之间滑动；第一活塞上开设有第三通孔，第三通孔轴心与第一管道轴心平行，第三单向阀设置在第三通孔内，且第三单向阀开启方向靠近第一隔板；连接杆一端与第一活塞远离水样收集腔的一端连接，另一端传动连接在往复驱动件上，往复驱动件设置在底面上，水样检测模组与采样瓶连接。

通过采用上述技术方案，当需要对某一地点的地下水污染物进行监控时，先运行动力机构，动力机构带动钻筒旋转，将钻筒钻入土壤中，并使渗水孔位于需要检测深度的地下水处；然后运行往复驱动件，往复驱动件带动连接杆上下运行，进而使连接杆带动第一活塞在第二管道内上下往复运行，第一活塞上下运行时，第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀交替打开关闭，使收集腔内的水样逐渐抽取到输送通道内，使水样从出水口流出然后进入采集瓶内，然后水样检测模组对采样瓶中的水样进行污染物检测。由于地下水样是由第一活塞在第二管道内往复运行完成的水样抽取，因此不受水样采集深度的影响，可以实现任意深度的地下水取样；把第一活塞始终放置在第二管道的下方，如此设置可以实现地下水的实时取样，以便于对地下水污染物进行实时监控。

可选的，所述密封组件包括密封环，密封环同轴设置在第一管道内，密封环的内壁与第二管道的外壁抵接，密封环的外壁与第一管道的内壁固定连接；所述第二管道沿钻筒轴向活动连接在第一管道上。

通过采用上述技术方案，当需要抽取水样时，向下移动第二管道，使第二管道外壁抵接在密封环内壁上，使输送通道下端密封，然后运行第一活塞，完成地下水取样。当抽取水样完成后，向上移动第二管道使第二管道外壁与密封环内壁脱开，使输送通道内的剩余水样从输送通道的底端流出。如此设置，可以使输送通道具有开关功能，当抽取水样时，输送通道底端关闭，可以保证水样的抽取，当水样抽取完毕，输送通道底端开打，可以使得输送通道内的剩余水样排出，这样可以保证下次抽取水样时，输送通道内流出的水样为采集深度处的水样，而不是输送通道内残留的原有水样，如此提高了采集水样的精准性，进而提高了地下水污染物的监测精度。

可选的，采样机构还包括使输送通道内水样排空的排水组件，排水组件包括空压机、进气管和气体通断阀，进气管一端与空压机连接，另一端与气体通断阀连接，气体通断阀设置在密封盖上，进气管通过气体通断阀与输送通道连通。

通过采用上述技术方案，当水样抽取完毕，输送通道底端打开时，气体通断阀打开，运行空压机，压缩空气通过进气管进入输送通道上端，此时输送通道内剩余的水样会从输送通道下端流出，当输送通道内剩余水样排空后，向下移动第二管道，使输送通道下端关闭，此时停止空压机运行，同时关闭气体通断阀。如此设置，当水样收集腔内的水压大于标准大气压时，此时输送通道内的剩余水样不会自动排放干净，此时在输送通道内通入压力气，可以确保输送通道内的剩余水样排放干净，提高了下次取出水样时，输送通道内流出的水样的精准性，进而提高地下水污染物的监测精度。

可选的，所述密封组件还包括第二活塞，第二活塞位于密封环下方，第二活塞同轴设置在钻筒内，第二活塞的外壁与钻筒外壁抵接，第二活塞的一端与第二管道下端柔性连接，且第二活塞的高度大于钻筒上开设有渗水孔的高度。

通过采用上述技术方案，当钻筒在动力机构的作用下置入地下的过程中，此时第二活塞外壁抵接在钻筒侧壁上，且第二活塞使得渗水孔与水样收集腔隔开，这样操作可以使得在钻筒置入地下的过程中，水样收集腔内不会渗入其它高度的水样，提高了水样采集的精准性，进而提高了地下水污染物的监测精度。当钻筒达到指定深度，需要采集水样时，向下移动第二管道，使第二管道推动第二活塞沿钻筒内壁向下运行，当渗水孔完全与活塞脱离后，使第二管道上移回到初始位置，此时第二活塞在钻筒内的位置不动，第二活塞与第二管道之间松弛连接状态，同时渗水孔与水样收集腔连通，最后运行第一活塞，进行采集水样的抽取。当水样抽取完毕，需要把输送通道内的剩余水样排出时，向上运行第二管道，此时第二活塞位置不动，第二活塞与第二管道之间变为拉紧状态，且密封环与第二管道脱开，使得输送通道内的剩余水样排出；当输送通道内剩余水样排放完毕时， 继续上移第二管道，此时第二管道带动第二活塞上移，当渗水孔均抵接在第二活塞外壁时，向下运行第二管道，当第二管道回到初始位置时，停止移动第二管道；此时运行动力机构，可以带动钻筒继续下移，到达另一指定深度继续采集水样，实现不同深度地下水样的采集。如此设置，通过上下移动第二管道，使得第二活塞可以处于钻筒内的不同位置，同时满足了抽取水样、排出水样和钻筒工作时对第二活塞的不同要求。

可选的，所述密封组件还包括圆锥套，圆锥套最大直径与第二管道外径相等，圆锥套直径较大端同轴连接在第二管道的下端面上。

通过采用上述技术方案，当输送通道底端需要打开时，使第二管道上移，带动圆锥套上移，此时圆锥套穿设在密封环内，圆锥套与密封环之间产生缝隙，输送通道内的剩余水样从缝隙流出；当输送通道底端需要关闭时，向下运行第二管道，第二管道带动圆锥套相对于密封件下移，此时圆锥套穿过密封件进入密封件下方，当密封件内壁抵接在第二管道外壁上时，停止第二管道下移，然后运行活塞，进行水样抽取。如此设置，当第二管道从密封环内进出时，圆锥套可以起到导向作用，减少第二管道上下移动过程中对密封环造成的损坏，进而提高密封环的使用寿命；除此之外，因为圆锥套穿插在密封环内时，会产生缝隙，输送通道内的剩余水样可以从缝隙流出，这样设置可以减少输送通道需要打开时第二管道上移的距离，进而减少第二管道上移时的能耗。

可选的，第一活塞与连接杆之间铰接连接。

通过采用上述技术方案，因为第一活塞在第二管道底部运行，使得连接杆的长度较长，进而使得第一活塞运行过程中，两杆会产生较大的弯曲变形，进行使第一活塞受到侧向压力，容易使第一活塞运行时出现卡滞现象，加大第一活塞的磨损，进而影响第一活塞的运行精度和寿命；使第一活塞与连接杆之间铰接连接，可以减少连接杆弯曲变形时，对第一活塞产生的侧向压力，进而减少第一活塞运行时出现的卡滞现象，减少第一活塞的磨损从而提高第一活塞的运行精度和寿命。

可选的，采样机构还包括使第二管道升降的升降组件，升降组件包括安装支架、驱动电机、连接板、传动丝杆和丝母；安装支架连接在第一管道上端，驱动电机连接在安装支架上，且驱动电机位于第二管道的上方，连接板一端与丝母连接，另一端与第二管道连接，丝母螺纹连接在传动丝杆上，传动丝杆一端与驱动电机的输出轴同轴连接，另一端转动连接在安装支架上。

通过采用上述技术方案，当需要抽取地下水样进行检测时，运行驱动电机，驱动电机带动传动丝杆旋转，传动丝杆旋转带动丝母下移，丝母带动连接板下移，连接板带动第二管道下移，第二管道推动第二活塞下移，当第二活塞完全与渗水孔脱开后，反向转动驱动电机，驱动电机带动传动丝杆反向转动，传动丝杆带动丝母上移，丝母带动连接板上移，连接板带动第二管道上移，当第二管道上移到初始位置后，驱动电机停止运行；此时运行第一活塞，进行采集水样的抽取。当水样抽取完毕，需要把输送通道内剩余水样排出时，继续反向转动驱动电机，进而使第二管道继续上移，当密封环与第二管道脱开时，此时驱动电机的运行，使第二管道停止上下移动，此时输送通道内的水样排出；当输送通道内水样排空后，继续反向转动驱动电机，使得第二管道进行上移，此时第二管道带动第二活塞沿钻筒上移，当渗水孔均抵接在第二活塞外壁时，正向运行驱动电机，使得第二管道向下移动回到初始位置；此时运行动力机构，可以带动钻筒继续下移，到达另一指定深度继续采集水样，实现不同深度地下水样的采集。如此设置，可以通过驱动电机，实现第二管道和第二活塞的上下移动，操作简单方便，节省人力。

可选的，升降组件还包括位移传感器，位移传感器设置在安装支架上，位移传感器的监测方向正对连接板,且位移传感器与驱动电机电信号连接。

通过采用上述技术方案，当第二管道上下移动时，可以通过位移传感器电信号控制驱动电机正反转运行，从而实现第二管道上下移动过程中自动到位检测，如此设置可以提高第二管道和第二活塞上下移动时位移的精准性，进而提高抽取水样时，输送通道的密封性，还提高了输送通道排出水样的及时性。

可选的，采样机构还包括连接组件，连接组件包括多个连接法兰，多个连接法兰沿第一管道轴向成间距设置，连接法兰内壁固定连接在第一管道的外壁上，连接法兰的外壁与钻筒内壁抵接。

通过采用上述技术方案，在第一管道外壁设置连接法兰，减少了第一管道外壁与钻筒内壁的接触面积，进而减少了第一管道穿设在钻筒内时卡死的概率，同时连接法兰沿第一管道轴向设置，还增强了钻筒的抗弯和抗扭强度，减少了钻筒置入地下过程中出现损坏的概率。

可选的，采样机构还包括限位组件，限位组件包括第一限位块和第二限位块，第一限位块设置在密封盖端面上，第二限位块设置在第二管道上，第一限位块可以与第二限位块抵接。

通过采用上述技术方案，当第二管道下移过程中，出现意外时，第一限位块会与第二限位块抵接，阻止第二管道继续下落，减少第二活塞的误动作，进而减少非指定深度水样进入输送通道的概率，进而提高检测水样的精准性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

通过设置采样机构，当需要抽取地下水，只需运行取水组件，把采集水样通过输送组件传输到采样瓶，即可完成地下水水样采集，因为抽取水样时未使用抽水泵，使得采集水样深度可以超过10米，提高了地下水采集深度，进而扩大了地下水污染物监测的深度范围。

通过设置密封组件，当第二管道上下移动时，可以使密封组件同时满足抽取水样、排放水样和钻筒下移过程中对密封组件的不同要求，使得抽取水样时，输送通道实现密封，排放水样时，输送通道及时开打，钻筒下移时，渗水孔及时关闭，提高采集水样的精准性。

通过设置升降组件，使得第二管道可以实现自动上下移动，操作简单方便，降低了人的劳动强度，同时提高了第二管道上下运行的位移精准性和移动效率，进而提高地下水采集水样的效率。

附图说明

图1是地下水污染物的监控装置整体结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视图；

图3是图1的B处的放大图；

图4是图2的C处的放大图。

附图标记说明：100、钻筒；101、渗水孔；102、水样收集腔；103、钻头；210、输送组件；211、第一管道；212、第二管道；2121、第一通孔；213、密封盖；2131、第一螺纹孔；2132、第二螺纹孔；214、水流通断阀；215、出水管；216、第一隔板；2161、第二通孔；217、第二隔板；2171、第四通孔；218、输送通道；220、取水组件；221、第一活塞；2211、第三通孔；222、第一单向阀；223、第二单向阀；224、连接架；2241、第一安装孔；225、连接杆；2251、第二安装孔；226、第三单向阀；227、销轴；228、锁紧螺母；230、排水组件；231、气体通断阀；232、进气管；240、密封组件；241、密封环；242、第二活塞；243、圆锥套；2431、流通孔；244、柔性绳；250、升降组件；251、安装支架；2511、电机安装孔；2512、轴承安装孔；252、连接板；253、丝母；254、传动丝杆；255、联轴器；256、驱动电机；257、位移传感器；258、回转轴承；260、连接组件；261、连接法兰；270、限位组件；271、第一限位块；272、第二限位块；300、往复驱动件；310、液位传感器。

具体实施方式

以下结合图1-图4对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例公开地下水污染物的监控装置，参照图1，地下水污染物的监控装置包括：钻筒100、用于将钻筒100置入地下的动力机构（图中未示出）、采样机构和水样检测模组（图中未示出）；采样机构包括取水组件220、输送组件210和采样瓶。

所述钻筒100与动力机构传动连接，输送组件210和取水组件220从外到内依次设置在钻筒100内，采样瓶与输送组件210输出端连接，水样检测模组与采样瓶连接。当需要监测指定深度的地下水污染物时，先运行动力机构，带动钻筒100置入地下指定深度，运行取水组件220，进行地下水样抽取，抽取水样通过输送通道218进入采样瓶，水样检测模组对采样瓶水样进行检测分析，得出指定深度地下水污染物情况，进而实现对地下水污染物的监控。

参照图1，所述钻筒100底端设置有钻头103，钻筒100下端侧壁上开设有渗水孔101，渗水孔101位于钻头103上方，钻筒100内腔在渗水孔101高度处形成水样收集腔102；钻头103的上端与动力机构传动连接。

所述输送组件210包括第一管道211和第二管道212，第一管道211同轴穿设在钻筒100内，第一管道211的上端面高于钻筒100的上端面，第一管道211下端位于钻筒100渗水孔101上方；

所述采样机构还包括连接组件260，连接组件260包括多个连接法兰261，连接法兰261沿第一管道211轴向等间距穿设在第一管道211上，且连接法兰261的内壁焊接在第一管道211外壁上，同时连接法兰261的外壁抵接在钻筒100内壁上；

所述采样机构还包括密封组件240，密封组件240包括密封环241，密封环241的外壁可拆卸固定粘接热熔焊接连接在第一管道211底端内壁上，且密封环241靠近渗水孔101的一端与第一管道211的底面齐平，密封环241内径尺寸与第二管道212的外径尺寸相等，所述第二管道212同轴穿设在第一管道211内，第二管道212的上端面高于第一管道211的上端面， 第二管道212的下端活动穿设在密封环241内。

第一管道211与第二管道212之间形成输送通道218，输送通道218上端设置有密封盖213，密封盖213通过螺栓密封连接在第一管道211上端面上，所述密封盖213端面上开设有第一螺纹孔2131，水流通断阀214螺纹连接在第一螺纹孔2131内，出水管215的一端与水流通断阀214连接，另一端与采样瓶连接。

参照图1，取水组件220包括第一活塞221、连接杆225、连接架224、销轴227、锁紧螺母228和往复驱动件300。第一活塞221外径等于第二管道212内径，第一活塞221滑动连接第二管道212内，第一活塞221一端与连接架224的一端焊接连接，连接架224的另一端开设有第一安装孔2241，且第一安装孔2241轴心垂直于第一活塞221轴心；连接杆225同轴穿设在第二管道212内，连接杆225下端开设有第二安装孔2251，第二安装孔2251于第一安装孔2241同轴，销轴依次穿过第二安装孔2251和第一安装孔2241，销轴227的一端开设有螺纹，锁紧螺母228螺纹拧紧在销轴227上，销轴227在第一安装孔2241和第二安装孔2251内可以转动。往复驱动件300可以是液压缸、电推缸或直线电机中的一种，只要能够驱动连接杆225与第二管道212发生相对移动即可；本发明中，往复驱动件300选用电推缸，电推缸的缸体固定连接在连接板252上，连接杆225的上端固定连接在电推缸的推杆上。

参照图1，第二管道212包括第一隔板216和第二隔板217，密封组件240还包括圆锥套243；第一隔板216和第二隔板217均同轴穿设在第二管道212内，第一隔板216一端与第二管道212的下端面抵接，另一端与圆锥套243直径较大的一端抵接，且圆锥套243轴心与第一隔板216轴心同轴，圆锥套243和第一隔板216均通过螺栓连接在第二管道212的下端。

圆锥套243直径较小的一端开设有流通孔2431，第一隔板216端面正中垂直开设有第二通孔2161，且流通孔2431与第二通孔2161相连通；第二隔板217位于在第一隔板216正上方，第二隔板217上开设有第四通孔2171，连接杆225穿设在第四通孔2171内，且第二隔板217焊接连接在第二管道212内壁上，在第二管道212侧壁开设有第一通孔2121，第一通孔2121位于第一隔板216与第二隔板217之间，且第一通孔2121使第一管道211和第二管道212相连通；第一活塞221在第一隔板216与第二隔板217之间滑动，且第一活塞221正中位置垂直开设有第三通孔2211，第三通孔2211和第二通孔2161同轴；

取水组件220包括还包括第一单向阀222、第二单向阀223、第三单向阀226；第一单向阀222穿设在第二通孔2161内，且第一单向阀222的开启方向远离水样收集腔102；第二单向阀223穿设在第一通孔2121内， 且第二单向阀223的开启方向靠近第一管道211；

且第二单向阀223开启时水体可以从第一管道211流向第二管道212；第三单向阀226穿设在第三通孔2211内，且第三单向阀226开启方向靠近第二隔板217。

当需要检测指定深度的地下水污染物时，第二管道212外壁抵接在密封环241的内壁上；之后运行动力机构，动力机构将钻筒100置入指定深度；接着运行往复驱动件300，往复驱动件300带动第一活塞221在第二管道212内上下运行，在往复驱动件300带动第一活塞221向上运行时，第一隔板216与第一活塞221之间的压力小于地下水的压力，第一单向阀222打开，地下水流动至第一隔板216与第一活塞221之间；之后往复驱动件300带动第一活塞221向下运行，第一隔板216与第一活塞221之间的地下水的压力大于第一活塞221与第二隔板217之间的压力，此时第三单向阀226打开，地下水流动至第一活塞221的上方；之后往复驱动件300带动第一活塞221再次向上运行，第一隔板216与第一活塞221之间的压力小于地下水的压力，第一单向阀222打开，此时第一单向阀222打开，地下水流动至第一隔板216与第一活塞221之间，而且第一活塞221与第二隔板217之间的压力大于输送通道218之间的压力，第二单向阀223打开，位于第一活塞221上方的地下水流动至输送通道218内，之后循环往复，直至地下水通过水流通断阀214以及出水管215流动至采样瓶中；完成地下水样的抽取。

参照图1，密封组件240还包括第二活塞242和多根柔性绳244，柔性绳244沿第二活塞242周向均匀布置，柔性绳244的一端穿设在圆锥套243上，另一端穿设在第二活塞242的上端面上，第二活塞242位于第二管道212下方，且第二活塞242外径与钻筒100内径相等，第二活塞242沿钻筒100轴向滑动连接在钻筒100内。

参照图1，采样机构还包括排水组件230，排水组件230包括空压机（图中未示出）、进气管232和气体通断阀231，空压机设置在地面上，进气管232一端与空压机连接，另一端与气体通断阀231连接，密封盖213上端面开设有第二螺纹孔2132，气体通断阀231通过螺纹连接在第二螺纹孔2132内，进气管232通过气体通断阀231与输送通道218连通。

在钻筒100深入地下的过程中，第二活塞242始终抵接在钻筒100渗水孔101位置处，当钻筒100达到指定深度时，向下移动第二管道212，使圆锥套243推动第二活塞242下移，当第二活塞242与渗水孔101脱开后，向上移动第二管道212，使第二管道212回转初始位置，此时第二管道212外壁抵接在密封环241内壁上，且柔性绳244处于松弛状态；然后运行第一活塞221，进行地下水样的抽取。如此设置可以减少钻筒100下移过程中，不同深度的地下水进入水样收集腔102，进而提高采集水样的精准性。当水样抽取完毕，向上移动第二管道212，保持第二活塞242位置不动，使第二管道212外壁与密封环241内壁脱开，此时圆锥套243的底端穿插在密封环241内，圆锥套243外壁与密封环241之间产生缝隙，输送通道218内的剩余水样从缝隙流出，此时停止向上移动第二管道212；同时运行空压机，打开气体通断阀231，使压缩空气从输送通道218上端流入，如此设置，可以使得抽水完毕后，输送通道218内的水样排放干净，使得输送通道218内一直流通的是指定采集深度处的水样，提高了地下采集水样的精准性；当输送通道218内的剩余水样排放干净后，继续向上移动第二管道212，此时柔性绳244处于拉紧状态，随着第二管道212上移，第二活塞242在柔性绳244的拉伸作用下上移，当第二活塞242完全抵接在渗水孔101上时，向下移动第二管道212，当第二管道212外壁重新抵接在密封环241内壁上时，停止移动第二管道212；此时可以运行动力机构，带动钻筒100重新下移，达到另一指定深度，继续进行地下水样采集。如此设置，可以减少不同深度地下水样采集过程中的相混合的几率，进而提高不同深度采集水样的精准性。

参照图1，采样机构还包括升降组件250，升降组件250包括安装支架251、驱动电机256、连接板252、回转轴承258、传动丝杆254、丝母253和位移传感器257；安装支架251一端通过螺栓连接在第一管道211上端，安装支架251上同轴开设有电机安装孔2511和轴承安装孔2512，电机安装孔2511和轴承安装孔2512均与第二管道212同轴，驱动电机256输出端穿设在电机安装孔2511内，驱动电机256通过螺栓连接在安装支架251上，传动丝杆254输入端通过联轴器255与驱动电机256的输出轴连接，回转轴承258内圈配合连接在传动丝杆254上，回转轴承258外圈配合连接在轴承安装孔2512的内壁上，传动丝杆254远离输入端的一端设置有传动螺纹，丝母253螺纹传动连接在传动丝杆254上；连接板252上开设有丝母253连接孔，丝母253穿设在丝母253连接孔内，丝母253通过螺栓安装在连接板252上，连接板252通过螺栓连接在第二管道212侧壁上；位移传感器257通过螺栓连接在安装支架251上，且位移传感器257与驱动电机256的安装面共面；位移传感器257的检测方向竖直向下正对连接板252上端面,位移传感器257与驱动电机256电信号连接。

当第二活塞242需要脱离渗水孔101位置时，此时运行驱动电机256，驱动电机256带动传动丝杆254旋转，传动丝杆254带动丝母253下移，丝母253通过连接板252带动第二管道212下移，第二活塞242完全与渗水孔101脱离时，此时位移传感器257电信号控制驱动电机256，使驱动电机256反向运行，进而带动第二管道212上移，当第二管道212回到初始位置时，位移传感器257又一次电信号控制驱动电机256，使驱动电机256停止运行，接着使第一活塞221上下运行，进行水样抽取；当水样抽取完毕，需要排放输送通道218内的剩余水样时，此时反向运行驱动电机256，进而带动第二管道212上移，当输送通道218内的剩余水样能从缝隙排除时，位移传感器257电信号控制驱动电机256，使驱动电机256停止运行，此时第二管道212停止上移；当输送通道218内的剩余水样排放完毕时，接着反向运行驱动电机256，使第二管道212继续上移，当第二活塞242完全与渗水孔101抵接后，位移传感器257再次电信号控制驱动电机256，使得驱动电机256正向旋转，进而带动第二管道212下移，当第二管道212回到初始位置后，位移传感器257再次电信号控制驱动电机256，使驱动电机256停止转动，第二管道212停止移动。如此设置，使得位移传感器257可以自动控制驱动电机256正反向运行，进而实现第二管道212自动上下移动，提高了第二管道212移动位移的精准性，操作过程简单方便，节省了人的劳动强度。

参照图1，采样机构还包括限位组件270，限位组件270包括第一限位块271和第二限位块272，第一限位块271螺栓连接在密封盖213上端面上，第二限位块272通过螺栓连接在第二限位块272的外壁上，第一限位块271活动抵接在第二限位块272上。

当第二管道212在上下移动过程中出现意外情况，引起第二管道212掉落时，第一限位块271会与第二限位块272抵接，减少第二管道212进一步下落的概率，提高了监控设备使用的安全性。

本发明实施例地下水污染物的监控装置的实施原理为：

当需要检测指定深度的地下水污染物时，运行动力机构，动力机构将钻筒100置入指定深度，此时第二管道212外壁抵接在密封环241的内壁上；第二活塞242完全抵接在渗水孔101位置处，且柔性绳244处于松弛状态；此时运行驱动电机256，驱动电机256带动传动丝杆254旋转，传动丝杆254带动丝母253下移，丝母253通过连接板252带动第二管道212下移，进而使圆锥套243推动第二活塞242下移，当第二活塞242完全与渗水孔101脱离后，此时位移传感器257电信号控制驱动电机256，使驱动电机256反向运行，进而带动第二管道212上移，使第二管道212回到初始位置，位移传感器257又一次电信号控制驱动电机256，使驱动电机256停止运行，接着运行往复驱动件300，往复驱动件300带动第一活塞221在第二管道212内上下运行，通过第一单向阀222、第二单向阀223和第三单向阀 226交替开关，使得地下水样进入输送通道218，此时密封盖213上的水流通断阀214处于打开状态，进而使输送通道218内的水样经过出水管215进入采样瓶，完成地下水样的抽取；然后水样检测模组对采样瓶中的水样进行污染物监测分析。 如此设置，可以实现10米以下水样的采集和监测，使得采集水样深度不受抽水泵抽水深度的限制， 提高了地下水污染物监控装置的使用范围。

当水样抽取完毕，需要排放输送通道218内的剩余水样时，此时反向运行驱动电机256，进而带动第二管道212上移，当输送通道218内的剩余水样能从缝隙排除时，位移传感器257电信号控制驱动电机256，使驱动电机256停止运行，此时第二管道212停止上移；此时同时运行空压机，打开气体通断阀231，关闭水流通断阀214，使得压缩空气进入输送通道218内，钻筒100的内壁上且位于渗水孔101的上方设置有液位传感器310，当液位传感器310无法检测到水的存在时，即证明输送通道218内的剩余水样被排放干净；当输送通道218内的剩余水样排放完毕时，接着反向运行驱动电机256，使第二管道212继续上移，此时柔性绳244处于拉紧状态，当第二活塞242完全与渗水孔101抵接后，空压机停止运行，气体通断阀231关闭，位移传感器257再次电信号控制驱动电机256，使得驱动电机256正向旋转，进而带动第二管道212下移，当第二管道212回到初始位置后，位移传感器257再次电信号控制驱动电机256，使驱动电机256停止转动，第二管道212停止移动。如此设置，使得位移传感器257可以自动控制驱动电机256正反向运行，进而实现第二管道212自动上下移动，提高了第二管道212移动位移的精准性，操作过程简单方便，节省了人的劳动强度。通过使第二管道212上下移动，可以实现第二活塞242与渗水孔101的自动抵接和自动脱开，同时满足了钻筒100下移时水样收集腔102不得进水的要求，还能满足抽水时，渗水孔101需要与水样收集腔102连通的要求，即满足了抽水要求，又提高了抽取水样的精准性，进而提高了地下水污染物监测精度。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.地下水污染物的监控装置，其特征在于：包括钻筒（100）、用于将钻筒（100）置入地下的动力机构、采样机构（200）和水样检测模组；所述钻筒（100）下端侧壁开设有渗水孔（101），钻筒（100）内腔在渗水孔（101）高度处形成水样收集腔（102）；动力机构与钻筒（100）传动连接；采样机构（200）包括采样瓶、取水组件（220）和输送组件（210），采样瓶设置在地面上，取水组件（220）包括第一活塞（221）、连接杆（225）、第一单向阀（222）、第二单向阀（223）、第三单向阀（226）和往复驱动件，输送组件（210）包括第一管道（211）和第二管道（212），第一管道（211）同轴穿设在钻筒（100）内，第一管道（211）外壁与钻筒（100）内壁连接，第一管道（211）下端位于水样收集腔（102）上方，第二管道（212）同轴穿设在第一管道（211）内，第一管道（211）和第二管道（212）之间形成输送通道（218），输送通道（218）底端设置有密封组件（240），输送通道（218）上端设置有密封盖（213），密封盖（213）上设置有出水管（215），出水管（215）与采样瓶连接；第二管道（212）下端设置有第一隔板（216）、第二隔板（217）和第一通孔（2121），第一隔板（216）与第二管道（212）的下端面连接，且第一隔板（216）位于渗水孔（101）的上方，第一隔板（216）上开设有第二通孔（2161），第二通孔（2161）轴心与第一管道（211）轴心平行，第一单向阀（222）设置在第二通孔（2161）内，且第一单向阀（222）的开启方向远离水样收集腔（102）；第二隔板（217）设置在第一隔板（216）上方，第一通孔（2121）位于第一隔板（216）和第二隔板（217）之间，且第一通孔（2121）开设在第二管道（212）侧壁上，第一通孔（2121）使第一管道（211）和第二管道（212）相连通，第二单向阀（223）安装在第一通孔（2121）内；第一活塞（221）同轴设置在第二管道（212）内，且第一活塞（221）在第一隔板（216）和第一通孔（2121）之间滑动；第一活塞（221）上开设有第三通孔（2211），第三通孔（2211）轴心与第一管道（211）轴心平行，第三单向阀（226）设置在第三通孔（2211）内，且第三单向阀（226）开启方向靠近第一隔板（216）；连接杆（225）一端与第一活塞（221）远离水样收集腔（102）的一端连接，另一端传动连接在往复驱动件上，往复驱动件设置在地面上，水样检测模组与采样瓶连接；所述密封组件（240）包括密封环（241），密封环（241）同轴设置在第一管道（211）内，密封环（241）的内壁与第二管道（212）的外壁抵接，密封环（241）的外壁与第一管道（211）的内壁固定连接；所述第二管道（212）沿钻筒（100）轴向活动连接在第一管道（211）上;采样机构（200）还包括限位组件（270），限位组件（270）包括第一限位块（271）和第二限位块（272），第一限位块（271）设置在密封盖（213）端面上，第二限位块（272）设置在第二管道（212）上，第一限位块（271）可以与第二限位块（272）抵接；采样机构（200）还包括使输送通道（218）内水样排空的排水组件（230），排水组件（230）包括空压机、进气管（232）和气体通断阀（231），进气管（232）一端与空压机连接，另一端与气体通断阀（231）连接，气体通断阀（231）设置在密封盖（213）上，进气管（232）通过气体通断阀（231）与输送通道（218）连通；所述密封组件（240）还包括第二活塞（242），第二活塞（242）位于密封环（241）下方，第二活塞（242）同轴设置在钻筒（100）内，第二活塞（242）的外壁与钻筒（100）外壁抵接，第二活塞（242）的一端与第二管道（212）下端柔性连接，且第二活塞（242）的高度大于钻筒（100）上开设有渗水孔（101）的高度；所述密封组件（240）还包括圆锥套（243），圆锥套（243）最大直径与第二管道（212）外径相等，圆锥套（243）直径较大端同轴连接在第二管道（212）的下端面上；所述采样机构（200）还包括使第二管道（212）升降的升降组件（250），升降组件（250）包括安装支架（251）、驱动电机（256）、连接板（252）、传动丝杆（254）和丝母（253）；安装支架（251）连接在第一管道（211）上端，驱动电机（256）连接在安装支架（251）上，且驱动电机（256）位于第二管道（212）的上方，连接板（252）一端与丝母（253）连接，另一端与第二管道（212）连接，丝母（253）螺纹连接在传动丝杆（254）上，传动丝杆（254）一端与驱动电机（256）的输出轴同轴连接，另一端转动连接在安装支架（251）上；升降组件（250）还包括位移传感器（257），位移传感器（257）设置在安装支架（251）上，位移传感器（257）的监测方向正对连接板（252）,且位移传感器（257）与驱动电机（256）电信号连接；所述第一活塞（221）与连接杆（225）之间铰接连接;采样机构（200）还包括连接组件（260），连接组件（260）包括多个连接法兰（261），多个连接法兰（261）沿第一管道（211）轴向成间距设置，连接法兰（261）内壁固定连接在第一管道（211）的外壁上，连接法兰（261）的外壁与钻筒（100）内壁抵接。

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