水质自动采样器

一、水质自动采样器概述

在环境污染的监测和水体污染的调查工作中，要真实地反映水质污染状况。必须采集具有代表性的水样。特别是当前用立法和经济手段搞好环境管理的情况下，在水资源保护工作中，如何采集具有代表性水样的方法及其正确性，就显得更为重要。

可是，工厂排放的污水的水质、水量往往在短时间内有很大变化，生活污水也随着人们生活习惯及季节变化而改变，所以总的水体和河流的污染情况是很复杂。而我们以往的取样工具，一直是比较落后的手工操作。工作量大、准确性差。而污水的流量计量，常使用落后的是流量堰和水位测计或水位自动记录仪，但由于矩形堰、三角堰及巴歇尔计量槽的流量与水位呈非线性，给流量的积称带来很大的困难。

772-1型水质自动采样器是专为排水工程中常用的四种量水堰配备的流量函数容器和电子仪器，达到采集有代表性的水样，又能根据水体的体积推算污水排放量的目的。本仪器可供工厂废水排放口，河流固定水质监测点等处水质采样使用，是一种先进的取样工具和计量工具。 

二、772-1水质自动采样器结构原理

    该采样器安装在流量堰沿上，利用周期转动的特殊水勺，按堰为水位高度比例取样，具体结构装置如图一所示。

1、 772-1水质自动采样器工作过程

受电子控制器（5）控制的可逆电动机（2），通过减速齿轮（3）以每分钟转的速度，转动轴上的水勺（1）和平衡锤（6），水勺从上方的停止位置，顺水流的上游进入水面，顺水流方向转动，取水后，出水面，水勺随转动逐渐上升，勺中水样顺勺柄中间的管道从街头（9）的出水引管（7）导入储水器（8）中，当水勺转动到近原始位置时，利用齿轮一侧的接触件，触动微动开关（4），电子控制器使可逆电动机断电，水勺依靠平衡锤的惯性，使接触件脱离微动开关位置，水勺停止转动，与此同时时间继电器另一组触点也结合，使电子控制器中的电磁计数器动作一次，到此完成一次采样。再间隔一段时间后（该时间由人们根据需要确定），电子控制器又再次启动可逆电动机，重复上述过程。

1、采样水勺 2、可逆电动机 3、减速齿轮 4、微动开关 5、电子控制器 6、平衡器 7、出水引管 8、储水器 9、接头 10、采样器固定螺栓（M10）

2、 772-1水质自动采样器工作原理

在排水工程中，常用的几种堰的水位高度与流量关系式如下（这几种堰也是我厂根据用户需要配置仪器的形式）：

（1） 比例流量堰：

式中：Q为流量，计量单位为 /秒，K为流量系数，一般为2.66～2.79，a，b如图二所示，以米为单位，h为堰内水位高度，以米计。

（2） 三角堰：

Q为流量，计量单位 ；h为堰内水位高度，以米计。

（3） 矩形堰：Q为流量，计量单位为 /秒  ；h为水位高度，计量单位：米；M为堰流量系数，一般为0.409～0.496；B为堰的宽度。见图四。

（4） 巴歇儿计量槽

Q、h同上，B为堰宽，如图五所示，计量单位：米。

由上面的关系式所见，三角堰、矩形堰以及巴歇儿计量槽中的Q与h关系都是非线性关系。

由前面的工作过程可知，当堰内的水位处于最高位置，水勺转出水面时，水勺与勺柄接近水面，此时水勺的进水面向上，取水量最大。当堰内水位处于最低位置，水勺转出水面时，水勺与勺柄垂直于水平面，取出量较少。但上面只能粗略看出堰内水面高度与取水量间的数量关系，在要求它们呈良好的线性关系时，则一般形状的水勺是无论如何也不能满足这一要求的，下面就来找出水勺的合理形状。

当要求水勺的取水量和堰内水位高度成良好的线性关系，而又要求取水量与流量成正比关系，则我们可以借助图六的集合关系及流量和水位高度的关系式，经过繁杂的数学计算（计算略）算出了各种不同流水堰内的不同勺柄（l）和不同取水量的多种函数容器，保证了水勺在堰内的取水量与水位高度成简单的线性关系。

这样，我们只要记录一下水样储存器中的水量刻线及采样次数，求得平均取水量，然后从预先标定好的水勺取水量——水勺浸没深度关系式曲线中查得被采样水体的平均水位，再根据不同堰的水位高度与流量的关系式，推算出平均流量。

另外，从采样器过程可见，水勺可取得水体每个分层的混合样，因此达到了既能取代表性的水样，又可计算流量的目的。

3、 772-1水质自动采样器结构说明

（1）由上述工作原理可见，不同的堰，不同的柄长及不同水量常数，则水勺的容器形状大小相同。为了便于工厂生产，目前我厂暂只提供在比例流量堰内，柄长为0.7米，水量常数为1的水勺和堰口尺寸。若用户需要，可根据具体情况，设计配备各种专用水勺。（比例流量堰的尺寸如图七所示）。

（2）水勺的取水量以毫升计量。

（3）柄长为0.7米，水量常数为1，比例流量堰尺寸如图七时，水勺平均取水量q及水位高度h曲线如图八所示。

三、772-1水质自动采样器电路工作原理：

开机后，220V直接加到时间继电器上（JS14S－7/220），当采样选择开关处于定时状态时，设置采样时间，当达到预置时间时，时间继电器里一组触点闭合，使可逆电动机转动，水勺开始采样，当电动转动快接近原始位置时，装在齿轮一侧的接触件触动微动开关SS，使可逆电动机断电，虽然电机已停止供电，但由于平衡锤及水勺的惯性，但转轴仍然转动一个角度才停止，微动开关又断开，确保间隔时间的正确性。同时时间继电器的另一个触点吸合，使计数器EC计数一次。

当采样选择开关处于连续状态时，闭合，电机可以连续转动，达到连续采样的要求。

计时按钮的作用，使仪器开始第一次转动使作计时用，它确保计时的正确性。

四、772-1水质自动采样器技术指标：

1.固定时间隔：32S
2.可调时间隔：1-99min，误差：≤±5%
3.采样时间：32S
4.每次采水量：100ml
5.水匀柄长：0.7m
6.流量堰形式：比例流量堰
7.外形尺寸：400×210×300mm3
8.重量：15Kg

五、772-1水质自动采样器安装使用

为了正确计算流量，水勺一定要在流量堰内取样（本厂生产的是比例流量堰）仪器安装在堰的一侧，安装时应注意以下几点：

1、 水勺转向：一定要使水勺进入水面后，顺着水流方向旋转。

2、 仪器在堰边安装时，要确保水勺顶端与堰底在一水平面上。堰应处于自由流情况下工作。

3、 水勺安装时，应把轴的销钉卡在水勺接头的方形槽内，静止状态下，水勺应置于上方，确保采水器停止工作时，水勺内的水全部流光，接好后用螺丝固定好。注意此位置不能让接触件处于触动微动开关的位置处，水勺不可顺时针旋转！

4、 堰边尽量建一个小房子来安装采样器，一方面能防风雨，不让雨水进入勺中，另一方面可以防盗、防湿、防止曝晒和严寒。

5、 水样储防器必须低于772—1仪器的出水管，在772－1仪器出水管上套一软管，以便导引水样，如图十所示，水样储存器应能提出单独清洗，器上应有保温盖。

6、 为防止微生物及其他污染物集聚水勺，水勺需每天拆下用仪器配用的长柄毛刷清洗一次，清洗时需拧下靠平衡锤一端的紧固螺母，拧下旋塞，即可清洗。

7、 每种量水堰都有专用水勺，不能互转，否则便失去比例取样作用。当堰内水位太深或堰壁太高，勺尖不能与堰底线在一水平面时，必须升降仪器高低，或换用不同柄长的水勺，决不能用短柄勺接长使用。

8、 772-1水质自动采样器流量推算方法：

（1） 由水样储放器上的水量刻线，知道一单位时间内的取水量（V）ml再从计数器中的采样数（n），可以求得每勺的平均取水量（g）ml。

                  g＝V/n

（2） 由每勺平均取水量，查曲线八，求得堰内在单位时间内的平均水位高度（h）

（3） 由h与流量的关系式求得平均流量。

六、水样的保存方法：

采样器取得的样品必须合理保存，否则受环境温度和空气、阳光等因素影响会使水质、水样的保存期限取决于水样的性质、测定项目的要求和保存条件，一般采用避光、低温、密封和投加适量的试剂。稳定被测部分。可供参考的保存方法如表（一）表（二）所示。

表一 多种被测项目在低温或冷冻储存情况

表二 几种分析项目采用加入试剂的方法

七、772-1水质自动采样器备件

1、0.5A熔断丝                                3只

2、专用清洗刷子                              1把

3、产品说明书                                1本

4、产品合格证                                1张

5、装箱单                                    1份