申请日1991.08.02
公开(公告)日1994.02.02
IPC分类号G01N1/10
摘要
一种水质移动采样口比例采样装置，由多层圆形套筒构成，其中一个排水口用法兰固定一个中筒，而中筒内侧中心设有一个导水罩，其外周缘固定一个外罩筒，其中导水罩的下方沿其中心轴线设有一个中心轴，在该轴上可转动地支承一个叶轮，其上配置有一个呈夹角α的采水刀盒，上述外罩筒的内周缘侧相对于采水刀盒下方设有一个环形解样槽与储样筒相连接，该装置能提供准确稳定的比例系数和充分均匀的采样，同时具有最大程度的适用性。
権利要求書
1、一种污水排放口比例采样装置，采用多层圆形套筒结构，包括以下部分：一个中筒(3)，通过法兰与污水排放通道的排水口同心连接;一个导水罩(2)，其上端通过六根筋与中筒内壁固连;一个外罩筒(4)，与中筒外周缘固定连接;一个叶轮(7)，支承于一端设置在导水罩下方可转动的中心轴(6)上，一个呈夹角α的采水刀盒(5)，配置于叶轮上;一个环形接样槽(8)，设置于采水刀盒的下方，固连于外罩筒的内周缘。
2、按权利要求1所述的采样装置，其特征在于，采水刀盒(5)的两个侧壁的延线必须通过旋转中心，其形成的夹角α由预设的比例系数K和污水的污染程度决定的最佳水口宽来块定，一般其最窄处的宽度最好大于2mm。
说明书
本发明涉及一种污水排放口比例采样装置，特别适用于监测包括工业废水在内的污水排放总量和污染物浓度的流量计量，由于其采样点充分密集并遍及排放口整个流场的每条流线，所以能提供准确稳定的比例系数和充分均匀的采样，从而使其成为目前较为理想的比例采样装置。
迄今为止我国对于污水排放总量和污染物浓度的监测还没有较为有效的手段，因此，研制水质流量连续比例自动采样机就有其重要的意义。所谓水质流量连续比例采样是指在污水排放过程中，按固定的比例，采取一小部分水质在量上等于其总量的1/K(K为比例系数)。在质上与排放时的水质是均匀的。采样过程是连续贯穿于整个排放过程中，这样在一定的时间(例如一天)所采取的水样其数量等于总量的1/K，而浓度则为所排放污水的平均浓度。根据采样的数量和浓度，即采取极小数量的水样就可以有效地对污水进行监测。
在中国发明专利(其申请号为89100831.4公开号为CN1037973A)公开了一种连续按比例自动水质取样器，该取样器解决了比例采样的问题，也就是利用均匀的环形流场，用刀口切取其一个扇形面积(相当于整个环形面积的几分之一)的水样为样品，采水的扇形面积和整个环形排水面积的比为采水量和总量的比，其样品的混合浓度则为总量的混合浓度，但其前提是要求环形的排放水口应呈一个均匀流场，其流速分布和浓度分布应对称于圆心，因此，对环口的同心度和边界要求都较严格，否则就会影响监测精度和采样的代表性。为此，通常要用虹吸、泵、阀和稳流套筒，即通过将采样头设置成多层套筒结构，来保证形成均匀的环流。这样就需增加构件或部件，而在使用上仍受到一定的限制。
本发明的任务是，为消除上述的不足，在理论上和结构上提供一种具有稳定准确采样比例系数和使采样达到充分均匀性的水质移动采样口比例采样装置，同时使其具有最大程度的适用性。
为解决上述发明任务，本发明提供了一种污水排放口比例采样装置，该装置包括一个中筒，通过法兰与污水排放通道的排水口同心连接;一个导水罩，固定于中筒的内侧中心;一个外罩筒，与中筒外周缘固定连接;一个叶轮，可转动地支承于一端设置在导水罩下方的中心轴上;一个呈夹角α的采水刀盒，配置于叶轮上;一个环形接样槽，设置于采水刀盒的下方，固连于外罩筒的内周缘。
上述结构是在下列工作原理基础上设置出的，此时假设有一个具有一定半径的圆形平面，该平面绕其圆心以转速ω旋转，在该平面上还设有一个呈夹角α的扇形作为采样口，转一周所用时间t1=1/ω，在上述半径范围内有一个水柱由上通过该平面往下流，在采样口旋转一周时其平均速度为V水，在此期间水柱通过采样口平面的量：Q=V水×1/ω×S(S为水柱正截面积)，而通过采样口呈α角所夹面积的量则为Q采=V水×1/ω×S×α/2π，因此，上述平面旋转一周采水样量与总流量之比为：
(Q采)/(Q) = (υ立×1/ω×S×α/2π)/(υ立×1/ω×S) = α/2π=K
这就是说，在水柱连续流动而采样口不断旋转采水的情况下，采水量与总流量之比为一个常数K=α/2π，其值不受流速V水、采样口转速ω和其它参数影响(只假定在采样口转一周时流速V水和水质浓度不变)，ω愈大具有精度愈高。
上述结论之所以重要是在于，使本发明装置不论在何种条件下都具有稳定准确采样比例系数和使 采样达到充分均匀性，从而具有最大程度的适用性，例如：采样口是移动的(包括平移或旋转);采样口的移动方向不受限制，其移动速度可以是稳定的或是变化的，可以是固定的或可调的;采样口的移动可以附加动力(如电机)也可以利用排水的自身动力;适用于任何方向的排放型式(立式、卧式甚至斜置式)。
