一、水質(zhì)自動(dòng)采樣器概述

在環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)和水體污染的調(diào)查工作中，要真實(shí)地反映水質(zhì)污染狀況。必須采集具有代表性的水樣。特別是當(dāng)前用立法和經(jīng)濟(jì)手段搞好環(huán)境管理的情況下，在水資源保護(hù)工作中，如何采集具有代表性水樣的方法及其正確性，就顯得更為重要。

可是，工廠排放的污水的水質(zhì)、水量往往在短時(shí)間內(nèi)有很大變化，生活污水也隨著人們生活習(xí)慣及季節(jié)變化而改變，所以總的水體和河流的污染情況是很復(fù)雜。而我們以往的取樣工具，一直是比較落后的手工操作。工作量大、準(zhǔn)確性差。而污水的流量計(jì)量，常使用落后的是流量堰和水位測(cè)計(jì)或水位自動(dòng)記錄儀，但由于矩形堰、三角堰及巴歇爾計(jì)量槽的流量與水位呈非線性，給流量的積稱帶來很大的困難。

772-1型水質(zhì)自動(dòng)采樣器是專為排水工程中常用的四種量水堰配備的流量函數(shù)容器和電子儀器，達(dá)到采集有代表性的水樣，又能根據(jù)水體的體積推算污水排放量的目的。本儀器可供工廠廢水排放口，河流固定水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)等處水質(zhì)采樣使用，是一種*的取樣工具和計(jì)量工具。 

二、772-1水質(zhì)自動(dòng)采樣器結(jié)構(gòu)原理

    該采樣器安裝在流量堰沿上，利用周期轉(zhuǎn)動(dòng)的特殊水勺，按堰為水位高度比例取樣，具體結(jié)構(gòu)裝置如圖一所示。

1、 772-1水質(zhì)自動(dòng)采樣器工作過程

受電子控制器（5）控制的可逆電動(dòng)機(jī)（2），通過減速齒輪（3）以每分鐘轉(zhuǎn)的速度，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的水勺（1）和平衡錘（6），水勺從上方的停止位置，順?biāo)鞯纳嫌芜M(jìn)入水面，順?biāo)鞣较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，取水后，出水面，水勺隨轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸上升，勺中水樣順勺柄中間的管道從街頭（9）的出水引管（7）導(dǎo)入儲(chǔ)水器（8）中，當(dāng)水勺轉(zhuǎn)動(dòng)到近原始位置時(shí)，利用齒輪一側(cè)的接觸件，觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)（4），電子控制器使可逆電動(dòng)機(jī)斷電，水勺依靠平衡錘的慣性，使接觸件脫離微動(dòng)開關(guān)位置，水勺停止轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)時(shí)間繼電器另一組觸點(diǎn)也結(jié)合，使電子控制器中的電磁計(jì)數(shù)器動(dòng)作一次，到此完成一次采樣。再間隔一段時(shí)間后（該時(shí)間由人們根據(jù)需要確定），電子控制器又再次啟動(dòng)可逆電動(dòng)機(jī)，重復(fù)上述過程。

圖一

1、采樣水勺 2、可逆電動(dòng)機(jī) 3、減速齒輪 4、微動(dòng)開關(guān) 5、電子控制器 6、平衡器 7、出水引管 8、儲(chǔ)水器 9、接頭 10、采樣器固定螺栓（M10）

2、 工作原理

在排水工程中，常用的幾種堰的水位高度與流量關(guān)系式如下（這幾種堰也是我廠根據(jù)用戶需要配置儀器的形式）：

（1） 比例流量堰：

式中：Q為流量，計(jì)量單位為 /秒，K為流量系數(shù)，一般為2.66～2.79，a，b如圖二所示，以米為單位，h為堰內(nèi)水位高度，以米計(jì)。

圖二

（2） 三角堰：

Q為流量，計(jì)量單位為/秒 ；h為堰內(nèi)水位高度，以米計(jì)。見圖三。

圖三

（3） 矩形堰：

Q為流量，計(jì)量單位為 /秒  ；h為水位高度，計(jì)量單位：米；M為堰流量系數(shù)，一般為0.409～0.496；B為堰的寬度。見圖四。

圖四

（4） 巴歇兒計(jì)量槽：

Q、h同上，B為堰寬，如圖五所示，計(jì)量單位：米。

圖五

由上面的關(guān)系式所見，三角堰、矩形堰以及巴歇兒計(jì)量槽中的Q與h關(guān)系都是非線性關(guān)系。

由前面的工作過程可知，當(dāng)堰內(nèi)的水位處于zui高位置，水勺轉(zhuǎn)出水面時(shí)，水勺與勺柄接近水面，此時(shí)水勺的進(jìn)水面向上，取水量zui大。當(dāng)堰內(nèi)水位處于zui低位置，水勺轉(zhuǎn)出水面時(shí)，水勺與勺柄垂直于水平面，取出量較少。但上面只能粗略看出堰內(nèi)水面高度與取水量間的數(shù)量關(guān)系，在要求它們呈良好的線性關(guān)系時(shí)，則一般形狀的水勺是無(wú)論如何也不能滿足這一要求的，下面就來找出水勺的合理形狀。

當(dāng)要求水勺的取水量和堰內(nèi)水位高度成良好的線性關(guān)系，而又要求取水量與流量成正比關(guān)系，則我們可以借助圖六的集合關(guān)系及流量和水位高度的關(guān)系式，經(jīng)過繁雜的數(shù)學(xué)計(jì)算（計(jì)算略）算出了各種不同流水堰內(nèi)的不同勺柄（l）和不同取水量的多種函數(shù)容器，保證了水勺在堰內(nèi)的取水量與水位高度成簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

圖六

這樣，我們只要記錄一下水樣儲(chǔ)存器中的水量刻線及采樣次數(shù)，求得平均取水量，然后從預(yù)先標(biāo)定好的水勺取水量——水勺浸沒深度關(guān)系式曲線中查得被采樣水體的平均水位，再根據(jù)不同堰的水位高度與流量的關(guān)系式，推算出平均流量。

另外，從采樣器過程可見，水勺可取得水體每個(gè)分層的混合樣，因此達(dá)到了既能取代表性的水樣，又可計(jì)算流量的目的。

3、 結(jié)構(gòu)說明

（1）由上述工作原理可見，不同的堰，不同的柄長(zhǎng)及不同水量常數(shù)，則水勺的容器形狀大小相同。為了便于工廠生產(chǎn)，目前我廠暫只提供在比例流量堰內(nèi)，柄長(zhǎng)為0.7米，水量常數(shù)為1的水勺和堰口尺寸。若用戶需要，可根據(jù)具體情況，設(shè)計(jì)配備各種水勺。（比例流量堰的尺寸如圖七所示）。

圖七

（2）水勺的取水量以毫升計(jì)量。

（3）柄長(zhǎng)為0.7米，水量常數(shù)為＝1，比例流量堰尺寸如圖七時(shí)，水勺平均取水量q及水位高度h曲線如圖八所示。

三、電路工作原理：

開機(jī)后，220V直接加到時(shí)間繼電器上（JS14S－7/220），當(dāng)采樣選擇開關(guān)處于定時(shí)狀態(tài)時(shí)，通過、設(shè)置采樣時(shí)間，當(dāng)達(dá)到預(yù)置時(shí)間時(shí)，時(shí)間繼電器里一組觸點(diǎn)閉合，使可逆電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水勺開始采樣，當(dāng)電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快接近原始位置時(shí)，裝在齒輪一側(cè)的接觸件觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)SS，使可逆電動(dòng)機(jī)斷電，雖然電機(jī)已停止供電，但由于平衡錘及水勺的慣性，但轉(zhuǎn)軸仍然轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度才停止，微動(dòng)開關(guān)又?jǐn)嚅_，確保間隔時(shí)間的正確性。同時(shí)時(shí)間繼電器的另一個(gè)觸點(diǎn)吸合，使計(jì)數(shù)器EC計(jì)數(shù)一次。

當(dāng)采樣選擇開關(guān)處于連續(xù)狀態(tài)時(shí)，閉合，電機(jī)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到連續(xù)采樣的要求。

計(jì)時(shí)按鈕的作用，使儀器開始*次轉(zhuǎn)動(dòng)使作計(jì)時(shí)用，它確保計(jì)時(shí)的正確性。

四、技術(shù)指標(biāo)：

1.固定時(shí)間隔：32S
2.可調(diào)時(shí)間隔：1-99min，誤差：≤±5%
3.采樣時(shí)間：32S
4.每次采水量：100ml
5.水勻柄長(zhǎng)：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

9.電源：交流220V±10％

10.使用條件：野外

五、安裝使用

為了正確計(jì)算流量，水勺一定要在流量堰內(nèi)取樣（本廠生產(chǎn)的是比例流量堰）儀器安裝在堰的一側(cè)，安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1、 水勺轉(zhuǎn)向：一定要使水勺進(jìn)入水面后，順著水流方向旋轉(zhuǎn)。

2、 儀器在堰邊安裝時(shí)，要確保水勺頂端與堰底在一水平面上。堰應(yīng)處于自由流情況下工作。見圖九。

圖九

3、 水勺安裝時(shí)，應(yīng)把軸的銷釘卡在水勺接頭的方形槽內(nèi)，靜止?fàn)顟B(tài)下，水勺應(yīng)置于上方，確保采水器停止工作時(shí)，水勺內(nèi)的水全部流光，接好后用螺絲固定好。注意此位置不能讓接觸件處于觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)的位置處，水勺不可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)！

4、 堰邊盡量建一個(gè)小房子來安裝采樣器，一方面能防風(fēng)雨，不讓雨水進(jìn)入勺中，另一方面可以防盜、防濕、防止曝曬和嚴(yán)寒。

5、 水樣儲(chǔ)防器必須低于772—1儀器的出水管，在772－1儀器出水管上套一軟管，以便導(dǎo)引水樣，如圖十所示，水樣儲(chǔ)存器應(yīng)能提出單獨(dú)清洗，器上應(yīng)有保溫蓋。

圖十

6、 為防止微生物及其他污染物集聚水勺，水勺需每天拆下用儀器配用的長(zhǎng)柄毛刷清洗一次，清洗時(shí)需擰下靠平衡錘一端的緊固螺母，擰下旋塞，即可清洗。

7、 每種量水堰都有水勺，不能互轉(zhuǎn)，否則便失去比例取樣作用。當(dāng)堰內(nèi)水位太深或堰壁太高，勺尖不能與堰底線在一水平面時(shí)，必須升降儀器高低，或換用不同柄長(zhǎng)的水勺，決不能用短柄勺接長(zhǎng)使用。

8、 流量推算方法：

（1） 由水樣儲(chǔ)放器上的水量刻線，知道一單位時(shí)間內(nèi)的取水量（V）ml再?gòu)挠?jì)數(shù)器中的采樣數(shù)（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，查曲線八，求得堰內(nèi)在單位時(shí)間內(nèi)的平均水位高度（h）

（3） 由h與流量的關(guān)系式（）求得平均流量。

六、水樣的保存方法：

采樣器取得的樣品必須合理保存，否則受環(huán)境溫度和空氣、陽(yáng)光等因素影響會(huì)使水質(zhì)、水樣的保存期限取決于水樣的性質(zhì)、測(cè)定項(xiàng)目的要求和保存條件，一般采用避光、低溫、密封和投加適量的試劑。穩(wěn)定被測(cè)部分。可供參考的保存方法如表（一）表（二）所示。

表一 多種被測(cè)項(xiàng)目在低溫或冷凍儲(chǔ)存情況

表二 幾種分析項(xiàng)目采用加入試劑的方法

七、備件

1、0.5A熔斷絲                                3只

2、清洗刷子                              1把

3、產(chǎn)品說明書                                1本

4、產(chǎn)品合格證                                1張

5、裝箱單                                    1份