一种利用水体沉积物评估微生物多样性指标的装置

技术领域

本发明属于生物多样性研究设备技术领域，具体涉及一种利用水体沉积物评估微生物多样性指标的装置。

背景技术

微生物作为湖泊生态系统中物质循环和能量流动的主要参与者，与区域环境有着密切的关系，在水体氮磷循环中起着至关重要的作用，因此针对微生物，尤其是湖泊沉积物中的微生物开展研究有着重要意义，而微生物多样性分析则是其中的基础环节之一。国内外关于沉积物中微生物多样性的研究方法很多，大致包括以下几种，传统微生物平板纯培养方法；微生物微平板鉴定分析方法；微生物脂肪酸分析方法；分子生物学方法等。

而在微生物多样性研究之前，对于湖泊中水体沉积物大都采用随机取样，在实际的取样过程中常存在以下问题：

(1)取样地点随机抽取，若样品分组较少，会导致多样性分析的结果存在偶然性；

(2)各采样区域水体沉积物厚度各不相同，各厚度下沉积物内的微生物种类不同，针对不同厚度沉积物的采样难度较大。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种利用水体沉积物评估微生物多样性指标的装置，以解决背景技术中提出的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种利用水体沉积物评估微生物多样性指标的装置，包括采样筒和与采样筒连通的支管、以及设于支管下端的定位盘、以及设于定位盘下端且垂直于地面的定位脚和采样端，所述定位盘内设有所述采样端连通的采样通道，所述采样通道与支管、采样筒依次连通构成沉积物通道；

所述采样筒侧壁设有不少于两组采样动力机构，所述采样动力机构包括安装盒、以及设于安装盒内且与采样筒内部连通的L型气道、以及设于安装盒上端的电机、以及与电机输出端同轴设置的第一螺杆、以及与第一螺杆螺接以上下移动的C型连板，所述C型连板远离第一螺杆的端部延伸至所述L型气道内且固定连接有活塞板；

当所述电机工作时，所述第一螺杆转动带动所述活塞板在所述L型气道内移动，使所述沉积物通道内形成负压以实现吸取采样。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一螺杆下端同轴设置有连轴，连轴端部设有第一齿轮，所述定位盘上端面设有与所述第一齿轮连接的传动机构，所述传动机构包括环形齿轮以及与环形齿轮外端啮合的第二齿轮，所述第一齿轮与所述环形齿轮内圈啮合。

作为本发明的进一步优化方案，所述第二齿轮下端固定连接有第二螺杆，所述定位脚上端与所述第二螺杆下端螺纹连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述采样端包括与所述定位脚平行设置的采样柱、以及设于采样柱侧壁的采样口、以及套设于采样柱上的防护罩；所述C型连板下端固定连接有连杆，连杆下端与所述防护罩上端固定连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述安装盒和所述定位盘上端面之间设有套管，所述连杆和所述连轴均设于所述套管内。

作为本发明的进一步优化方案，所述支管上设有与所述定位盘平行的环形部，所述环形部内设有供所述套管穿过的限位孔、以及与所述支管连通的环形气腔，所述环形部上端面嵌设有环式水平仪。

作为本发明的进一步优化方案，所述采样端和所述定位脚的数量与所述采样动力机构的数量对应，且所述定位脚的长度大于所述采样端的长度。

作为本发明的进一步优化方案，若干位于所述采样柱上的所述采样口位置互不相同。

作为本发明的进一步优化方案，所述采样筒上端设有筒盖，所述筒盖侧边设有把手。

本发明的有益效果在于：

1)本发明中，通过采样动力机构和传动机构的配合，通过启动电机即可实现沉积物通道内形成负压以吸取采样，同时还能驱动定位脚下移实现装置在水底的定位，一举两得；

2)本发明中，环形部的设置不仅能够实现对于套管的限位，防止装置长时间在水底运行时受到水流影响发生倾斜，其内部环形气腔还能增加沉积物通道的气体路径，延迟负压形成；

3)本发明中，通过不少于两组的定位端，使装置采样时在水底更加稳定；不少于两组的采样端能实现多组样品的采样，提高分析结果的全面性；采样口位于采样端不同位置可实现对不同厚度的水底沉积物进行采样。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中安装筒和环形部件的结构示意图；

图3是本发明中采样动力机构的结构示意图；

图4是本发明中环形部的结构示意图；

图5是本发明中传动机构和定位盘连接处的机构示意图；

图6是本发明中定位盘下端采样端和定位脚的剖面结构示意图。

图中：1、采样筒；2、筒盖；3、定位盘；4、传动机构；5、采样动力机构；6、定位脚；7、采样端；8、环形部；9、环式水平仪；10、套管；11、支管；12、采样通道；21、把手；41、环形齿轮；42、第一齿轮；43、第二齿轮；44、第二螺杆；51、安装盒；52、L型气道；53、电机；54、第一螺杆；55、C型连板；56、连杆；57、连轴；71、采样口；72、防护罩；81、限位孔；82、环形气腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种利用水体沉积物评估微生物多样性指标的装置，包括采样筒1和与采样筒1连通的支管11、以及设于支管11下端的定位盘3、以及设于定位盘3下端且垂直于地面的定位脚6和采样端7，通过将定位脚6和采样端7插入待检测水域水底，通过采样端7抽取水底沉积物，定位盘3内设有采样端7连通的采样通道12，采样通道12与支管11、采样筒1依次连通构成沉积物通道。

如图1-3所示，采样筒1侧壁设有不少于两组采样动力机构5，采样动力机构5包括安装盒51、以及设于安装盒51内且与采样筒1内部连通的L型气道52、以及设于安装盒51上端的电机53、以及与电机53输出端同轴设置的第一螺杆54、以及与第一螺杆54螺接以上下移动的C型连板55，C型连板55远离第一螺杆54的端部延伸至L型气道52内且固定连接有活塞板；

当电机53工作时，电机53带动第一螺杆54转动，由于C型连板55与第一螺杆53间为螺纹连接，第一螺杆54转动会带动活塞板在L型气道52内移动，使沉积物通道内形成负压以实现吸取采样。

进一步的，如图5和图6所示，第一螺杆54下端同轴设置有连轴57，连轴57端部设有第一齿轮42，定位盘3上端面设有与第一齿轮42连接的传动机构4，传动机构4包括环形齿轮41以及与环形齿轮41外端啮合的第二齿轮43，第一齿轮42与环形齿轮41内圈啮合。

本发明中，通过第一螺杆54转动会同步联动连轴57转动，由于传动机构4的设置，进而会带动第二齿轮43转动，第二齿轮43下端固定连接有第二螺杆44，定位脚6上端与第二螺杆44下端螺纹连接，结合图6，定位脚6与定位盘3下端面之间设有限位套，防止第二螺杆44转动时会带动定位脚6同步转动，本发明中第二螺杆44仅会带动定位脚6下移，即电机53驱动定位脚6下移在水底实现对该装置的定位。

本发明中，通过启动电机53即可实现沉积物通道内形成负压以吸取采样，同时还能驱动定位脚6下移实现装置在水底的定位，一举两得。

进一步的，采样端7包括与定位脚6平行设置的采样柱、以及设于采样柱侧壁的采样口71、以及套设于采样柱上的防护罩72，防护罩72的设置能够防止装置在进行取样之前，水体异物或杂志进入采样口71内，导致采样结果受到干扰；C型连板55下端固定连接有连杆56，连杆56下端与防护罩72上端固定连接。

本发明中，通过启动电机53，C型连板55带动活塞板在L型气道52内移动，使沉积物通道内形成负压以实现吸取采样的同时，C型连板55同时也会通过连杆56带动防护罩72上移，使采样口71露出，以便于进一步采样。

为进一步提高连杆56和连轴57在水底运行的稳定性，安装盒51和定位盘3上端面之间设有套管10，连杆56和连轴57均设于套管10内。

为进一步对套管10进行限位，支管11上设有与定位盘3平行的环形部8，环形部8内设有供套管10穿过的限位孔81、以及与支管11连通的环形气腔82，环形部8上端面嵌设有环式水平仪9。

本发明中，通过在环形部8内设置环形气腔82，且环形气腔82与支管11连通，进而在启动电机53时，装置整体会发生三个动作且同时进行：第一是L型气道52内逐步会产生负压，第二是定位脚6在第二螺杆44的驱动下逐步下移实现定位，第三是防护罩72逐步上移使采样口71露出，而在采样口71未完全露出和定位脚6未完全插入地面时，显然不能进行采样，而本发明中环形气腔82的设置能够增大沉积物通道路径，使沉积物通道内负压的形成更慢，在定位脚6的伸出以及防护罩72上移完成前负压也未完全形成，因此环形部8的设置不仅能够实现对于套管10的限位，防止装置长时间在水底运行时受到水流影响发生倾斜，其内部环形气腔82还能增加沉积物通道的气体路径，延迟负压形成。

另外，本发明中环式水平仪9的设置能够辅助工作人员判断装置整体是否为垂直向下采样。

进一步的，采样端7和定位脚6的数量与采样动力机构5的数量对应，且定位脚6的长度大于采样端7的长度。

进一步的，若干位于采样柱上的采样口71位置互不相同，与便于该装置对水底不同厚度的沉积物进行采样，使采样样品更加丰富。

进一步的，采样筒1上端设有筒盖2，筒盖2侧边设有把手21，该装置在使用时可通过工作人员手提把手21潜入水底，启动电机53同时操作把手21对准水底的待抽样位置，实现精确采样。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。