一种水质检测用的采样装置

技术领域

本发明涉及水质检测领域，尤其涉及一种水质检测用的采样装置。

背景技术

水质检测时，包括了采样和检测等多个步骤。其中，采样时会用到水质采样装置，目前的水质采样装置大多只有单个容器，因此只能在一个点位进行一次样本采集，无法做到分层多点采样以及单层多次采样。目前，虽然也有可以做到分层多点采样的装置(例如，授权公告号为CN208937372U或CN214200785U的中国专利)，但是这类装置的每个采样容器呈竖向排列，所以并不能在单层做到多次采样。对此，有必要提供一种既适用于分层多点采样，又适用于单层定点多次采样的采样装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水质检测用的采样装置，其既适用于分层多点采样，又适用于单层定点多次采样；使用时，该采样装置与卷扬机配合，便能实现分层多点采样或单层定点多次采样。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种水质检测用的采样装置，其包括：

架体；

多个连接头，各所述连接头围绕所述架体的中轴线呈环形阵列分布；所述连接头包括壳体、固定塞、活动塞以及第一弹簧；所述壳体与所述架体固定；所述固定塞固定在所述壳体内，固定塞设有腔体和流体通道，所述腔体位于固定塞的内部，腔体的顶部开口，底部被隔板封闭，且腔体顶部的开口处设有一圈凸缘，所述流体通道设置在所述腔体外侧的壁体内，流体通道顶端的入口与所述腔体连通，底端的出口与所述隔板下方的区域连通；所述活动塞设置在所述固定塞的腔体中，活动塞具有沿腔体轴线方向来回移动的自由度；所述第一弹簧设置在所述活动塞下方的所述腔体内，且第一弹簧的一端与所述活动塞相抵，另一端与所述隔板相抵；其中，当所述第一弹簧处于自由状态时，此时在第一弹簧的作用力下，所述活动塞位于最高点，其顶面与所述凸缘紧密贴合，致使所述流体通道无法与所述凸缘上方的区域连通；

采样瓶，所述采样瓶的数量与所述连接头的数量一致，各采样瓶分别通过密封且可拆卸的连接方式与各所述连接头相连；且，当采样瓶与连接头相连时，采样瓶位于连接头的下方，同时，采样瓶的内腔与所述流体通道底端的出口连通；

转动体，所述转动体布置在各所述连接头的上方，转动体的旋转基准轴为所述架体的中轴线，转动体的下方配设有一个推头；其中，转动体在旋转的过程中，所述推头可触及到任意一个所述活动塞的顶面并推动该活动塞向下移动，以使所述腔体顶部的开口被打开，并且，当所述推头推动相应活动塞向下移动至最低点时，此时所述流体通道顶端的入口与所述凸缘上方的区域连通；

驱动电机，用于驱使所述转动体绕所述旋转基准轴旋转。

进一步的，所述架体包括底板、顶板以及多个立柱；

所述连接头的壳体与所述架体的底板固定，且壳体沿轴向方向贯穿所述底板；

所述顶板间隔布置在所述底板的上方，顶板的上表面设置有绳扣；

各所述立柱环绕布置在所述底板的四周，立柱的底部与所述底板固定，顶部与所述顶板固定；

所述转动体布置在所述底板与所述顶板之间的区域。

进一步的，所述底板的中部设置有一凸台，该凸台相对于底板的上下两个表面均凸起，且凸台的中心设置有一通孔；

所述驱动电机安装在所述底板的凸台的下方，驱动电机的输出轴伸入所述通孔内并通过一联轴器与一转轴相连；所述转轴的下部通过一轴承安装在所述凸台上，转轴的中部从所述转动体的中部贯穿并与转动体相固定，转轴的顶部则通过另一轴承安装在所述顶板中心的孔洞处。

进一步的，所述驱动电机被包围在电机外罩中，电机外罩的顶部与所述底板固定；

电机外罩的底部还连接有一配重箱，配重箱的内部安放有一配重块，配重块的底部由一可拆卸的盖板封闭。

进一步的，所述活动塞由橡胶材质制成，活动塞的顶面为球形面；

所述凸缘也由橡胶材质制成，凸缘的内侧形成有一圈弧形面，该弧形面与所述活动塞的球形面相匹配；当所述活动塞在所述第一弹簧的作用力下位于最高点时，活动塞的球形面会与所述弧形面紧密贴合；

所述推头也由橡胶材质制成，推头的底面也为球形面。

进一步的，所述固定塞的腔体的内壁设有沿轴向方向布置的导向槽；所述活动塞的侧壁设有与所述导向槽相匹配的导向块，且该导向块嵌入在所述导向槽内并能沿导向槽移动。

进一步的，所述壳体的底部设有内螺纹，所述采样瓶的顶部设有外螺纹，采样瓶通过螺纹连接的方式与所述连接头的壳体相连。

进一步的，所述壳体在所述内螺纹上方和所述固定塞下方之间的区域形成有壁厚增大的环形台，该环形台处设置有两个径向孔和两个轴向孔，其中，两个径向孔呈对向布置，两个轴向孔从所述环形台下方的台阶面开始向上轴向延伸并分别与两个径向孔十字交叉；

所述连接头还配置有锁定装置，该锁定装置包括一组第一限位组件、两组第二限位组件以及一个受力环；

所述第一限位组件包括直杆、浮板以及第二弹簧；所述直杆的一端插入至所述活动塞底部开设的轴向盲孔中，另一端穿过所述固定塞的隔板后延伸至固定塞下方的区域；所述浮板固定在所述直杆的底部，浮板设置有多个轴向贯穿的开孔，浮板顶部的四周形成有一圈第一倾斜面，浮板的密度小于0.8×10

两组所述的第二限位组件分别与两组所述径向孔和所述轴向孔配合设置；所述第二限位组件包括径向活动销、第三弹簧、轴向活动销、第四弹簧；所述径向活动销插设在所述壳体的径向孔内，径向活动销内侧端的底部形成有第二倾斜面，径向活动销的中部设有缺口，缺口靠外一侧的内壁面为球形凸面；所述第三弹簧布置在所述径向活动销的后半段处，其对径向活动销赋予作用力以驱使径向活动销向壳体的内侧移动；所述轴向活动销插设在所述壳体的轴向孔内并伸入至所述径向活动销的缺口中，轴向活动销朝外的一侧设有凸起块；所述第四弹簧布置在所述轴向活动销上方的轴向孔内，第四弹簧的一端与轴向孔的顶面相连，另一端与轴向活动销的顶部相连；

所述受力环布置在所述壳体的环形台的下方，且受力环的顶面同时与两个所述轴向活动销的底部相连；

其中，在所述活动塞位于最高点的情况下：当所述第四弹簧处于自由状态时，此时，所述轴向活动销的凸起块抵靠在所述径向活动销的球形凸面上，驱使径向活动销藏匿于所述径向孔中，径向活动销不会影响所述浮板的上下移动；当所述受力环向上移动并带动两个轴向活动销移动至最高点时，轴向活动销的凸起块会离开所述的缺口，此时，在所述第三弹簧的驱使下，两个径向活动销的内侧端会伸出至径向孔之外，使得两个径向活动销的第二倾斜面均位于所述浮板的第一倾斜面的上方；当所述浮板由两个径向活动销的下方开始向上移动时，浮板会借助第一倾斜面与第二倾斜面的接触推动两个径向活动销向所述径向孔内回缩，之后，待浮板越过两个径向活动销后，所述直杆的顶部会抵住活动塞，浮板的底部则会抵靠在两个径向活动销的上表面。

进一步的，所述活动塞的轴向盲孔为阶梯孔，其具有阶梯面；当所述浮板由下而上越过两个径向活动销后，所述直杆的顶部会抵靠在所述轴向盲孔的阶梯面上。

本发明的有益效果是：将采样装置沉入水中后，当驱动电机工作时，可带动推头依次推动各个活动塞向下移动，每个活动塞向下移动时，均会使固定塞的腔体上方的开口打开，因此外界的水会通过流体通道进入到采样瓶内，使相应的采样瓶完成水样的采样；当需要进行水样的单层定点多次采样时，保持采样装置在水中的位置不变，然后让驱动电机间歇式工作，以使推头间隔一段时间推动一个活动塞向下移动，这样便能间隔一段时间完成一个采样瓶的水样采集，最后直至预定的采样次数全部完成即可；当需要进行水样的分层多点采样时，每完成一个采样瓶的采样后，让采样装置沉入水中的下一个深度，然后再让驱动电机工作，进行下一次采样，之后再让采样装置再沉入下一个深度完成下一次采样，最后直至预定的各个采样深度全部完成即可；由此可见，本发明既适用于单层定点多次采样，又适用于分层多点采样。

附图说明

图1是本发明实施例1的三维结构图(本图中推头停留在两个活动塞之间，未推动任一活动塞移动)；

图2是图1的轴向剖面图；

图3是图2中虚线范围内的放大图；

图4是图2的轴测图；

图5是本发明实施例1另一状态时的三维结构图(本图中推头推动其中一个活动塞向下移动至最低点)；

图6是图5的轴向剖面图；

图7是图6中虚线范围内的放大图；

图8是实施例1中连接头与采样瓶的立体结构图(本图中活动塞位于最低点)；

图9是图8的轴向剖面图；

图10是图9中连接头的内部结构展示图；

图11是本发明实施例2中连接头的状态图一；

图12是本发明实施例2中连接头的状态图二；

图13是本发明实施例2中连接头的状态图三；

图14是本发明实施例2中连接头的状态图四。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

参见图1至图10，本实施例提供了一种水质检测用的采样装置，其包括架体1、连接头2、采样瓶3、转动体5以及驱动电机6。

所述架体1是整个采样装置的安装基础，相关的部件都需要直接或间接的安装在架体1上。

参见图1，所述连接头2的数量为八个，各连接头2围绕所述架体1的中轴线1a呈环形阵列分布，即，两相邻连接头2的中心分别到架体1中心的两条连线之间的夹角为45°。参见图2至图4，所述连接头2包括壳体21、固定塞22、活动塞23以及第一弹簧24。所述壳体21与所述架体1固定，壳体21的底部设有内螺纹。所述固定塞22固定在所述壳体21内，固定塞22设有腔体221和流体通道222；所述腔体221位于固定塞22的内部，腔体221的顶部开口，底部被隔板223封闭，且腔体221顶部的开口处设有一圈凸缘224,凸缘224沿径向方向将腔体221顶部开口的孔径缩小；参见图9和图10，所述流体通道222设置在所述腔体221外侧的壁体内，流体通道222顶端的入口222a与所述腔体221连通且该入口222a紧邻所述凸缘224设置在其下方，流体通道222底端的出口222b与所述隔板223下方的区域连通；所述活动塞23设置在所述固定塞22的腔体221中，活动塞23具有沿腔体221轴线方向来回移动的自由度；所述第一弹簧24设置在所述活动塞23下方的所述腔体221内，且第一弹簧24的一端与所述活动塞23的底面相抵，另一端与所述隔板223的顶面相抵；其中，当所述第一弹簧24处于自由状态时，此时在第一弹簧24的作用力下，活动塞23位于最高点，其顶面与所述凸缘224紧密贴合，以使所述腔体221顶部的开口被封闭，流体通道222无法与凸缘224上方的区域连通(参见图3和图4所展示的状态)。

参见图1和图2，所述采样瓶3也为八个，各采样瓶3的顶部均设有外螺纹，采样瓶3可通过螺纹连接的方式与各所述连接头2的壳体21底部的内螺纹一一相连；且，当采样瓶3与连接头2相连时，采样瓶3位于连接头2的下方，同时，采样瓶3的内腔与所述流体通道222底端的出口222b连通。

参见图2，所述转动体5布置在各所述连接头2的上方，转动体5的旋转基准轴为所述架体1的中轴线1a，转动体5的下方配设有一个推头51；其中，转动体5在旋转的过程中，所述推头51可触及到任意一个所述活动塞23的顶面并推动该活动塞23向下移动，以使所述腔体221顶部的开口被打开，并且，当所述推头51推动相应活动塞23向下移动至最低点时，此时所述流体通道222顶端的入口222a与所述凸缘224上方的区域连通(参见图9和图10)。

所述驱动电机61用于驱使所述转动体5绕所述旋转基准轴旋转，也即，驱使转动体5绕架体1的中轴线1a旋转。其中，所述驱动电机61采用的是潜水电机，其防水等级可以根据所需的潜水深度进行选择。

参见图2，在本实施例中，所述架体1包括底板11、顶板12以及四个立柱13，具体的：

所述连接头2的壳体21与所述底板11焊接固定或通过螺钉连接固定，且壳体21沿轴向方向贯穿所述底板11；

所述顶板12间隔布置在所述底板11的上方，顶板12的上表面设置有绳扣14，绳扣14用于与绳子相连，数量优选为三个；

各所述立柱13环绕布置在所述底板11的四周，立柱13的底部与底板11的顶面固定，立柱13的顶部与顶板12的底面固定；

所述转动体5布置在底板11和顶板12之间。

参见图2，工作前，需要将三个绳扣14分别与三条绳子b1的一端相连，然后再将三条绳子b1的另一端连接在一个衔接头b2上，衔接头b2的上方与牵引绳b3(钢绳或麻绳)相连，牵引绳b3则缠绕在卷扬机的卷筒(图中未示出)上，卷扬机固定在一个漂浮平台(图中未示出)上，漂浮平台的中部开设有避让孔，以使牵引绳b3从中穿过。工作时，将本实施例的采样装置放入水中后，通过卷扬机的电机的旋转便能控制牵引绳b3的释放长度，进而控制采样装置沉入水中的深度。

进一步的，参见图3，为了便于安装相应部件，所述底板11的中部设置有一凸台15，该凸台15相对于底板11的上下两个表面均凸起，且凸台15的中心设置有一通孔151。所述驱动电机61通过螺钉固定在所述凸台15的下方，驱动电机61的输出轴伸入所述通孔151内并通过一联轴器71与一转轴72相连。所述转轴72的下部通过一轴承8安装在所述凸台15上，且转轴72的底端伸入至所述通孔151中，转轴72的中部从所述转动体5的中部贯穿并与转动体5相固定，转轴72的顶部则通过另一轴承8安装在所述顶板12中心的孔洞121内。

更进一步的，所述活动塞23由橡胶材质制成，活动塞23的顶面为球形面。所述凸缘224可以通过螺钉或者粘接的方式固定在固定塞23的顶部，也可以与固定塞23一体成型，凸缘224由橡胶材质制成，参见图10，所述凸缘224的内侧形成有一圈弧形面2241，该弧形面2241与所述活动塞23的球形面相匹配，且，当所述活动塞23在所述第一弹簧24的作用力下位于最高点时，活动塞23的球形面会与所述弧形面2241紧密贴合(参见图4)，从而达到将所述腔体221顶部开口密封的目的，进而阻止外界的水进入到采样瓶3中。另外，所述推头51也由橡胶材质制成，且推头51的底面也为球形面，以便于推动活动塞23向下移动。

还需说明的，当第一弹簧24处于自由状态时，活动塞23位于最高点，此时推头51的最低点要比活动塞23的最高点低一些，只有这样，当推头51转动至其底面与活动塞23的顶面接触时，推头51才会逐步推动活动塞23向下移动。

优选的，为了限制活动塞23仅能上下移动，不会发生偏移，参见图3，在所述固定塞22的腔体221的内壁设置有两个沿轴向方向布置的导向槽225，且两个导向槽225呈对向布置，同时，在所述活动塞23的侧壁设置有两个与所述导向槽225相匹配的导向块232，且两个导向块232分别嵌入在两个导向槽225内并能沿导向槽225移动。

优选的，所述流体通道222的数量为四个，且四个流体通道222等间距环绕布置在所述腔体221的四周。

基于上述技术方案可知，当驱动电机61工作时，其输出轴会通过联轴器71带动转轴72旋转，转轴72的旋转又会带动转动体5旋转，转动体5旋转时便会带动其下方的推头51绕架体1的中轴线1a旋转，从而，推头51可以旋转至任意一个活动塞23的正上方，也可以旋转至任意两相邻活动塞23之间；其中，当推头51从两活动塞23之间旋转至某一活动塞23正上方的过程中，推头51的底面一旦接触到活动塞23的顶面时，推头51便会推动活动塞23使其逐步向下移动，直至推头51移动至活动塞23的正上方，此时驱动电机6停止旋转，活动塞23向下移动至最低点，流体通道222的入口222a此时会与凸缘224上方的区域连通，因此外界的水会进入到流体通道222中，然后从流体通道222底部的出口222b流出，之后再进入到采样瓶3中，从而采样瓶3便实现了水样的收集。待采样瓶3内的水收集满后，驱动电机6旋转一定角度，使推头51旋转至本次活动塞23与下一个活动塞23两者中间的位置，旋转过程中，当推头51离开本次的活动塞23后，活动塞23在下方第一弹簧24的推力下会自行向上移动，直至活动塞23顶部的球形面与所述凸缘224的弧形面2241紧密贴合，此时，腔体221顶部的开口被封闭，流体通道222无法与凸缘224上方的区域连通，因此此时外界的水不会进入到采样瓶3中。

本实施例中，由于底板11上圆周阵列了八个连接头2，因此相邻两个连接头2所对应的圆心角为45°，因此可以预先设置好驱动电机61的工作方式，让驱动电机61间歇式旋转，且每旋转一次都能带动推头51绕架体1的中轴线1a旋转22.5°，这样便能实现：驱动电机61每旋转一次，便能带动推头51前进一格的目的，且，假设初始状态时，推头51停留在某两个连接头2的中间(例如图1)，那么之后驱动电机61第一次旋转时，推头51会前进一格(即，绕架体1的中轴线1a旋转22.5°)，移动至第一个活动塞23的正上方，随后，驱动电机61第二次旋转时，推头51又会前进一格，移动至第一个活动塞23和第二个活动塞23的中间，之后，驱动电机61第三次旋转时，推头51又会再次前进一格，移动至第二个活动塞23的正上方，如此往复，每一次推头51移动至活动塞23的正上方时，均能让相应采样瓶3收集水样，每一次推头51移动至两相邻活动塞23之间时，均能让所有采样瓶3停止收集水样；由此，推头51旋转一圈后，便可以让八个采样瓶3依次完成水样的收集。

优选的，所述驱动电机61被包围在电机外罩62中，电机外罩62的顶部与所述底板11固定。电机外罩62的底部还连接有一配重箱91，配重箱91的内部安放有一配重块92，配重块92的底部由一可拆卸的盖板93封闭，当需要取出或者更换配重块92时，只需将盖板93打开，即可取出或更换配重块92。配重块92的作用是增加采样装置的重量，使其更沉稳的在水中沉降，以使采样瓶3在水中始终保持竖向状态，让水可以顺畅的流入采样瓶3内并灌满采样瓶3。其中，电机外罩62与底板11的衔接处以及电机外罩62与配重箱91的衔接处都作了防水处理(例如设置防水垫圈)，同时，所述凸台15的通孔151处也作了防水处理(例如设置防水挡圈)，从而避免水进入到电机外罩62内。

优选的，所述驱动电机61的电源线和信号线穿过所述电机外罩62后，然后依次沿着电机外罩62的外表面、底板11、立柱13以及顶板12，然后来到顶板12的上方，之后信号线延伸一定长度后与一个控制手柄(图中未示出)相连，电源线延伸一定长度后与插头相连。使用时，采样装置位于水下，控制手柄位于水面上方，驱动电机61的电源线接入位于水面上方的电源后，可以通过控制手柄来控制电机的相应动作(例如，控制驱动电机61的启/停，控制推头51绕架体1中轴线1a旋转的角度等参数)。

本实施例的采样装置既适用于在水下进行单层定点多次采样，也适用于在水下进行分层多点采样。

工作前：

参见图2，将顶板12上方的三个绳扣14分别与三条绳子b1的一端相连，然后再将三条绳子b1的另一端连接在一个衔接头b2上，衔接头b2的上方与牵引绳b3(钢绳或麻绳)相连，牵引绳b3则缠绕在卷扬机的卷筒(图中未示出)上；同时，初始状态时，推头51是停留在某两个连接头2的中间的，参见图1；还需说明的，驱动电机61的工作方式为间歇式旋转，每次旋转会带动推头51绕架体1的中轴线1a旋转22.5°。

其中，用本实施例的采样装置在水下进行单层定点多次采样时，工作流程大致如下：

首先，用船将采样装置、卷扬机等部件运送至河流或湖泊的预定位置；之后，将卷扬机放置在水面上，卷扬机的下方为漂浮平台，可以使卷扬机漂浮在水面上，卷扬机的牵引绳b3穿过漂浮平台中部开设的避让孔后与衔接头b2相连，衔接头b2再通过三条绳子b1与采样装置顶板12上方的三个绳扣14相连；之后，将本实施例的采样装置放入水中，然后再通过卷扬机的电机的旋转来控制牵引绳b3的释放长度，以使采样装置沉入水中预定深度；

之后，开始第一次采样：通过控制手柄控制驱动电机61，使其第一次旋转，以使推头51前进一格(即，绕架体1的中轴线1a旋转22.5°)，移动至第一个活动塞23的正上方，然后驱动电机61暂停工作；此过程中，推头51移动至第一活动塞23正上方的过程中，推头51会推动活动塞23向下移动，直至活动塞23移动至最低点，因此，推头51停留在活动塞23的正上方时，固定塞22腔体221顶部的开口会被打开，所以外界的水会进入到流通通道222内，然后从流体通道222底部的出口222b流出，随后再进入下方所对应的第一个采样瓶3中；待一定时间后，第一个采样瓶3内灌满水后，又通过控制手柄控制驱动电机61，使其第二次旋转，以使推头51再次前进一格，移动至第一个活动塞23和第二个活动塞23的中间，由此便完成第一次采样；

之后，保证采样装置在水中的位置不变，间隔一段时间后，开始第二次采样：通过控制手柄控制驱动电机61，使其第三次旋转，以使推头51再前进一格，移动至第二个活动塞23的正上方，然后驱动电机61暂停工作；此过程中，与之前的原理一致，水会进入到第二个采样瓶3中；待一定时间后，第二个采样瓶3内灌满水后，又通过控制手柄控制驱动电机61，使其第四次旋转，以使推头51再次前进一格，移动至第二个活动塞23和第三个活动塞23的中间，由此便完成第二次采样；

之后，重复之前的步骤，根据需要采样的次数，让后续相应的采样瓶3均采集满水样；

最后，完成采样次数后，让卷扬机的电机反转，使牵引绳b3的释放长度缩短，直至采样装置来到水面附近时，然后用钩子勾住绳子b1并向上拉，将采样装置从水中提出；之后，再将采样装置送至实验室，然后依次将相应的采样瓶3拧下，分别进行水质检测。

其中，用本实施例的采样装置在水下进行分层多点采样时，工作流程大致如下：

分层多点采样与单层定点多次采样有所类似，但不同的是，分层多点采样过程中，每完成一个采样瓶3的采样后，都需要利用卷扬机电机的工作来改变牵引绳b3的释放长度，以改变采样装置在水中的沉入深度，使其移动至下一层水位，之后，在下一层水位中再通过推头51的旋转让第二个采样瓶3完成采样；之后，重复之前的步骤；最后，待所有预定的水位层均完成采样后，再让卷扬机的电机反转，使牵引绳b3的释放长度缩短，随后将采样装置从水中提出，然后送至实验室，依次将相应的采样瓶3拧下，然后进行水质检测。

由此可见，本实施例的采样装置，既适用于单层定点多次采样，又适用于分层多点采样；使用时，只需将该采样装置与卷扬机配合工作，便能实现单层定点多次采样或分层多点采样。

实施例2：

在实施例1中，推头51离开活动塞23后，活动塞23在第一弹簧24的作用下虽然会与上方的凸缘224紧密贴合，以使腔体221顶部的开口密封，防止外界的水进入到采样瓶3中，但是由于此时活动塞23仅仅是靠第一弹簧24将腔体221顶部的开口密封的，因此如果活动塞23的上表面受到压力时，那么活动塞23仍然会向下移动，从而可能导致流体通道222顶部的入口222a与外界连通，造成采样瓶3内的水与外界的水“交叉污染”的情况。例如，第一个采样瓶3收集满水样后，推头51离开第一个活动塞23后，此时第一个采样瓶3内的水是需要完全密封的，不能与外界的水发生“交叉污染”，但是如果后续操作过程中，若工作人员操作不当，误让驱动电机61反向旋转的话，那么推头51便会绕架体1的中轴线1a反向旋转，然后推动之前的活动塞23向下移动，从而可能造成采样瓶3内的水与外界的水“交叉污染”的情况。对此，本实施例在实施例1的基础上作了一定改进，以确保上述情况不会发生。

本实施例在实施例1的基础上，对连接头2的结构作了如下改进，具体见图11至图14。

参见图11，所述壳体21在所述内螺纹上方和所述固定塞22下方之间的区域形成有壁厚增大的环形台211，该环形台211处设置有两个径向孔21a和两个轴向孔21b，其中，两个径向孔21a呈对向布置，两个轴向孔21b从所述环形台211下方的台阶面2111开始向上轴向延伸并分别与两个径向孔21a十字交叉。

所述连接头2还配置有锁定装置，该锁定装置能够在采样瓶3内灌满水后将活动塞23锁定在最高点，以放置其向下移动。该锁定装置包括一组第一限位组件、两组第二限位组件以及一个受力环2c。

参见图11，所述第一限位组件包括直杆2a1、浮板2a2以及第二弹簧2a3。所述直杆2a1的一端插入至所述活动塞23底部开设的轴向盲孔231中，另一端穿过所述固定塞22的隔板223后延伸至固定塞22下方的区域，其中，所述轴向盲孔231为阶梯孔，其具有阶梯面2311，所述直杆2a1穿过所述隔板223的位置处设有密封环，以防液体穿过。所述浮板2a2通过螺钉可拆卸式固定在所述直杆2a1的底部，浮板2a2设置有多个轴向贯穿的开孔2a21，该开孔2a21用于让水能够从浮板2a2上方流至浮板2a2下方，浮板2a2顶部的四周形成有一圈第一倾斜面2a22，第一倾斜面2a22由内至外向下倾斜，浮板2a2的密度小于0.8×10

两组所述的第二限位组件分别与两组所述径向孔21a和所述轴向孔21b配合设置。参见图11，两组第二限位组件均包括径向活动销2b1、第三弹簧2b2、轴向活动销2b3、第四弹簧2b4。所述径向活动销2b1插设在所述壳体21的径向孔21a内，径向活动销2b1内侧端的底部形成有第二倾斜面2b11，第二倾斜面2b11的倾斜方向和倾斜角度与所述第一倾斜面2a22一致，径向活动销2b1的中部设有缺口2b12，缺口2b12靠外一侧的内壁面为球形凸面2b13。所述第三弹簧2b2布置在所述径向活动销2b1的后半段处，其对径向活动销2b1赋予作用力以驱使径向活动销2b1向壳体21的内侧移动。所述轴向活动销2b3插设在所述壳体21的轴向孔21b内并伸入至所述径向活动销2b1的缺口2b12中，轴向活动销2b3朝外的一侧设有凸起块2b5。所述第四弹簧2b4布置在所述轴向活动销2b3上方的轴向孔21b内，第四弹簧2b4的一端与轴向孔21b的顶面相连，另一端与轴向活动销2b3的顶部相连。

参见图11，所述受力环2c布置在所述壳体21的环形台211的下方，受力环2c的中间为孔，孔四周环体的顶面同时与两个所述轴向活动销2b3的底部可拆卸式固定在一起。

其中，在所述活动塞23位于最高点的情况下：参见图11，当所述第四弹簧2b4处于自由状态时，此时，所述轴向活动销2b3处于移动行程的最低点，轴向活动销2b3的所述凸起块2b5会抵靠在所述径向活动销2b1的球形凸面2b13上，以驱使径向活动销2b1藏匿于所述径向孔21a中，因此，此时径向活动销2b1不会影响到所述浮板2a2的上下移动，即，浮板2a2上下移动时不会与径向活动销2b1发生接触。当所述受力环2c向上移动并带动两个轴向活动销2b3移动至行程的最高点时，参见图12，此时轴向活动销2b3的凸起块2b5会离开所述的缺口2b12，因此，此时在左右两个第三弹簧2b2的驱使下，两个径向活动销2b1的内侧端均会伸出至径向孔21a之外，使得两个径向活动销2b1的第二倾斜面2b11均位于浮板2a2的第一倾斜面2a22的上方。当所述浮板2a2由两个径向活动销2b1的下方开始向上移动时，浮板2a2会借助第一倾斜面2a22与第二倾斜面2b11的接触推动两个径向活动销2b1向所述径向孔21a内回缩，之后，待浮板2a2越过两个径向活动销2b1后，径向活动销2b1在第三弹簧2b2的作用下其内侧端又会伸出至径向孔21a之外，此时，参见图14，直杆2a1的顶部正好抵靠在轴向盲孔231的阶梯面2311上，浮板2a2的底部则正好抵靠在两个径向活动销2b1的上表面，因此，此时就算活动塞23的上表面受到向下的压力，但是在直杆2a1的支撑下，活动塞23并不会向下移动，从而便达到了将活动塞23锁定在最高点的目的，保证了采样瓶3的完全密封，不会与外界的水发生“交叉污染”。

经本实施例改进后的结构，其工作原理如下：

首先，初始状态时，采样瓶3未与连接头2连接，此时如图11所示，两个第四弹簧2b4均处于自由状态，轴向活动销2b3处于移动行程的最低点，轴向活动销2b3的凸起块2b5抵靠在径向活动销2b1的球形凸面2b13上，使得两个径向活动销2b1分别藏匿于两个径向孔21a中；

之后，将采样瓶3与连接头2的壳体21旋紧，此时如图12所示，采样瓶3旋紧时，其瓶口会向上推动受力环2c，使其移动至最高点，因此，两个轴向活动销2b3的凸起块2b5会分别离开相应的缺口2b12，所以，之后在左右两个第三弹簧2b2的作用下，两个径向活动销2b1的内侧端均会伸出至相应径向孔21a之外，使得两个径向活动销2b1的第二倾斜面2b11均贴近所述浮板2a2的第一倾斜面2a22并位于其上方；

随后，采集水样时，当推头51移动至某一活动塞23的正上方时，该活动塞23会向下移动至最低点，参见图13，此时的浮板2a2和直杆2a1在活动塞23的带动下也会向下移动；同时，此时由于腔体221上方的开口被打开，因此外界的水会通过流体通道222进入到采样瓶3中；

之后，待采样瓶3内灌满水样后，推头51会从活动塞23的上方移开，而一旦推头51移开后，在第一弹簧24的作用下，活动塞23又会向上移动至最高点，同时，此时由于采样瓶3内装满了水，因此在采样瓶3内水的浮力作用下，浮板2a2会向上移动，因此浮板2a2会借助第一倾斜面2a22与第二倾斜面2b11的接触推动两个径向活动销2b1向径向孔21a内回缩，之后，待浮板2a2越过两个径向活动销2b1后，径向活动销2b1在第三弹簧2b2的作用下其内侧端又会伸出至径向孔21a之外，此时，参见图14，直杆2a1的顶部正好抵靠在轴向盲孔231的阶梯面2311上，浮板2a2的底部则正好抵靠在两个径向活动销2b1的上表面；因此，此时的活动塞23是无法向下移动的，因为活动塞23的向下移动受到了直杆2a1的限制，与直杆2a1相连的浮板2a2又是抵靠在径向活动销2b1的上表面的；所以后续工作过程中，即使出现工作人员因操作失误导致驱动电机61旋转方向反向的情况时，推头51就算反向旋转至与之前已完成采样的活动塞23接触，但也不能推动该活动塞23向下移动，从而，本实施例保证了采样后的采样瓶3的密封性，进而避免了瓶内已采样的水与外界的水发生“交叉污染”的情况；

之后，当拧下采样瓶3后，在第四弹簧2b4的作用下，轴向活动销2b3和受力环2c会向下移动，因此凸起块2b5又会推动径向活动销2b1使其向径向孔21a内回缩；径向活动销2b1回缩后，在第二弹簧2a3的作用下，直杆2a1和浮板2a2会向下移动，因此连接头2的状态又会恢复至图11所展示的初始状态。

即，本实施例利用了采样瓶3内采集满水后水所产生的浮力来推动浮板2a2向上移动，进而使得活动塞23被锁定在最高点，从而来避免因操作失误导致的活动塞23下移，采样瓶3内已采样的水与外界的水“交叉污染”的情况。