[发明专利]采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的专用采样瓶

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质研究用的采样容器，具体地说是一种采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的专用采样瓶。

背景技术

在水质研究过程中所使用的采样瓶通常为玻璃瓶，其形状一般都是细口瓶，即瓶体部分为粗径圆柱状，瓶口部分为细径圆柱状，瓶身与瓶口之间的过渡部分为呈外凸的环弧面状。

采样瓶多为玻璃材质制成，其存在的不足之处，一是在搬运和运输过程中易破碎；二是对于盛装了水样的样品瓶，在瓶口密封之后，瓶内呈微承压状态，这就使得样品瓶与样品瓶之间或样品瓶与其它物体之间，稍有碰撞就极易发生瓶体破损的现象。而且，在运输过程中，在盛装水样的样品瓶的外部一般还要用气泡垫等柔性材料进行包装保护，而所用的柔性包装材料容易吸附或粘黏污染物，并随之带入样品保温箱内，从而污染了样品瓶的贮存环境，可能会对瓶内样品产生间接污染，增加了污染样品的几率。

按照采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样技术规范的要求，在水样入瓶时，水样液面在瓶内应平稳上升，禁止出现水体剧烈变动的情况，即要求液面上升的速度应均匀或缓慢平稳地变化，注水量不能忽快忽慢、忽大忽小，这样才能保证水样及其中所含物质的分子运动的相对平衡，减小扰动现象，避免因样品所含挥发性物质从水样中溢出和散失而导致样品保真度降低的问题。

而使用现有采样瓶采集含挥发性物质、氧敏感性物质的水样时，在水样注入采样瓶的瓶体段和瓶口段的过程，液面上升速度是比较均匀的，但当液面上升到瓶体段与瓶口段之间的过渡段的过程中，由于容积的非线性变化，导致液面上升的速度呈非线性增加，而且，液面上升的加速度也不是一个定值，越往上，液面上升的加速度就越大，对水样的扰动作用就越强。直到液面通过过渡段与瓶口段的交汇处，液面上升的加速度达到最大值，水样的扰动程度亦达到最大，并且，液面在上升进入到瓶口段之后，液面上升的加速度会从过交汇处的最大值瞬间又复归为零，这样的加速度变化，对样品的扰动程度达到最大，且此处离瓶口很近，增加了水样中挥发性物质的溢出和散失的几率，降低了样品的保真度。

现有采样瓶使用的密封盖主要有平顶螺纹盖（类似矿泉水瓶盖）和平底嵌入盖（如磨砂口玻璃塞）两大类。这两种瓶盖与瓶内水样的接触面都是平面结构。当水样装满采样瓶之后，由于水的表面张力的作用，在瓶口处的液面是略高于瓶口并呈微凸起状的弧形面。在用平顶螺纹瓶盖封紧采样瓶瓶口的过程中，在瓶口处的弧面水体与瓶盖内平面相接触的瞬间，瓶口处的凸弧面水体会受到瓶盖内平面的挤压而有少量液体流出采样瓶外，如果用力稍大或瓶盖的旋紧速度稍快，则在凸弧面水体有部分被挤出瓶口的同时，瓶口内的水样也可能会在惯性作用下被带出少量或微量的液体，这样就会在采样瓶的瓶口处留出少许空间，并由空气填充，由此，在瓶盖完全扣紧之后的样品瓶内，就会产生由空气填充的空间，使得样品瓶内留有了空气，从而不能满足含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集技术规范的要求，成为了废样。

另外，在采样现场的实际操作过程中，很难使采样瓶垂直放置。当水样注满采样瓶之后，一旦采样瓶倾斜度稍大时，瓶口处凸弧面的液面水体就会流出瓶口，使封盖后的样品瓶内留有了空气。而在采样瓶倾斜度较小的时候，瓶口处凸弧面的液面水体的表面各质点所受重力沿弧面切线方向的分力在不大于弧面水体的表面张力时，虽然能够保持静态平衡，但凸弧面内的水体的重心会向采样瓶的倾斜方向偏移，在与瓶盖顶面相接触的瞬间，因受挤压而更容易流出瓶外，使封盖后样品瓶内留有空气，不能满足含挥发性物质、氧敏感性物质的水样采集的技术规范要求。

平底嵌入式采样瓶盖虽然能够满足填满样品瓶的相关技术要求，但不利于搬运和运输。特别是磨砂口玻璃瓶盖不适合采集呈碱性的含挥发性物质和含氧敏感性物质的水样。

通过上述分析可知，当采样瓶在注满水样进行瓶盖拧紧操作时，稍有不慎，就会在样品瓶内留下气泡，导致取样失败，只必须重新换瓶取样，浪费了采样时间，降低了工作效率。而且，因留有气泡而倒出水样后的采样瓶，还不能直接再次使用，必须带回实验室经清洗、干燥、包装等操作之后，才能在下次的采样过程中继续使用。

按照含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集的技术规范要求，使用现有采样瓶进行采样，有两种操作方法。