CN102967489A - 一种抓斗式沉积物采样器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抓斗式沉积物采样器，包括左抓斗、右抓斗、左筋板、右筋板、抓斗支撑梁及吊环，其特征在于：在左抓斗的左端下部及右抓斗的右端下部分别固装有左配重套及右配重套，左、右配重套为镜像对称设置，在左、右配重套上外侧镜像对称各固装一小吊环。本发明在传统抓斗式采样器基础上，通过在支撑梁两端各增加一个平衡杆来改善抓斗在水底的平衡状态，提高抓斗抗水流、暗流及地势等影响能力；在抓斗吊放过程中，平衡杆可作为手柄方便操作人员使采泥器稳定，便于操作，提高野外水域沉积物采集作业效率和采样保真度，对依靠抓斗式取样作业有很好的提升作用。

Description

一种抓斗式沉积物采样器

技术领域

本发明属于测量领域，涉及水底沉积物的采样，尤其是一种抓斗式沉积物采样器。 

背景技术

水底沉积物采样是水域环境与资源调查的基本手段之一，经过多年的调查实践和野外工作者的不断改进和完善,目前已经开发和研究出了多种行之有效的沉积物采样方式，并成功研制了多种采样装置，以适应不同的采样要求和采样作业条件。 

水底沉积物采样器（sampler，sampling device）是采集水底沉积物样品的最基本器具，不同采样器根据作业方式、样品层扰动程度等可分为多种类型。根据其作业方式不同，水底沉积物采样器可分为以下五种类型：①拖网或拖曳式采泥器，用于航行中采样；②抓斗式沉积物采样器，用于停船时或平台作业表层采样；③柱状采样器，主要用于采取柱状沉积物样品；④自返式抓斗和自返式重力采样管；⑤箱式采样器。另外根据对所取样品受扰动的程度不同，可分为大扰动取样器、低扰动取样器和保真取样器（低扰动且保温保压）三类。 

近年来，随着水下可视和人工智能机器人技术的不断发展，一些新型、更易于操作和具备更多项特殊功能的取样器不断出现，如电视抓斗取样器、深海机器人辅助自动取样器等。 

在众多水底沉积物取样器中，抓斗式沉积物采样器因具有操作简单、便于携带、适用于多种水域生物、土壤样本分析需要等优点，是野外淡水水域及近海（浅海，水深小于50m）海域取样的首选。 

抓斗式沉积物采样器一般通过绳索或铰链将抓斗靠重力送到水域底部，与沉积物接触，然后依靠配重装置或弹簧推动力推动两片抓斗向下深入沉积物内，并绕固定轴向中间聚拢，合并成一个闭合箱体，将沉积物封闭在箱体内，然后通过绞盘或手动拉动绳索或铰链将抓斗及箱体内沉积物提出水面，完成采样作业。这种靠弹簧作用力将抓斗推入沉积物内并将沉积物封闭在箱体内的抓斗式采样器，在操作过程中经常会出现弹簧装置打开过早现象，导致密封箱体过早形成，沉积物无法进入箱体内，最终导致取样失败；另外，依靠弹簧推动力推动抓斗取样过程中，由于底泥过软或过硬，经常会出现取样失败状况：在底泥较软情况下，弹簧推动力过大、抓斗合拢过快，将较软底泥挤出抓斗，导致取样失败；如果底泥过硬，导致抓斗在弹簧作用力下受到来自底泥的反作用力，导致抓斗形成闭合箱体过程中逐渐上升，造成抓斗内的沉积物仅为表层一小部分，取样严重失真。因此，靠配重装置依靠配物重力进行底泥取样的抓斗式采样器比较受欢迎，但也存在整个抓斗重量较大等问题。 

此外，传统重力式抓斗式沉积物取样器在河口、近海海岸潮间带等水流较大水域及有水底暗流的水域取样时，受水流或暗流影响，有时抓斗在沉积物表面会发生倾斜甚至侧翻，导致抓斗无法在重力作用下深入底泥并形成闭合箱体，造成取样失败。因此，保证抓斗式取样 器取样过程的水平状态对抓斗取样来说至关重要，水平放置的抓斗可以很好地依靠重力配重提供的推动力深入到沉积物内，并同时形成闭合箱体，将沉积物带出水面，完成取样。由于抓斗水平不好造成的取样失败不仅会影响工作效率，多次原地采样还会增加对采样区沉积物的扰动，造成取样失真度增加，严重时会直接影响采样的准确性，导致调查的数据不准确。提高抓斗式采样器的稳定性及抗水流扰动能力，保持抓斗式沉积物取样器的水平状体对依靠配重力对底泥进行采样的抓斗式取样器至关重要。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种动作准确、稳定可靠的抓斗式沉积物采样器。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

一种抓斗式沉积物采样器，包括左抓斗、右抓斗、左筋板、右筋板、抓斗支撑梁及吊环，左、右抓斗为镜像对称设置，在左、右抓斗对接处的左抓斗两侧端分别设置有左筋板，在左、右抓斗对接处的右抓斗两侧端分别设置有右筋板，左、右筋板的上端共同铰装抓斗支撑梁，在抓斗支撑梁的上端面中部固装有吊环，其特征在于：在左抓斗的左端下部及右抓斗的右端下部分别固装有左配重套及右配重套，左、右配重套为镜像对称设置，在左、右配重套上外侧镜像对称各固装一小吊环。 

而且，在抓斗支撑梁的两端同轴且对称均安装有一平衡杆。 

本发明的有益效果和显著优点： 

本发明在传统抓斗式采样器基础上，通过在支撑梁两端各增加一个平衡杆来改善抓斗在水底的平衡状态，提高抓斗抗水流、暗流及地势等影响能力；在抓斗吊放过程中，平衡杆可作为手柄方便操作人员使采泥器稳定，便于操作，提高野外水域沉积物采集作业效率和采样保真度，对依靠抓斗式取样作业有很好的提升作用。 

附图说明

图1为本发明的结构主视图； 

图2为图1的右视图； 

图3为图1的俯视图； 

图4为本发明打开状态示意图。 

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。 

一种抓斗式沉积物采样器，包括左抓斗5、右抓斗9、左筋板7、右筋板8、抓斗支撑梁1及吊环2，左、右抓斗为镜像对称设置，在左、右抓斗对接处的左抓斗两侧端分别设置有左筋板，在左、右抓斗对接处的右抓斗两侧端分别设置有右筋板，左、右筋板的上端共同铰装 抓斗支撑梁，在抓斗支撑梁的上端面中部固装有吊环。 

本发明的创新点在于： 

在左抓斗的左端下部及右抓斗的右端下部分别固装有左配重套4及右配重套10，左、右配重套为镜像对称设置，在左、右配重套上外侧镜像对称各固装一小吊环3。 

在抓斗支撑梁的两端同轴且对称均安装有一平衡杆6，该平衡杆可以是螺纹对接安装，也可以是直接在抓斗支撑梁上制出。 

本发明的工作原理是： 

在采样状态下，用绳索（或铰链）吊起抓斗式采样器，在两个小吊环的作用下，左、右两个抓斗呈分开状被放入水底，装置水平放置到底泥表面后，松开小吊环拉绳，左配重套所受重力在抓斗取泥时可给左抓斗施加向下和向右侧抓斗方向靠拢的推动力，右配重套所受重力在抓斗取泥时可给右抓斗施加向下和向左侧抓斗方向靠拢的推动力，在配重套所受重力作用下，左右抓斗向下深入沉积物中，并同时绕抓斗支撑梁向右和向左运动靠拢，当左、右两个抓斗接合部分合拢在一齐时，两个抓斗可形成一个闭合的箱体，用于存放取得的沉积物样品，然后通过吊环拉绳，拉起抓斗，将沉积物带出水面。 

平衡杆是沿抓斗支撑梁向两端等距延伸的一段中空钢管，当抓斗通过绳索（铰链）下放到沉积物表面时，如果受到水流冲击或取样区地势等影响，或抓斗下降过程中操作问题，导致抓斗发生倾斜情况时，平衡杆一端会首先接触到沉积物表面，在平衡杆着地段受到的沉积物阻力作用下，抓斗倾斜会得到及时纠正，避免出现倾斜过度、甚至侧翻现象，导致无法完成取样。另外在沉积物比较松软的地域，可能会出现沉积物无法承受抓斗的重力挤压，导致抓斗陷入沉积物中，无法取到表层样品的现象，在这种情况下，平衡杆可以起到增加抓斗与底泥接触面积作用，阻碍抓斗过度下沉。因此，平衡杆在抓斗抓泥过程中起到平衡作用，防止抓斗被暗流冲翻或沉入沉积物中而无法获得表层底泥。在抓斗吊放过程中，平衡杆可作为手柄方便操作人员使采泥器稳定，便于操作。 

本装置的技术指标： 

抓斗宽度：15-20cm 

抓斗高度：12-15cm 

抓斗长度：20-35cm 

开口面积：300-700cm2 

抓斗重量：12-30公斤 

左右平衡杆长度：40-60cm 

材质：不锈钢可选 

采泥量：1.5-8。 

Claims (2)

1.一种抓斗式沉积物采样器，包括左抓斗、右抓斗、左筋板、右筋板、抓斗支撑梁及吊环，左、右抓斗为镜像对称设置，在左、右抓斗对接处的左抓斗两侧端分别设置有左筋板，在左、右抓斗对接处的右抓斗两侧端分别设置有右筋板，左、右筋板的上端共同铰装抓斗支撑梁，在抓斗支撑梁的上端面中部固装有吊环，其特征在于：在左抓斗的左端下部及右抓斗的右端下部分别固装有左配重套及右配重套，左、右配重套为镜像对称设置，在左、右配重套上外侧镜像对称各固装一小吊环。

2.根据权利要求1所述的抓斗式沉积物采样器，其特征在于：在抓斗支撑梁的两端同轴且对称均安装有一平衡杆。

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