CN103277094A - 可回收型全自动冰下环境探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可回收型全自动冰下环境探测器，是由取样装置、探测装置、热融部件和内置内置绞车机构构成，将探测和取样装置等部件置于热融外筒内，使其结构非常紧凑，而且热融部件置于外筒两端，通过内置绞车实现吊放钻具，本发明可以融透冰层并在冰下水体中完成水体保真取样，保持样品原有的成分和状态，同时能通过内部探测装置对冰下水体完成相关性质分析。本发明能够通过两端的热融部件及内置绞车实现装置在冰层内的自主上提下放，自动化程度高，操控简便，适于需穿过冰层对冰下水体环境进行探测、取样并能回收装置的工作场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种冰下环境的探测取样装置，特别涉及一种可回收型全自动冰下环境探测器。
技术背景
冰架、浮冰下以及冰下湖内的水体样品对研究冰下水体环境、生命形态，以及同位素存在情况是极为重要的。目前使用的冰下环境探测器主要有USA CRREL使用的Philbert型热融式冰下水环境探测器，EGIG在格陵兰岛使用的热融式冰下深钻，以及Australian Antarctic Division 使用的冰下探测器，其最大进尺深度分别为259米、1005米和112米，这些冰下探测器均能完成不同深度的冰下环境探测。但所有现存的这些冰下环境探测器都只能进行探测而无法取得冰下水体原位样品并回收样品，问题主要集中在：融入冰层一段时间后，冰孔会再次冻结，因而无法回收探测设备。
发明内容
本发明要解决常规冰下环境探测器因冰孔二次冻结，设备无法回收、不能完成冰下水体的原位取样的技术问题，而提供一种能完成冰下水体原位取样的可回收型全自动冰下环境探测器.
本发明是由热融外筒、上部热融头、下部热融头、铠装电缆、电缆卷筒、电动机、探测设备箱和保真取样器构成，上部热融头固定在热融外筒的上端，下部热融头固定在热融外筒下端，电缆卷筒固定在热融外筒内部及上部热融头下方，铠装电缆穿过上部热融头中心设置的通孔及排线设备缠绕在电缆卷筒上，电动机固定在电缆卷筒的下方，并通过联轴器与电缆卷筒连接，保真取样器位于电动机下方，并通过管件及热融外筒上的凹孔与外界连通，保真取样器与管件间设置有电控阀，探测设备箱固定在保真取样器与下部热融头之间，通过管件及热融外筒上的凹孔与外界连通；热融外筒内部设置有电阻线圈，电阻线圈通电发热保证下放或上提过程中不会出现设备冻结的现象。
本发明的有益效果是：将由铠装电缆、电缆卷筒和电动机构成的圆筒型内置绞车应用于本发明，并结合两端的热融头及小功率热融外筒完成钻具的自主提放动作，并且在到达冰下水体取样过程中，由于上方冰孔已冻结，可完成对冰下水体的无污染保真取样操作。结构非常紧凑，径向尺寸小，并且两端热融部件采用优化形状，降低能耗，大大增加了它对各种工作环境的适应性。对于需融透冰层并完成冰孔内探测、冰下水体的探测取样的应用场合特别适合。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工作过程示意图。
图中：1—热融外筒；2—上部热融头；3—下部热融头；4—铠装电缆；5—电缆卷筒；6—电动机；7—探测设备箱；8—保真取样器。
具体实施方式
如图1所示，是本发明是由热融外筒1、上部热融头2、下部热融头3、铠装电缆4、电缆卷筒5、电动机6、探测设备箱7和保真取样器8构成，上部热融头2固定在热融外筒1的上端，下部热融头3固定在热融外筒1下端，电缆卷筒5固定在热融外筒1内部及上部热融头2下方，铠装电缆4穿过上部热融头2中心设置的通孔及排线设备缠绕在电缆卷筒5上，电动机6固定在电缆卷筒5的下方，并通过联轴器与电缆卷筒5连接，保真取样器8位于电动机5下放，并通过管件及热融外筒1上的凹孔与外界连通，保真取样器8与管件间设置有电控阀，探测设备箱7固定在保真取样器8与下部热融头3之间，通过管件及热融外筒1上的凹孔与外界连通；热融外筒1内部设置有电阻线圈，保证下放或上提过程中不会出现设备冻结的现象。
本发明的发明点是：
（1）设置有上部热熔点2和下部热融头3；还在热融外筒1内部设置有电阻线圈，电阻线圈通电发热保证下放或上提过程中不会出现设备冻结的现象。
（2）由铠装电缆4、电缆卷筒5、电动机6以及相关部件组成的筒形绞车位于设备内部，使装置不通过地表提放设备，仅通过电力及信号的传输便可完成装置的上提、下放作业。
（3）当设备用于冰下湖取样探测时，由于后方冰孔的冻结，能保证完成对水体造成污染的前提下进行探测取样。
如图2所示，从左至右为探测器A下降至提起的过程；本发明的工作过程如下：
（1）本发明之探测器A由地表下放，下部热融头3和热融外筒1通电生热，并且内置绞车开始通电正转，铠装电缆4由探测器内部释放，探测器A开始融入冰层B，同时内部探测设备箱内的探测仪器开始探测孔内环境并通过铠装电缆4向地表传输数据。
（2）下部热融头3、热融外筒1继续通电生热，探测器A在冰层B内继续下降，冰孔内探测器A上方的融水由于低温会再次冻结。
（3）当探测器A融透冰层B进入冰下水体C时，下部热融头3、热融外筒1、内置绞车断电，到达一定深度时，保真取样器8下放，电控阀开启并采集水体C样本，同时内部探测设备箱内的探测仪器开始探测水体C环境并通过铠装电缆4向地表传输数据。
（4）探测取样完成后，上部热融头2和热融外筒1开始通电，并且内置绞车开始通电反转，铠装电缆4开始回收至探测器内部，探测器A由下至上融入冰层B。
（5）当探测器A到达地表后，后方冰孔再次冻结，拆卸探测器A，完成探测取样。
Claims (1)
1.一种可回收型全自动冰下环境探测器，特征在于：是由热融外筒、上部热融头、下部热融头、铠装电缆、电缆卷筒、电动机、探测设备箱和保真取样器构成，上部热融头固定在热融外筒的上端，下部热融头固定在热融外筒下端，电缆卷筒固定在热融外筒内部及上部热融头下方，铠装电缆穿过上部热融头中心设置的通孔及排线设备缠绕在电缆卷筒上，电动机固定在电缆卷筒的下方，并通过联轴器与电缆卷筒连接，保真取样器位于电动机下方，并通过管件及热融外筒上的凹孔与外界连通，保真取样器与管件间设置有电控阀，探测设备箱固定在保真取样器与下部热融头之间，通过管件及热融外筒上的凹孔与外界连通；热融外筒内部设置有电阻线圈。
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