CN105445059A - 一种底层海水的抗干扰采集设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底层海水的抗干扰采集设备，旨在提供一种不仅能保证够采集的海水为设定深度的底层海水；而且可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样的质量的问题的底层海水的抗干扰采集设备。它包括采水器，与采水器上端相连接的牵引绳及触发扩展式重锤装置，所述牵引绳上设有浮力装置，且浮力装置的浮力大于采水器及浮力装置的重力之和，并小于采水器、浮力装置及触发扩展式重锤装置的重力之和；触发扩展式重锤装置包括主支撑杆，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重，且主配重位于触发扩展式缓冲伞下方。

Description

一种底层海水的抗干扰采集设备

技术领域

本发明涉及一种采水器，具体涉及一种底层海水的抗干扰采集设备。

背景技术

在大量的科学研究与海洋环境监测工作中，通常都需采集一定数量（根据项目需求而定）的底层海水用于底层水质（包括PH值、溶解氧、磷酸盐、无机氮、重金属等）或浮游生物（包括浮游动物与浮游植物）等的分析。底层海水一般是指距海底2米（也有采距海底0.5米的）深度的海水（GB17378.3-2007《海洋监测规范第3部分:样品采集、贮存与运输》中规定对河口及港湾海域最好取离海底2米的水层，深海或大风浪时可酌情增大离底层的距离）。

目前的底层海水采集通常使用桶式采水器，具体使用时在桶式采水器的上端系一根牵引绳，下端悬挂一个重锤，重锤的重量应保证桶式采水器在水中有一定的沉降速度，且其自身能最终触及海底。目前的采集底层海水常用以下两种方法：方法一：是在牵引绳足够长的情况下，先从船上将重锤、采水器等依次放入水中，然后让牵引绳在重锤与采水器的重力作用下放出直至重锤触底为止（一般是通过牵引绳在水面部分是否完全松弛来判断）；然后通过牵引绳将采水器提起。

方法二：先通过其它仪器设备确定所在位置的水深，再根据经验确定牵引绳应放入水中的有效长度；采集时，先从船上将重锤、采水器等依次放入水中，然后让牵引绳在重锤与采水器的重力作用下放出直至放完所有有效长度，最后待放出的牵引绳拉紧受力时，通过牵引绳将采水器提起。

以上两种方法均存在一定的缺陷：由于采集时，海水一般都有海流，重锤触底时采水器在惯性的作用下仍会下降一定的深度，因此无法确定所采集的海水一定是底层水；尤其是方法二中在海流大的情况下更加无法确定。另一方面，在海底为软质泥的情况下，方法一中的重锤触底时会激起泥浆水，从而影响所采集水样的质量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种不仅能保证所采集的海水为设定深度的底层海水；而且可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样的质量的问题的底层海水的抗干扰采集设备。

本发明的技术方案是：

一种底层海水的抗干扰采集设备，包括采水器，与采水器上端相连接的牵引绳及触发扩展式重锤装置，所述牵引绳上设有浮力装置，且浮力装置的浮力大于采水器及浮力装置的重力之和，并小于采水器、浮力装置及触发扩展式重锤装置的重力之和；所述触发扩展式重锤装置包括主支撑杆，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重，且主配重位于触发扩展式缓冲伞下方，所述主支撑杆内设有贯穿主支撑杆两端面的纵向轴孔；所述触发扩展式缓冲伞包括可滑动的套设在主支撑杆上的滑套，若干绕主支撑杆周向均布的主伞骨，若干与主伞骨一一对应的副伞骨及设置在主伞骨上的伞面；所述主伞骨的上端铰接在主支撑杆的上部，所述副伞骨一端铰接在滑套上，另一端铰接在对应的主伞骨中部，所述主支撑杆外侧面上并位于滑套上方设有外限位挡块；所述触发装置包括触发配重，设置在主支撑杆的外侧面中部并与纵向轴孔相连通的径向导向孔，可滑动设置在横向导向孔内的径向挡杆，设置在纵向轴孔内侧面上并位于径向导向孔下方的内限位挡块，可滑动设置在纵向轴孔内并位于内限位挡块上方的触发杆，设置在纵向轴孔内并位于触发杆上方的连接件及设置在纵向轴孔内并位于触发杆与连接件之间的拉簧，所述触发配重通过引信绳与触发杆的下端相连接；所述径向导向孔沿纵向轴孔的径向延伸，靠近主支撑杆外侧面的径向导向孔的内侧面上设有外环形限位凸块，靠近纵向轴孔中心的径向挡杆外侧面上设有内环形限位凸块，所述径向挡杆上并位于内、外环形限位凸块之间套设有预紧压缩弹簧。

本方法的底层海水的抗干扰采集设备不仅能保证所采集的海水为设定深度的底层海水；而且可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样的质量的问题。

作为优选，主支撑杆的上端通过连接绳与采水器的下端相连接。

作为优选，主支撑杆的上端设有连接环，所述连接绳的一端与连接环相连接。

作为优选，触发装置还包括拉线，该拉线的一端与径向挡杆的外端相连接。

作为优选，浮力装置靠近采水器。

本发明的有益效果是：不仅能保证所采集的海水为设定深度的底层海水；而且可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样的质量的问题。

附图说明

图1是本发明的底层海水的抗干扰采集设备的一种结构示意图。

图2是本发明的触发扩展式重锤装置的一种结构示意图。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是图3中B处的局部放大图。

图中：触发扩展式重锤装置1、主支撑杆11、主配重12、引信绳13、触发配重14、滑套15、副伞骨16、外限位挡块17、主伞骨18、触发杆19、拉簧110、径向挡杆111、拉线112、外环形限位凸块113、预紧压缩弹簧114、内环形限位凸块115、内限位挡块116，牵引绳2，浮力装置3，采水器4，连接绳5。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种底层海水的抗干扰采集设备包括采水器4、与采水器上端相连接的牵引绳2及触发扩展式重锤装置1。本实施例的采水器为现有技术。牵引绳上设有浮力装置3，且浮力装置靠近采水器。浮力装置的浮力大于采水器及浮力装置的重力之和，并小于采水器、浮力装置及触发扩展式重锤装置的重力之和。

如图1、图2所示，触发扩展式重锤装置包括主支撑杆11，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重12。主配重位于触发扩展式缓冲伞下方。主支撑杆内设有贯穿主支撑杆两端面的纵向轴孔。纵向轴孔与主支撑杆同轴设置。主支撑杆的上端设有连接环。主支撑杆的上端通过连接绳5与采水器的下端相连接。连接绳的一端与连接环相连接。

触发扩展式缓冲伞包括可滑动的套设在主支撑杆上的滑套15，若干绕主支撑杆周向均布的主伞骨18，若干与主伞骨一一对应的副伞骨16及设置在主伞骨上的伞面。本实施例中主支撑杆的长度为0.5米。伞面位于主伞骨上方，且各主伞骨与伞面相连接。主伞骨的上端铰接在主支撑杆的上部。副伞骨一端铰接在滑套上，另一端铰接在对应的主伞骨中部；即副伞骨上端铰接在滑套上，下端铰接在对应的主伞骨中部。主支撑杆外侧面上并位于滑套上方设有外限位挡块17，并且当滑套的上端抵靠在外限位挡块上时，触发扩展式缓冲伞处于打开状态（即副伞骨及主伞骨将伞面撑开）。

如图1、图3、图4所示，触发装置包括触发配重14，拉线112，设置在主支撑杆的外侧面中部并与纵向轴孔相连通的径向导向孔，可滑动设置在横向导向孔内的径向挡杆111，设置在纵向轴孔内侧面上并位于径向导向孔下方的内限位挡块116，可滑动设置在纵向轴孔内并位于内限位挡块上方的触发杆19，设置在纵向轴孔内并位于触发杆上方的连接件及设置在纵向轴孔内并位于触发杆与连接件之间的拉簧110。拉簧的上端与连接件相连接，拉簧的下端与触发杆上端相连接。径向导向孔沿纵向轴孔的径向延伸。靠近主支撑杆外侧面的径向导向孔的内侧面上设有外环形限位凸块113。靠近纵向轴孔中心的径向挡杆外侧面上设有内环形限位凸块115。径向挡杆上并位于内、外环形限位凸块之间套设有预紧压缩弹簧114。拉线的一端与径向挡杆的外端相连接。触发配重位于主支撑杆下方。触发配重的体积小于主配重的体积的1/10。触发配重通过引信绳13与触发杆的下端相连接。引信绳的下端与触发配重相连接，引信绳的上端由纵向轴孔的下端口伸入纵向轴孔内并与触发杆的下端相连接。

如图1、图2所示，当滑套位于径向导向孔的下方时，触发扩展式缓冲伞处于收缩状态，即伞面收缩。

如图1、图3所示，当主支撑杆处于竖直状态，且触发配重通过引信绳竖直悬挂在触发杆下方时：在触发配重的重力作用下，触发杆将往下移动并抵靠在内限位挡块上。

如图4所示，当触发杆的下端位于径向导向孔下方，且径向挡杆的内端抵靠在触发杆外侧面上时，径向挡杆的外端位于径向导向孔的外侧。

本实施例的底层海水的抗干扰采集设备的具体工作过程如下：

第一，通过牵引绳将抗干扰采集设备吊起，并使主支撑杆处于竖直状态；接着，将滑套移至径向导向孔的下方，从而使触发扩展式缓冲伞收缩；再接着通过拉线将径向挡杆拉出，并使触发杆在触发配重的重力作用下，往下移动并抵靠在内限位挡块上；最后，释放拉线。

此时，如图2、图4所示，径向挡杆的外端位于径向导向孔的外侧用于限位滑套，防止滑套上移，从而防止触发扩展式缓冲伞打开。

第二，通过牵引绳将底层海水的抗干扰采集设备放入水中，然后让牵引绳在抗干扰采集设备的重力作用下放出；在这个过程中，触发配重将最先接触海底；当触发配重抵靠在海底后，在拉簧的作用下触发杆上移。当触发杆位于径向挡杆上方时，在预紧压缩弹簧的作用下径向挡杆将往内移动至径向导向孔内；此时在水流作用下，伞面将张开，直至滑套的上端抵靠在外限位挡块上为止，此时触发扩展式缓冲伞处于打开状态。当触发扩展式缓冲伞处于打开后，触发扩展式重锤装置的下沉降速度急剧降低，同时在浮力装置的作用下采水器的下沉降速度也将逐渐降低，因而可以有效降低触发扩展式重锤装置撞击海底的冲击力，使触发扩展式重锤装置平缓的与海底接触；从而可有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样的质量的问题。

第三，当触发扩展式重锤装置下沉到海底后，在浮力装置的作用下采水器将悬浮在海底上方，因而可以通过连接绳的长度来大致确定采水器的位置；进而能保证所采集的海水为设定深度的底层海水。

第四，通过牵引绳将底层海水的抗干扰采集设备提起。

Claims (5)

1.一种底层海水的抗干扰采集设备，包括采水器及与采水器上端相连接的牵引绳，其特征是，还包括触发扩展式重锤装置，所述牵引绳上设有浮力装置，且浮力装置的浮力大于采水器及浮力装置的重力之和，并小于采水器、浮力装置及触发扩展式重锤装置的重力之和；

所述触发扩展式重锤装置包括主支撑杆，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重，且主配重位于触发扩展式缓冲伞下方，所述主支撑杆内设有贯穿主支撑杆两端面的纵向轴孔；

所述触发扩展式缓冲伞包括可滑动的套设在主支撑杆上的滑套，若干绕主支撑杆周向均布的主伞骨，若干与主伞骨一一对应的副伞骨及设置在主伞骨上的伞面；所述主伞骨的上端铰接在主支撑杆的上部，所述副伞骨一端铰接在滑套上，另一端铰接在对应的主伞骨中部，所述主支撑杆外侧面上并位于滑套上方设有外限位挡块；

所述触发装置包括触发配重，设置在主支撑杆的外侧面中部并与纵向轴孔相连通的径向导向孔，可滑动设置在横向导向孔内的径向挡杆，设置在纵向轴孔内侧面上并位于径向导向孔下方的内限位挡块，可滑动设置在纵向轴孔内并位于内限位挡块上方的触发杆，设置在纵向轴孔内并位于触发杆上方的连接件及设置在纵向轴孔内并位于触发杆与连接件之间的拉簧，所述触发配重通过引信绳与触发杆的下端相连接；

所述径向导向孔沿纵向轴孔的径向延伸，靠近主支撑杆外侧面的径向导向孔的内侧面上设有外环形限位凸块，靠近纵向轴孔中心的径向挡杆外侧面上设有内环形限位凸块，所述径向挡杆上并位于内、外环形限位凸块之间套设有预紧压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种底层海水的抗干扰采集设备，其特征是，所述主支撑杆的上端通过连接绳与采水器的下端相连接。

3.根据权利要求1所述的一种底层海水的抗干扰采集设备，其特征是，主支撑杆的上端设有连接环，所述连接绳的一端与连接环相连接。

4.根据权利要求1所述的一种底层海水的抗干扰采集设备，其特征是，所述触发装置还包括拉线，该拉线的一端与径向挡杆的外端相连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种底层海水的抗干扰采集设备，其特征是，所述浮力装置靠近采水器。