CN110333102A - 一种海水沉积物自动取样装置及取样方法 - Google Patents

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叶乃好
徐东
张晓雯
江涛
范晓
王依涛
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Abstract

本发明涉及一种海水沉积物自动取样装置及取样方法，属于实验室设备领域，所述装置包括浮子、水样收集器、遮挡片、转轴、控制中心、连接支架和取样瓶，连接支架固定在水样收集器的下端，遮挡片放置在连接支架上面，转轴穿过连接支架中心与遮挡片固定连接，转轴上端连接控制中心；连接支架上设有圆孔，取样瓶与圆孔通过螺母连接外螺纹；浮子连接在装置的正上方；所述转轴能够在控制中心的指令下带动遮挡片旋转，每转动一次，打开一个取样瓶的瓶口，进行取样。本发明装置取样时间准确而且不受天气情况影响；可以根据实验要求一次性收集多个连续的样品，中间无需人为再进行样品收集及仪器设备的重新悬挂等工作；收集样品时方便简洁，将取样瓶反向从装置上旋转扭下即可。

Description

一种海水沉积物自动取样装置及取样方法
技术领域
本发明属于实验室设备领域，具体地涉及一种海水沉积物自动取样装置及取样方法。
背景技术
海洋沉积物中有机质类型多样，准确判断有机质的来源具有重要的意义。目前通常的研究方法包括元素比(C/N)、稳定同位素(δ13C)和生物标志物(BIT)等，自然界中有机质分布广泛、类型多样且性质各异，不论在水体还是在沉积物(岩)中都扮演着重要的角色，因此，探讨各类型有机质聚集和沉积过程的差异性，对深化认识有机质沉积特征和演化规律具有重要的意义。生物体在生长过程中产生了许多有机质，包括生物体自身、生物残体、动物排泄物以及生物分泌的有机分子等，各类型有机质的性质差异极大。有机质可通过机械沉积、化学沉积和生物沉积等3种不同的方式沉积保存，其中机械沉积的有机质以惰性的生物残体为主，化学沉积的有机质以活性极强的无定形为主，生物沉积有机质以活性较强的微生物和粘附物为主。有机质沉积方式及有机质特征、矿物—有机质间关系和保存条件的差异，决定了有机质的演化命运的不同，进而对有机质生烃以及碳循环产生重要的影响，因而应引起人们的高度关注。海底沉积物再悬浮过程是现代沉积动力过程研究中的一项重要内容，对于海洋沉积地貌的演变、海洋动力环境的变迁、物质与能量的交换均具有重要作用，沉积物以海床剪切破坏、海床液化破坏及震荡体破坏三种破坏模式发生侵蚀再悬浮。此外，海流、风暴潮、人类活动以及海底生物的扰动作用等对沉积物再悬浮起着不可忽视的作用，海底悬沙和底沙的交换程度直接影响底层悬沙浓度的变化，沉积物再悬浮的定量分析成为海洋沉积过程研究的主要内容之一。
目前研究沉积物再悬浮时现场实验的取样方法为悬挂沉积物捕集器，一般由3个1组的直径为10-15cm的聚乙烯管加工构成，聚乙烯管上端开合，下端封闭，用绳索平行绑缚在一起悬挂在海平面下1m左右的位置，实验结束后需要将每个聚乙烯管中的水、泥晃匀，收集后抽滤至滤膜以备后续分析使用。由于捕集器受风浪及设备本身的影响，在实际操作中引起的误差较大，在收集样品时，收集现场受天气及海浪的影响，容易造成样品的损失，从而形成实验误差；在不同时间段间隔取样时，需要操作人员在不同的时间点取放一次捕采器，操作方法的繁琐也增加了科研人员的工作内容与时间，造成浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种海水沉积物自动取样装置及取样方法。所述装置能够在不同时间段内间隔采样，所取样本的海洋环境相同，避免了环境造成的实验误差。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种海水沉积物自动取样装置，所述装置包括浮子、水样收集器、遮挡片、转轴、控制中心、连接支架和取样瓶，所述的水样收集器为喇叭状，连接支架固定在水样收集器的小喇叭口端，遮挡片放置在连接支架上面，转轴穿过连接支架中心与遮挡片固定连接，转轴上端连接控制中心，所述的控制中心包括马达和控制芯片；控制中心为水密性；
连接支架上设有3－6个圆孔，圆孔内壁设有螺纹，所述螺纹与取样瓶颈部的外螺纹相匹配；浮子通过浮绳连接在水样收集器的正上方；
所述遮挡片为圆形，遮挡片的直径与连接支架的直径相等，遮挡片上具有圆形孔为进样孔，所述进样孔的直径与取样瓶瓶口的直径相等；
所述转轴能够在控制中心的指令下带动遮挡片旋转，所述遮挡片转动的步距角为连接支架的两个相邻圆孔之间的距离；也即每转动一次，打开一个取样瓶的瓶口，此时海水中的沉积物下沉到该取样瓶中。
本发明还提供上述装置的使用方法，将取样瓶通过螺母连接旋转到连接支架的圆孔内，此时有一个取样瓶的瓶口处于打开状态，其余取样瓶瓶口关闭，然后将本发明装置放入海水中，通过调节浮绳的长度控制水样收集器所处的深度，控制中心根据设定的时间由转轴带动遮挡片转动，其它取样瓶的瓶口依次打开并收取海水中的沉淀物。
本发明与现有技术相比的有益效果：
取样时间准确而且不受天气情况影响；可以根据实验要求一次性收集多个连续的样品，中间无需人为再进行样品收集及仪器设备的重新悬挂等工作；收集样品时方便简洁，将取样瓶反向从装置上旋转扭下即可。
附图说明
图1本发明装置结构示意图：1、浮子，2、水样收集器，3、遮挡片，4、转轴，5、控制中心，6、连接支架，7、取样瓶；
图2为遮挡片的结构示意图：8、进样孔。
具体实施方式
下面通过实施例来对本发明的技术方案作进一步解释，但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
实施例1
一种海水沉积物自动取样装置，如图1所示，所述装置包括浮子1、水样收集器2、遮挡片3、转轴4、控制中心5、连接支架6和取样瓶7，所述的水样收集器为喇叭状，连接支架固定在水样收集器的小喇叭口端，遮挡片放置在支架上面，转轴穿过支架中心与遮挡片固定连接，转轴上端连接控制中心，所述的控制中心包括马达和控制芯片；控制中心为水密性；
连接支架上设有4个圆孔，圆孔内壁设有螺纹，所述螺纹与取样瓶颈部的外螺纹相匹配；浮子通过浮绳连接在水样收集器的正上方；
所述遮挡片为圆形，如图2所示，遮挡片的直径与连接支架的直径相等，遮挡片上具有圆形孔为进样孔8，所述进样孔的直径与取样瓶瓶口的直径相等；
所述转轴能够在控制中心的指令下带动遮挡片旋转，所述遮挡片转动是由步进电机带动，遮挡片的步距角为连接支架的两个相邻圆孔之间的距离；也即每转动一次，打开一个取样瓶的瓶口，此时海水中的沉积物下沉到该取样瓶中。
利用本实施例所述装置的使用方法，将取样瓶通过螺母连接旋转到连接支架的圆孔内，然后将所述装置放入海水中，通过调节浮绳的长度控制水样收集器所处的深度，可以根据不同海区的潮汐情况，设置不同的取样开始及结束时间，准确分析潮汐变化对沉积物再悬浮的影响；也可以将采样的时间间隔设置为24小时/次或48小时/次；或者在台风到来之前将收集器挂好位置，分析台风对沉积物再悬浮的影响。也可配合海流计共同使用，做更精细的实验与分析。

Claims (2)

1.一种海水沉积物自动取样装置，其特征在于所述装置包括浮子、水样收集器、遮挡片、转轴、控制中心、连接支架和取样瓶，所述的水样收集器为喇叭状，连接支架固定在水样收集器的小喇叭口端，遮挡片放置在连接支架上面，转轴穿过连接支架中心与遮挡片固定连接，转轴上端连接控制中心，所述的控制中心包括马达和控制芯片；控制中心为水密性；
连接支架上设有3－6个圆孔，圆孔内壁设有螺纹，所述螺纹与取样瓶颈部的外螺纹相匹配；浮子通过浮绳连接在水样收集器的正上方；
所述遮挡片为圆形，遮挡片的直径与连接支架的直径相等，遮挡片上具有圆形孔为进样孔，所述进样孔的直径与取样瓶瓶口的直径相等；
所述转轴能够在控制中心的指令下带动遮挡片旋转，所述遮挡片转动的步距角为连接支架的两个相邻圆孔之间的距离；也即每转动一次，打开一个取样瓶的瓶口，此时海水中的沉积物下沉到该取样瓶中。
2.权利要求1所述装置的使用方法，其特征在于所述方法为将取样瓶通过螺母连接旋转到连接支架的圆孔内，此时有一个取样瓶的瓶口处于打开状态，其余取样瓶瓶口关闭，然后将所述装置放入海水中，通过调节浮绳的长度控制水样收集器所处的深度，控制中心根据设定的时间由转轴带动遮挡片转动，其它取样瓶的瓶口依次打开并收取海水中的沉淀物。
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