CN110793811A - 一种走航式浮游生物在线采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海洋调查现场测定及采样用具制造技术领域，特别涉及一种走航式浮游生物在线采集装置。包括依次相连的海水进样器、采样网衣及样品收集袋，其中采样网衣及样品收集袋的外侧套设有护罩，所述护罩为镂空式圆柱形框架，所述护罩上设有mini CTD，所述采样网衣内设有流量计。所述采样网衣为由进样端到尾部逐渐变细的锥形结构。本发明应用于海洋浮游生物采集方面，解决了采集器不能实时在线操作，无法测量采样滤水量，因整体结构为“桶式”结构而导致的设备拆装困难以及浮游生物样品回收麻烦等问题，具有结构轻便、方便拆装、可测量采样滤水量和实时在线获取环境参数的特点。
Description
技术领域
本发明属于海洋调查现场测定及采样用具制造技术领域，特别涉及一种走航式浮游生物在线采集装置。
背景技术
浮游生物是生态系统中重要的基础环节，其种群的组成和数量的变化，反映着整个生态系统的动态，也影响着生源要素的生物地球化学循环，尤其是少数关键种又起着控制全局的作用。浮游动物在海洋食物链中处于中枢地位，大多数浮游动物摄食浮游植物，自身又是鱼类等高级摄食者的饵料，在食物链中起着承上启下的关键作用，而且微型浮游动物又是微食物环的重要组成部分。因此，准确测定浮游生物种群结构、分布格局具有重要意义。然而，在走航过程中，海水流速较快，一般船舶航行多在10节以上，根本无法用常规的网具获取浮游生物。另外，现有装置存在设备拆装繁琐，浮游生物样品回收麻烦，无法测量采样的滤水量，以及不能实时在线观测采样海域环境参数和监测设备采样情况等诸多缺陷和不足。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种走航式浮游生物在线采集装置，以解决现有采集器不具备在线实时观测模块，不能测量采样的滤水量，设备拆装困难以及样品收集不方便等问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种走航式浮游生物在线采集装置，包括依次相连的海水进样器、采样网衣及样品收集袋，其中采样网衣及样品收集袋的外侧套设有护罩，所述护罩为镂空式圆柱形框架，所述护罩上设有mini CTD，所述采样网衣内设有流量计。
所述护罩包括若干平行设置的圆环形框架部件，若干圆环形框架部件通过连接梁相连，所述连接梁一端与所述海水进样器相连；所述流量计与靠近所述海水进样器的所述圆环形框架部件相连，所述mini CTD与所述连接梁相连。
所述护罩在远离所述海水进样器的一端设有若干导流板，所述导流板与所述连接梁平行设置。
所述流量计通过固定部件与所述圆环形框架部件相连。
所述固定部件包括周向均匀分布的支架、位于所述支架交汇位置的第一套管及嵌设于所述第一套管内的第二套管；所述流量计嵌设于所述第二套管内，所述流量计外径与所述第二套管内径相等；所述流量计位于所述圆环形框架部件中心位置。
所述第一套管与所述第二套管通过螺纹连接。
所述海水进样器为锥台状结构，且大直径端与所述护罩相连。
所述采样网衣为由进样端到尾部逐渐变细的锥体结构。
所述采样网衣包括与所述海水进样器相连的第一帆布，以及与所述样品收集袋相连的第二帆布，所述第一帆布与所述第二帆布通过筛绢相连。
所述第二帆布与所述样品收集袋通过第三套管相连；所述第三套管为聚甲醛树脂材质；所述第三套管两端端面设有沟槽，第二帆布与所述样品收集袋分别卡设于所述第三套管两端的所述沟槽内。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果是：
1.本发明提供的一种走航式浮游生物在线采集装置，具有可准确测量采样的滤水量，能够实时在线获取设备的采样深度、海水温度、盐度、叶绿素荧光浓度等参数的特点；
2.本发明提供一种走航式浮游生物在线采集装置，充分利用了三角形的稳定性和圆形的光滑封闭性，最大程度的减少了采集装置在水下走航拖曳过程中的阻力，降低对采集装置和采样网衣的冲击和损伤，具有结构轻便、坚固耐用、容易加工、操控简单、安装拆卸方便的优点；
3.本发明提供一种走航式浮游生物在线采集装置，实现了采样网衣的快速拆装和对浮游生物样品的快捷收集。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中海水进样器与护罩部分的结构示意图；
图3为本发明中海水进样器、采样网衣以及样品收集袋的连接结构示意图；
图4为本发明中固定部件的结构示意图。
图中：1、海水进样器；2、采样网衣；3、样品收集袋；4、护罩；41、圆环形框架部件；42、连接梁；5、导流板；6、mini CTD；7、流量计；8、固定部件；81、支架；82、第一套管、83、第二套管；9、第三套管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种走航式浮游生物在线采集装置，包括依次相连的海水进样器1、采样网衣2及样品收集袋3，采样网衣2以及样品收集袋3的外侧套设有护罩4，护罩4一端与海水进样器1相连，护罩4为镂空式圆柱形框架。护罩4上设有mini CTD6(温盐深仪)，所述采样网衣2内设有流量计7。
如图2所示，护罩4包括若干平行设置的圆环形框架部件41，若干圆环形框架部件41通过连接梁42相连，连接梁42一端与海水进样器1相连；流量计7与靠近海水进样器1的圆环形框架部件41相连，mini CTD 6与连接梁42相连。
为了装置运行过程中的平稳性，护罩4在远离海水进样器1的一端设有若干导流板5，导流板5与连接梁42平行设置。
为了进一步提高装置运行的平稳性同时减小运行阻力，导流板5的数量为3个，导流板5与连接梁42对应设置。
进一步的，为了实现采样深度的调节，可以通过增加或者减小装置配重的方式进行。
如图4所示，为了提高流量数据的准确性，流量计7通过固定部件8与圆环形框架部件41相连；固定部件8包括周向均匀分布的多个支架81、位于支架81交汇位置的第一套管82及嵌设于第一套管82内的第二套管83，流量计7嵌设于第二套管83内，流量计7外径与第二套管83内径相等，流量计7位于圆环形框架部件41中心位置。通过固定部件8将流量计7固定设于圆环形框架部件41中心位置，能够实现对流量的准确测量。需要说明的是，支架81的数量优选三个，支架81的一端与圆环形框架部件41的内侧固定连接，另一端与第一套管82外侧固定连接，不仅能够保证结构的稳固性，同时结构简单；另外，第一套管82和第二套管83的设置便于流量计7的拆卸及安装。另外，mini CTD 6与连接梁42通过卡箍结构相连。
为了进一步便于流量计7的安装与拆卸，第一套管82内设有内螺纹，第二套管83外设有外螺纹，第一套管82与第二套管83通过螺纹连接。
为了提高装置的稳固性同时减小阻力，圆环形框架部件41的数量为五个，连接梁42的数量为三个。该装置充分利用了三角形的稳定性和圆形的光滑封闭性，最大程度的减少了采集装置在水下走航拖曳过程中的阻力，降低对采集装置和采样网衣2的冲击和损伤，具有坚固耐用、轻便、易加工、操控简单、方便安装拆卸等优点。
如图1-3所示，为了缩短调查采样时间，海水进样器1为锥台状结构，与护罩4相连的海水进样器1一端的直径为200mm，远离护罩4的海水进样器1一端的直径为100mm，圆环形框架部件41的直径为200mm。
进一步的，采样网衣2包括与海水进样器1相连的第一帆布、以及与样品收集袋3相连的第二帆布，第一帆布与第二帆布通过筛绢相连。其中，筛绢的孔径可以根据实际需求进行选择，例如，可以为200μm、330μm、500μm等。
为了进一步便于装置的安装及拆卸，第二帆布与样品收集袋3通过第三套管9相连；第三套管9为聚甲醛树脂材质；第三套管9两端端面设有沟槽，第二帆布与样品收集袋3分别卡设于第三套管9两端的沟槽内。该实施例限定了第二帆布与样品收集袋3通过第三套管9相连，且限定了第三套管9的材质为聚甲醛树脂材质，避免了在样品采集的过程中因第三套管9的变形而造成的样品收集不便的问题，同时通过在第三套管9两端端面设置沟槽，其中，沟槽底部侧面沿沟槽一周开设有凹槽，搭配第二帆布一端与样品收集袋3一端设置的硬质档条，采样时将硬质档条旋转塞入沟槽内，能够实现了第二帆布与样品收集袋3的快速安装与拆卸，同时保证了安装的稳固性。需要说明的是，第三套管9的外径为130mm，内径为100mm。
为了有效降低和控制水流对采样网衣2的冲击，确保采样样品的完整性和有效性，采样网衣2为锥形网，即由进样端到尾端逐渐变细，如图3所示。海水进样器1的长度为300mm，采样网衣2长度为1400mm，采样网衣2的网口直径为200mm，样品收集袋3的长度为300mm。
该走航式浮游生物在线采集装置采用镂空式圆柱形框架作为护罩4，首先使得整体结构更加轻便；其次，有利于减小装置在水下走航拖曳过程中的阻力，降低对整个装置和采样网衣2的冲击和损伤；最后，该结构便于对采样网衣2及样品收集袋3的安装及拆卸，使得操作更加简便。此外，该采集装置可进行走航采集作业，勿需停船，节约船时，船速15节亦可正常采样，采样过程不受船速，天气等因素的影响。需要说明的是，该走航式浮游生物在线采集装置采用镂空式圆柱形框架作为护罩实现了在线采集装置(包括mini CTD 6和流量计7)与走航式浮游生物采集装置的合成，使得走航式浮游生物采集装置能够实现可实时获取设备的采样深度、海水温度、电导率(盐度)、叶绿素荧光浓度的功能，该装置能够准确获取采集样品的过滤水体体积，并实时获取调查采样海域环境参数数据和监测设备的工作状态。
下面以具体实例的方式说明以上走航式浮游生物在线采集装置的工作过程，其中，走航式浮游生物在线采集装置重量约50kg，包括mini CTD 6一台，流量计7一个。
工作过程：
1)在船舶正常航行期间，利用船舶后甲板A型架和同轴缆拖放，船速没有特殊要求，尽量保证船舶没有大角度的紧急转向即可；
2)通过同轴缆挂载走航式浮游生物在线采集装置，记录流量计7初始读数，并将同轴缆上的数据缆连接上设备自带的mini CTD 6，传输数据到船载实验室内电脑上；
3)利用后甲板A架和同轴缆绞车放缆约500米，然后根据走航式浮游生物在线采集装置在水下的状态及环境参数获取情况，适当调整放缆长度和增加走航式浮游生物在线采集装置的走航拖曳时间；
4)利用A架和同轴缆绞车，以约0.5m/s收揽速度回收走航式浮游生物在线采集装置到甲板；
5)记录采样结束后的流量计7读数，拆下样品收集袋3，收集其中采集到的浮游生物样品，最终采用适当的固定液固定保存。
本发明应用于海洋浮游生物采集方面，解决了采集器不能实时在线操作，无法测量采样滤水量，采集器因整体结构为“桶式”结构而导致的设备拆装困难、繁琐以及浮游生物样品回收麻烦等问题，具有结构轻便、方便拆装、可实时在线获取环境参数的特点。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于，包括依次相连的海水进样器(1)、采样网衣(2)及样品收集袋(3)，其中采样网衣(2)及样品收集袋(3)的外侧套设有护罩(4)，所述护罩(4)为镂空式圆柱形框架，所述护罩(4)上设有mini CTD(6)，所述采样网衣(2)内设有流量计(7)。
2.根据权利要求1所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于，所述护罩(4)包括若干平行设置的圆环形框架部件(41)，若干圆环形框架部件(41)通过连接梁(42)相连，所述连接梁(42)一端与所述海水进样器(1)相连；所述流量计(7)与靠近所述海水进样器(1)的所述圆环形框架部件(41)相连，所述mini CTD(6)与所述连接梁(42)相连。
3.根据权利要求2所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于，所述护罩(4)在远离所述海水进样器(1)的一端设有若干导流板(5)，所述导流板(5)与所述连接梁(42)平行设置。
4.根据权利要求2所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于，所述流量计(7)通过固定部件(8)与所述圆环形框架部件(41)相连。
5.根据权利要求4所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于，所述固定部件(8)包括周向均匀分布的支架(81)、位于所述支架(81)交汇位置的第一套管(82)及嵌设于所述第一套管(82)内的第二套管(83)；所述流量计(7)嵌设于所述第二套管(83)内，所述流量计(7)外径与所述第二套管(83)内径相等；所述流量计(7)位于所述圆环形框架部件(41)中心位置。
6.根据权利要求5所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于：所述第一套管(82)与所述第二套管(83)通过螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于：所述海水进样器(1)为锥台状结构，且大直径端与所述护罩(4)相连。
8.根据权利要求1所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于，所述采样网衣(2)为由进样端到尾部逐渐变细的锥体结构。
9.根据权利要求8所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于：所述采样网衣(2)包括与所述海水进样器(1)相连的第一帆布，以及与所述样品收集袋(3)相连的第二帆布，所述第一帆布与所述第二帆布通过筛绢相连。
10.根据权利要求9所述的走航式浮游生物在线采集装置，其特征在于：所述第二帆布与所述样品收集袋(3)通过第三套管(9)相连；所述第三套管(9)为聚甲醛树脂材质；所述第三套管(9)两端端面设有沟槽，第二帆布与所述样品收集袋(3)分别卡设于所述第三套管(9)两端的所述沟槽内。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112697512A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-23 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种走航式无动力表层海水自动取样器 |
| CN112697512B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-04-21 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种走航式无动力表层海水自动取样器 |
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