CN112747951B - 一种适用于深海沉积物取样操作的多管-箱式集成取样器 - Google Patents
一种适用于深海沉积物取样操作的多管-箱式集成取样器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种适用于深海沉积物取样操作的多管‑箱式集成取样器，所述多管‑箱式集成取样器包括铲刀连杆系统、箱式取样系统、多管取样系统和原位水文参数采集系统；铲刀连杆系统包括连接驱动机构的提升栏和固定在支架上的释放锁扣，通过连杆连接取样器底端的铲刀；箱式取样系统装有压载铅块，顶部装有密封的箱盖，底部设有取样箱体，外侧设有固定板，柱状取样系统通过小固定板连接在固定板上；多管取样系统主体为取样管，取样管顶部有上盖，底部有下盖，且装有弹簧机构进行密封。本发明实现了多管取样器、箱式取样器和水文信息的单次下放和原位采集，充分利用了取样器下放和回收所消耗的船时。
Description
技术领域
本发明属于海洋观测技术领域，具体涉及一种适用于深海沉积物取样操作的多管-箱式集成取样器。
背景技术
针对海洋表层沉积物取样，常见的有箱式取样器和多管取样器。箱式取样器可获取一定厚度的表层沉积物，而多管取样器可获取带有完整沉积序列的表层沉积物并获取其上覆水，其侧重点不同，都是海洋观测和研究领域重要的取样手段。
而目前使用的取样方式具有以下缺点和不足：
1、箱式取样器仅能搭载在观测平台上进行箱式取样，如需进行多管取样，则需更换为多管取样器进行再次取样。单站箱式和多管取样耗费的船时约为单次取样的两倍，这对于船时紧张的科学考察航次和极端外业环境（如极地多海冰环境）的取样工作极为不利。
2、现有箱式取样器下放并回收后，如需再次下放多管取样器，箱式取样器和多管取样器的触底点不可能完全重合，无法做到原位取样。两者采集的样品经常被用来进行比对研究，虽然经纬度非常接近，但由于海底地形复杂多变，其样品的化学特性和物质组成可能大相径庭。
3、现有多管取样器设备构造较为复杂，零部件多，组装、拆卸耗时较长。
4、现有箱式取样器或多管仅能在触底时获取样品，进而通过在实验室对沉积物进行测试分析获取数据。而取样器在海水中行下放和回收过程中，其占据取样船时最长，却无法进行任何原位数据采集。如果该取样站位需要沉积物取样站位的水文信息，仅能依靠舯部甲板下放的 CTD 进行数据采集，且其无法覆盖接近海底沉积物的底层水体。
发明内容
本发明提供了适用于深海沉积物取样操作的多管-箱式集成取样器，目的是实现多管取样器和箱式取样器的原位取样和单次下放；同时实现多参数水文数据原位采集和水体数据剖面测量，充分利用取样器下放和回收的船时。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种适用于深海沉积物取样操作的多管-箱式集成取样器，包括铲刀连杆系统、箱式取样系统、多管取样系统和原位水文参数采集系统；
所述铲刀连杆系统包括用于向上连接驱动机构的提升栏和固定在支架上的释放锁扣，通过连杆连接取样器底端的铲刀；
所述箱式取样系统装有压载铅块，顶部装有密封的箱盖，底部设有取样箱体，外侧设有固定板，所述多管取样系统通过小固定板连接在所述固定板上；所述原位水文参数采集系统安装在压载铅块的上方。
进一步的，所述取样管为PC管，所述上盖和下盖分别安装有一个弹簧结构。
进一步的，所述多管取样系统有两套，安装在所述箱式取样系统的两侧。
进一步的，所述多管取样系统的主体为取样管，所述取样管顶部安装有上盖，底部装有下盖。
进一步的，所述多管取样系统的底部略高于所述取样箱体的底部。
进一步的，所述原位水文参数采集系统，由固定支架和多参数水文记录仪组成，安装有RBRmaestro多通道水文参数记录仪等设备。
进一步的，所述箱盖为对称开箱盖，内侧装有密封胶板；所述取样箱体的下部两边为圆弧形，与铲刀的弧面相吻合。
进一步的，所述多管-箱式集成取样器的两侧可利用同轴缆/光电缆加装控制舱、摄像头、LED灯和高度计等设备做成可视化箱式取样器。
进一步的，所述多管-箱式集成取样器的主体材料为优质316L不锈钢以及2205不锈钢。
进一步的，所述弹簧结构的材料为锡磷青铜。
与现有技术相比，本发明提出的多管-箱式集成取样器的优点和有益效果为：
1、可在深海环境单次下放时进行多管-箱式联用取样，提高取样效率，大量节省船时；
2、可节省组装、拆卸多管取样器所消耗的时间，提高取样效率；
3、可充分利用了取样器下放和回收船时，原位采集全水深的多参数水文数据，实现水文数据剖面测量；
4、可实现多管和柱状取样器同站位的原位取样，提高了工作效率。
附图说明
图1 为所述多管-箱式集成取样器关闭状态的结构示意图；
图2为所述多管-箱式集成取样器打开状态的正视结构示意图；
图中，1、铲刀连杆系统，11、提升栏，12、支架，13、释放锁扣，14、连杆，15、铲刀，2、箱式取样系统，21、箱盖，22、固定板，23、压载铅块，24、小固定板，25、取样箱体，3、多管取样系统，31、上盖，32、取样管，33、下盖，34、弹簧结构，4、原位水文参数采集系统，41、固定支架，42、多参数水文记录仪。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。
请参阅图1和图2，本发明提供了一种适用于深海沉积物取样操作的多管-箱式集成取样器，利用设备的自重，贯入海洋底部沉积物中，在一次下放中，既可以提取海底表层样品，又可以获得原位表层样品和上覆水样品，可谓一举两得。该取样器具体包括铲刀连杆系统1、箱式取样系统2、多管取样系统3和原位水文参数采集系统4，主体材料为优质316L不锈钢以及2205不锈钢。
铲刀连杆系统1包括用于向上连接驱动机构的提升栏11和固定在支架12上的释放锁扣13，通过连杆14连接取样器底端的两片铲刀15。释放锁扣13在下水时将提升栏11与取样箱体25锁止，使铲刀15保持开启，取样器触底并提拉后，释放锁扣13脱落，铲刀15闭合，完成取样。
箱式取样系统2装有压载铅块23，顶部装有密封的箱盖21，底部设有取样箱体25，外侧设有固定板22，所述柱状取样系统3通过小固定板24连接在所述固定板22上。取样箱体25的下部两边为圆弧形，与采样铲刀15的弧面相吻合，从而可实现较好的密闭效果；箱体顶部密封箱盖21为对称开箱盖，内侧装有密封胶板，下放时对称打开，上提时关闭密封，可防止上提过程水流对样品的冲刷。
多管取样系统3有两套，安装在箱式取样系统2的两侧，且多管取样系统3的底部略高于取样箱体25的底部，有益于设备的稳定性。多管取样系统3的主体为取样管32，取样管32为PC管，顶部安装有上盖31，底部装有下盖33，上盖31和下盖33分别安装有一个弹簧结构34。弹簧结构34的材料为锡磷青铜。
原位水文参数采集系统4位于压载铅块23的上方，由固定支架41和多参数水文记录仪42组成，可安装RBR maestro多通道水文参数记录仪等设备。
本发明在传统箱式取样器的基础上，增加弹簧装置，大大提高了取样成功率。同时增加了一种平衡装置，可以有效的避免因底质松软造成的取样冒顶现象。多管取样器均布于箱式取样器的四周，这样的布局可以满足在发生倾斜时依然可以获得样品，尤其是多管的原位样品。
多管取样系统3，设有上下密封系统，设备投放贯入时，多管取样系统3的上下盖和箱式取样系统2的箱盖21必须一直保持着张开的状态。取样完成后，触发机关，闭合箱式取样系统2的箱盖21和多管取样系统3的上盖31和下盖33，使样品处于密封状态，将设备回收至甲板上，实现原位取样。
此外，柱状-箱式集成取样器的两侧可利用同轴缆/光电缆，另外加装控制舱、摄像头、LED灯和高度计等设备做成可视化箱式取样器。使其升级为具有可视功能及实时信息传输功能的高精度产品。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种适用于深海沉积物取样操作的多管-箱式集成取样器，包括铲刀连杆系统、箱式取样系统、多管取样系统和原位水文参数采集系统，其特征在于：
所述铲刀连杆系统包括用于向上连接驱动机构的提升栏和固定在支架上的释放锁扣，通过连杆连接取样器底端的铲刀；
所述箱式取样系统装有压载铅块，顶部装有密封的箱盖，底部设有取样箱体，外侧设有固定板，所述多管取样系统通过小固定板连接在所述固定板上；所述原位水文参数采集系统安装在压载铅块的上方；
所述多管取样系统有两套，安装在所述箱式取样系统的两侧；所述多管取样系统的主体为取样管，所述取样管顶部安装有上盖，底部装有下盖；
所述取样管为PC管，所述上盖和下盖分别安装有一个弹簧结构；
所述多管取样系统的底部略高于所述取样箱体的底部；所述原位水文参数采集系统，由固定支架和多参数水文记录仪组成，安装有RBRmaestro多通道水文参数记录仪；
所述箱盖为对称开箱盖，内侧装有密封胶板；所述取样箱体的下部两边为圆弧形，与铲刀的弧面相吻合；
所述多管-箱式集成取样器的两侧利用同轴缆/光电缆加装控制舱、摄像头、LED灯和高度计设备做成可视化箱式取样器。
2.根据权利要求1所述的多管-箱式集成取样器，其特征在于：所述多管-箱式集成取样器的主体材料为优质316L不锈钢以及2205不锈钢。
3.根据权利要求1所述的多管-箱式集成取样器，其特征在于：所述弹簧结构的材料为锡磷青铜。
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Legal Events
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