CN113702093A - 一种海洋水文环境勘探用取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海洋水文环境勘探用取样装置，包括探测器、主控单片机、取样机构、存样腔体和检测组件，取样机构包括钻取电机、钻取腔体、支撑架、电动导轨、第一电磁阀和钻取管道，钻取电机的输出端与钻取管道相连通，钻取管道与电动导轨的动子相连接，电动导轨设置在支撑架上，支撑架的任意一端设置在钻取腔体的侧壁上，第一电磁阀设置在远离钻取电机输出端的钻取管道上，钻取腔体和存样腔体相连通，并且均设置在探测器上，存样腔体内设有并排设置的固态存样箱和液态存样箱，并排设置的固态存样箱和液态存样箱设置在钻取管道的下方，检测组件包括与主控单片机电连接的温度传感器。该装置可以对海底火山的液态熔岩和固态沉淀物进行取样和存样。

Description

一种海洋水文环境勘探用取样装置

技术领域

本发明涉及海洋勘探技术领域，尤其涉及一种海洋水文环境勘探用取样装置。

背景技术

海底火山是海洋底部形成的火山、海底火山的分布相当广泛，海底火山会喷发溶岩，液态熔岩喷发出来会在海底就被海水急速冷却形成固态沉淀物，研究海底火山的熔岩和沉淀物可以帮助工作人员了解火山的形成以及活性，有利减轻火山所造成的财产损失。

目前的装置在对海底火山进行的熔岩进行取样时，无法对熔岩的固态和液态形态进行区分存样，导致采样工作效率低下，影响勘探的效率。

发明内容

鉴以此，本发明的目的在于提供一种海洋水文环境勘探用取样装置，以至少解决以上问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种海洋水文环境勘探用取样装置，包括探测器，所述装置包括主控单片机、取样机构、存样腔体和检测组件，所述取样机构包括钻取电机、钻取腔体、支撑架、电动导轨、第一电磁阀和钻取管道，所述钻取电机的输出端与钻取管道相连通，所述钻取管道与电动导轨的动子相连接，所述电动导轨设置在支撑架上，所述支撑架的任意一端设置在钻取腔体的侧壁上，所述第一电磁阀设置在远离钻取电机输出端的钻取管道上，所述钻取电机、第一电磁阀和电动导轨分别与主控单片机电连接，所述钻取腔体和存样腔体相连通，并且均设置在探测器上，所述存样腔体内设有并排设置的固态存样箱和液态存样箱，所述并排设置的固态存样箱和液态存样箱设置在钻取管道的下方，所述检测组件包括与主控单片机电连接的温度传感器，所述温度传感器设置在钻取管道内。

进一步的，所述检测组件还包括与主控单片机电连接的水听器，所述水听器设置在探测器上。

进一步的，所述液态存样箱内设有保温组件，所述保温组件包括分别与主控单片机电连接的加热器、第二电磁阀和第一压力传感器，所述加热器设置在液态存样箱的侧壁上，所述第二电磁阀和第一压力传感器分别设置在液态存样箱的上部和底部。

进一步的，所述固态存样箱内设有绞碎组件，所述绞碎组件包括分别与主控单片机电连接的绞碎电机、第三电磁阀和第二压力传感器，所述第三电磁阀和第二压力传感器分别设置在固态存样箱的上部和底部，所述绞碎电机设置在固态存样箱的底部。

进一步的，包括防碰撞机构，所述碰撞机构包括加速度传感器、基座台、第一圆弧板、第二圆弧板、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆，所述基座台设置在探测器上，所述第一圆弧板和第二圆弧板分别铰连接在基座台上，所述第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的固定端分别设置在基座台上，所述第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的移动端分别转动连接在第一圆弧板和第二圆弧板上，所述加速度传感器、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆分别与主控单片机的电连接。

进一步的，包括固定机构，所述固定机构包括第一固定板、第二固定板、第一卡扣、第二卡扣、第一直线电机和第二直线电机，所述第一直线电机和第二直线电机分别设置在基座台上，所述第一固定板和第二固定板分别设置在第一直线电机和第二直线电机的动子上，所述第一卡扣和第二卡扣分别设置在第一圆弧板和第二圆弧板上，并且分别用于卡住第一固定板和第二固定板，所述第一直线电机和第二直线电机分别与主控单片机电连接。

进一步的，所述液态存样箱内覆盖有隔热涂层。

进一步的，所述防碰撞机构还包括防撞棉盒，所述防撞棉盒分别填充在第一圆弧板和第二圆弧板的弧面。

进一步的，包括定位模块，所述定位模块包括与主控单片机电连接的GPS定位器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种海洋水文环境勘探用取样装置，当探测器到达海底火山时，主控单片机给钻取电机发送信号指令，钻取电机的输出端对准火山进行钻取，进而将钻取物送达钻取通道，钻取通道内的温度传感器检测当前环境中的温度没有超过高温阈值时，则主控单片机给电动导轨发送信号指令，电动导轨上的动子沿着电动导轨运动，将钻取管道运送到固态存样箱的上方，同时，主控单片机给第一电磁阀发送信号指令，钻取管道内的钻取物通过第一电磁阀到达固态存样箱内，从而完成火山固态沉淀物的存样；当钻取通道内的温度传感器检测当前环境中的温度超过高温阈值时，则主控单片机给电动导轨发送信号指令，电动导轨上的动子沿着电动导轨运动，将钻取管道运送到液态存样箱的上方，同时，主控单片机给第一电磁阀发送信号指令，钻取管道内的钻取物通过第一电磁阀到达液态存样箱内，从而完成火上液态熔岩的存样。该装置可以对海底火山的液态熔岩和固态沉淀物进行取样和存样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种海洋水文环境勘探用取样装置整体结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种海洋水文环境勘探用取样装置整体电路连接示意图。

图3是本发明实施例提供的一种海洋水文环境勘探用取样装置的防碰撞机构整体结构示意图。

图中，1是主控单片机，2是钻取电机，3是电动导轨，4是第一电磁阀，5是温度传感器，6是水听器，7是加热器，8是第二电磁阀，9是第一压力传感器，10是绞碎电机，11是第三电磁阀，12是第二压力传感器，13是加速度传感器，14是第一电动伸缩杆，15是第二电动伸缩杆，16是第一直线电机，17是第二直线电机，18是GPS定位器，19是钻取管道，20是液态存样箱，21是固态存样箱，22是支撑架，23是探测器，24是基座台，25是第一卡扣，26是第二卡扣，27是第一固定板，28是第二固定板，29是防撞棉盒，30是隔热涂层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参照图1、图2和图3，本发明提供一种海洋水文环境勘探用取样装置，包括探测器23，所述装置包括主控单片机1、取样机构、存样腔体和检测组件，所述取样机构包括

钻取电机2、钻取腔体、支撑架22、电动导轨3、第一电磁阀4和钻取管道19，所述钻取电机2的输出端与钻取管道19相连通，所述钻取管道19与电动导轨3的动子相连接，所述电动导轨3设置在支撑架22上，所述支撑架22的任意一端设置在钻取腔体的侧壁上，所述第一电磁阀4设置在远离钻取电机2输出端的钻取管道19上，所述钻取电机2、第一电磁阀4和电动导轨3分别与主控单片机1电连接，所述钻取腔体和存样腔体相连通，并且均设置在探测器23上，所述存样腔体内设有并排设置的固态存样箱21和液态存样箱20，所述并排设置的固态存样箱21和液态存样箱20设置在钻取管道19的下方，所述检测组件包括与主控单片机1电连接的温度传感器5，所述温度传感器5设置在钻取管道19内。

示例性地，当探测器23到达海底火山时，主控单片机1给钻取电机2发送信号指令，钻取电机2的输出端对准火山进行钻取，进而将钻取物送达钻取通道，钻取通道内的温度传感器5检测当前环境中的温度没有超过高温阈值时，则主控单片机1给电动导轨3发送信号指令，电动导轨3上的动子沿着电动导轨3运动，将钻取管道19运送到固态存样箱21的上方，同时，主控单片机1给第一电磁阀4发送信号指令，钻取管道19内的钻取物通过第一电磁阀4到达固态存样箱21内，从而完成火山固态沉淀物的存样；当钻取通道内的温度传感器5检测当前环境中的温度超过高温阈值时，则主控单片机1给电动导轨3发送信号指令，电动导轨3上的动子沿着电动导轨3运动，将钻取管道19运送到液态存样箱20的上方，同时，主控单片机1给第一电磁阀4发送信号指令，钻取管道19内的钻取物通过第一电磁阀4到达液态存样箱20内，从而完成火上液态熔岩的存样。该装置可以对海底火山的液态熔岩和固态沉淀物进行取样和存样，高温的阈值由工作人员根据实际需求进行设定。

所述检测组件还包括与主控单片机1电连接的水听器6，所述水听器6设置在探测器23上，示例性地，水听器6可以检测到海底低频率段的噪声进行提前侦测火上的爆发，在火山爆发来临之前，探测器23可以停止取样工作，保证探测器23的安全。

所述液态存样箱20内设有保温组件，所述保温组件包括分别与主控单片机1电连接的加热器7、第二电磁阀8和第一压力传感器9，所述加热器7设置在液态存样箱20的侧壁上，所述第二电磁阀8和第一压力传感器9分别设置在液态存样箱20的上部和底部，示例性地，在电动滑轨的动子带动钻取管道19到液态存样箱20时，主控单片机1给第二电磁阀8发送打开信号指令，液态熔岩就可以从钻取管道19经过第二电磁阀8进入液态存样箱20内，为了保证熔岩处于液态，当设置在液态存样箱20底部的第一压力传感器9检测到压力时，主控单片机1给加热器7发送运行信号指令，加热器7对熔岩进行加热让其保持在温度传感器5检测到取样时的温度，方便工作人员对液态熔岩的研究，在第一压力传感器9检测到的压力到达设定的阈值时，主控单片机1给电动导轨3发送停止到达液态存样箱20的上方的指令，并且主控单片机1给第二电磁阀8发送关闭信号指令，通过关闭第二电磁阀8和加热的加热可以让熔岩保持液态形态。

所述液态存样箱20内覆盖有隔热涂层30，隔热涂层30的设计可以有效隔绝液态熔岩对固态存放箱的热传导，避免出现高温对固态存样箱21内的固态沉淀物发生融化的问题。

所述固态存样箱21内设有绞碎组件，所述绞碎组件包括分别与主控单片机1电连接的绞碎电机10、第三电磁阀11和第二压力传感器12，所述第三电磁阀11和第二压力传感器12分别设置在固态存样箱21的上部和底部，所述绞碎电机10设置在固态存样箱21的底部，示例性地，在电动滑轨的动子带动钻取管道19到固态存样箱21时，主控单片机1给第三电磁阀11发送打开信号指令，固态沉淀物就可以从钻取管道19经过第二电磁阀8进入固态存样箱21内，为了方便工作人员对沉淀物的组成成分的研究，当设置在固态存样箱21底部的第二压力传感器12检测到压力时，主控单片机1给绞碎电机10发送运行信号指令，绞碎电机10对沉淀物进行绞碎，在第二压力传感器12检测到的压力到达设定的阈值时，主控单片机1给电动导轨3发送停止到达固态存样箱21的上方的指令，并且主控单片机1给第三电磁阀11发送关闭信号指令，在探测器23上岸之后，工作人员可以直接进行沉淀物的成分检测，提高了火山沉淀物的检测效率。

本实施例包括防碰撞机构，所述碰撞机构包括加速度传感器13、基座台24、第一圆弧板、第二圆弧板、第一电动伸缩杆14和第二电动伸缩杆15，所述基座台24设置在探测器23上，所述第一圆弧板和第二圆弧板分别铰连接在基座台24上，所述第一电动伸缩杆14和第二电动伸缩杆15的固定端分别设置在基座台24上，所述第一电动伸缩杆14和第二电动伸缩杆15的移动端分别转动连接在第一圆弧板和第二圆弧板上，所述加速度传感器13、第一电动伸缩杆14和第二电动伸缩杆15分别与主控单片机1的电连接，示例性地，在探测器23取样时可能会发生火山爆发，当加速度传感器13检测到探测器23的出现异常的加度变化时，主控单片机1给第一电动伸缩杆14和第二电动伸缩杆15分别发送信号指令，第一电动伸缩杆14和第二电动伸缩杆15的移动端分别推动与基座台24铰连接的第一圆弧板和第二圆弧板，撑开的第一圆弧板和第二圆弧板可以形成保护伞，可以保护探测器23的本体安全，避免火山爆发带来的飞石对探测器23的损坏。

本实施例还包括固定机构，所述固定机构包括第一固定板27、第二固定板28、第一卡扣25、第二卡扣26、第一直线电机16和第二直线电机17，所述第一直线电机16和第二直线电机17分别设置在基座台24上，所述第一固定板27和第二固定板28分别设置在第一直线电机16和第二直线电机17的动子上，所述第一卡扣25和第二卡扣26分别设置在第一圆弧板和第二圆弧板上，并且分别用于卡住第一固定板27和第二固定板28，所述第一直线电机16和第二直线电机17分别与主控单片机1电连接，示例性地，在不需要进行撑开第一圆弧板和第二圆弧板进行防护时，第一圆弧板和第二圆弧板收拢在基座台24上，主控单片机1给第一直线电机16和第二直线电机17发送信号指令，第一直线电机16和第二直线电机17上的动子分别带动第一固定板27和第二固定板28往设置在第一圆弧板和第二圆弧板上的卡扣方向插入，从而完成第一圆弧板和第二圆弧板的固定。

所述防碰撞机构还包括防撞棉盒29，所述防撞棉盒29分别填充在第一圆弧板和第二圆弧板的弧面，防撞棉盒29的设计可以在火山爆发时有效的减轻飞石对第一圆弧板和第二圆弧板的破坏。

本实施例还包括定位模块，所述定位模块包括与主控单片机1电连接的GPS定位器18，GPS定位器18的设计可以提高该装置的作业半径，工作人员可以根据GPS定位器18实时确认该装置的位置。

上述实施例中，所述钻取电机2、电动导轨3、第一电磁阀4、温度传感器5、水听器6、加热器7、第二电磁阀8、第一压力传感器9、绞碎电机10、第三电磁阀11、第二压力传感器12、加速度传感器13、第一电动伸缩杆14、第二电动伸缩杆15、第一直线电机16、第二直线电机17和GPS定位器18均可以采用本领域技术人员公知的现有型号；所述主控单片机1可以采用STM32单片机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种海洋水文环境勘探用取样装置，包括探测器，其特征在于，所述装置包括主控单片机、取样机构、存样腔体和检测组件，所述取样机构包括钻取电机、钻取腔体、支撑架、电动导轨、第一电磁阀和钻取管道，所述钻取电机的输出端与钻取管道相连通，所述钻取管道与电动导轨的动子相连接，所述电动导轨设置在支撑架上，所述支撑架的任意一端设置在钻取腔体的侧壁上，所述第一电磁阀设置在远离钻取电机输出端的钻取管道上，所述钻取电机、第一电磁阀和电动导轨分别与主控单片机电连接，所述钻取腔体和存样腔体相连通，并且均设置在探测器上，所述存样腔体内设有并排设置的固态存样箱和液态存样箱，所述并排设置的固态存样箱和液态存样箱设置在钻取管道的下方，所述检测组件包括与主控单片机电连接的温度传感器，所述温度传感器设置在钻取管道内。

2.根据权利要求1所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，所述检测组件还包括与主控单片机电连接的水听器，所述水听器设置在探测器上。

3.根据权利要求1所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，所述液态存样箱内设有保温组件，所述保温组件包括分别与主控单片机电连接的加热器、第二电磁阀和第一压力传感器，所述加热器设置在液态存样箱的侧壁上，所述第二电磁阀和第一压力传感器分别设置在液态存样箱的上部和底部。

4.根据权利要求1所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，所述固态存样箱内设有绞碎组件，所述绞碎组件包括分别与主控单片机电连接的绞碎电机、第三电磁阀和第二压力传感器，所述第三电磁阀和第二压力传感器分别设置在固态存样箱的上部和底部，所述绞碎电机设置在固态存样箱的底部。

5.根据权利要求1所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，包括防碰撞机构，所述碰撞机构包括加速度传感器、基座台、第一圆弧板、第二圆弧板、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆，所述基座台设置在探测器上，所述第一圆弧板和第二圆弧板分别铰连接在基座台上，所述第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的固定端分别设置在基座台上，所述第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的移动端分别转动连接在第一圆弧板和第二圆弧板上，所述加速度传感器、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆分别与主控单片机的电连接。

6.根据权利要求5所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，包括固定机构，所述固定机构包括第一固定板、第二固定板、第一卡扣、第二卡扣、第一直线电机和第二直线电机，所述第一直线电机和第二直线电机分别设置在基座台上，所述第一固定板和第二固定板分别设置在第一直线电机和第二直线电机的动子上，所述第一卡扣和第二卡扣分别设置在第一圆弧板和第二圆弧板上，并且分别用于卡住第一固定板和第二固定板，所述第一直线电机和第二直线电机分别与主控单片机电连接。

7.根据权利要求1所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，所述液态存样箱内覆盖有隔热涂层。

8.根据权利要求5所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，所述防碰撞机构还包括防撞棉盒，所述防撞棉盒分别填充在第一圆弧板和第二圆弧板的弧面。

9.根据权利要求1所述的一种海洋水文环境勘探用取样装置，其特征在于，包括定位模块，所述定位模块包括与主控单片机电连接的GPS定位器。

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