CN114872869A - 一种多功能可调的持续水下探测装置 - Google Patents

一种多功能可调的持续水下探测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多功能可调的持续水下探测装置，涉及海洋探测技术领域，包括下探杆和取样部，取样部包括基座、固定部以及活动部，固定部为空腔件，且固定部内设置有用于将固定部内分割为第一空腔和第二空腔的分隔膜，第一空腔侧壁设置有第一开口和设置于第一开口内的第一膜，第二空腔侧壁设置有第二开口和设置于第二开口内的第二膜，活动部与基座之间设置有若干相互交替设置的伸缩杆和限位弹簧，活动部侧壁设置有第一通孔和第二通孔。本发明结构简单，可以持续在水下进行取样探测，无需频繁提起和下探，可以兼并对海水和空气进行取样，还可以对水底水压和水体流动进行实时探测，稳定性好，适用于大深度的海底水下取样探测。

Description

一种多功能可调的持续水下探测装置
技术领域
本发明涉及海洋探测技术领域，尤其是，本发明涉及一种多功能可调的持续水下探测装置。
背景技术
在研究海洋生物种类时，为了更加全面的了解海洋生物，往往需要对不同深度，不同区域海域的生物进行取样调查。也因此，海底取样是是进行海洋研究工作的一种重要手段。
但是现有的水下探测取样装置功能单一，只能简单的对海水进行取样，然后取出之后再次下探进行取样。例如中国专利发明专利CN113029692A公开了一种水下取样装置，包括：壳体；第一取样装置，设置于所述壳体内，用于对水体进行取样；第二取样装置，设置于所述壳体内，用于对水底的泥沙进行取样；以及控制模块，设置于所述壳体内，分别与所述第一取样装置和所述第二取样装置进行连接，用于根据外部指令对所述第一取样装置和所述第二取样装置进行控制，以对应进行水下取样。上述发明中既可以对水体进行取样，又可以对水底的泥沙进行取样，极大地增加了水下取样装置的实用性；同时本发明还具有体积小、外观简洁且便于携带的特点。
但是上述水下取样装置依然存在以下缺点：不适合应用于大深度的海底水样探测，大深度取样时，提起和下探耗时较长，取样效率太低，且该装置无法兼并对海水和空气进行取样和探测，也无法对海底气压水压进行有效的实时探测。
因此为了解决所述问题，设计一种合理高效的多功能可调的持续水下探测装置对我们来说是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，可以持续在水下进行取样探测，无需频繁提起和下探，可以兼并对海水和空气进行取样，还可以对水底水压和水体流动进行实时探测，稳定性好，适用于大深度的海底水下取样探测的多功能可调的持续水下探测装置。
为达到所述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种多功能可调的持续水下探测装置，包括下探杆和取样部，所述取样部包括设置于所述下探杆端部的基座、设置于所述基座远离所述下探杆的一侧的固定部以及设置于所述固定部外侧的活动部，所述固定部为空腔件，且所述固定部内设置有用于将所述固定部内分割为第一空腔和第二空腔的分隔膜，所述第一空腔侧壁设置有第一开口和设置于所述第一开口内的第一膜，所述第二空腔侧壁设置有第二开口和设置于所述第二开口内的第二膜，所述活动部与基座之间设置有若干相互交替设置的伸缩杆和限位弹簧，所述活动部侧壁设置有第一通孔和第二通孔。
作为本发明的优选，所述第一膜为防水透气膜。
作为本发明的优选，所述第二膜为单向膜。
作为本发明的优选，所述分隔膜为不透气弹性膜。
作为本发明的优选，所述固定部远离所述基座的一端设置有弧形钩板。
作为本发明的优选，所述第一通孔和第二通孔的数量均至少为一个。
作为本发明的优选，所述活动部为环形件，且所述活动部的内径等于所述固定部的外径。
作为本发明的优选，所述活动部内侧设置有限位凸起，所述固定部外侧设置有用于方便所述限位凸起滑动的限位槽。
作为本发明的优选，所述伸缩杆为形状记忆合金件，且所述基座上设置有用于加热所述伸缩杆的电热片。
作为本发明的优选，所述活动部和固定部均为一体成型件。
本发明一种多功能可调的持续水下探测装置的有益效果在于：结构简单，可以持续在水下进行取样探测，无需频繁提起和下探，可以兼并对海水和空气进行取样，还可以对水底水压和水体流动进行实时探测，稳定性好，适用于大深度的海底水下取样探测。
附图说明
图1为本发明一种多功能可调的持续水下探测装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种多功能可调的持续水下探测装置中的固定部和活动部的连接时的俯视示意图；
图3为本发明一种多功能可调的持续水下探测装置中的固定部的立体结构示意图；
图4为本发明一种多功能可调的持续水下探测装置中的活动部的立体结构示意图；
图中：1、取样部，11、基座，12、固定部，121、第一空腔，122、第二空腔，123、分隔膜，124、第一开口，125、第一膜，126、第二开口，127、第二膜，128、弧形钩板，129、限位槽，13、活动部，131、伸缩杆，132、限位弹簧，133、第一通孔，134、第二通孔，135、限位凸起，2、下探杆。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
实施例一：如图1至4所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种多功能可调的持续水下探测装置，包括下探杆2和取样部1，所述取样部1包括设置于所述下探杆2端部的基座11、设置于所述基座11远离所述下探杆2的一侧的固定部12以及设置于所述固定部12外侧的活动部13，所述固定部12为空腔件，且所述固定部12内设置有用于将所述固定部12内分割为第一空腔121和第二空腔122的分隔膜123，所述第一空腔121侧壁设置有第一开口124和设置于所述第一开口124内的第一膜125，所述第二空腔122侧壁设置有第二开口126和设置于所述第二开口126内的第二膜127，所述活动部13与基座11之间设置有若干相互交替设置的伸缩杆131和限位弹簧132，所述活动部13侧壁设置有第一通孔133和第二通孔134。
在本发明中，下探杆2向水下延伸设置，下探杆2的上端连接至水上船只、水上平台、水下探测器或者水下基座，取样部1则设置于下探杆2的下端，用于进行水下探测取样。
在本实施例中，取样部1包括基座11、设置于基座11下方的固定部12以及设置于固定部12外侧的活动部13，固定部12与基座11固定设置，固定部12内是空腔设置，内部形成取样空腔，以便于取样探测；活动部13套设至固定部12外侧且通过伸缩杆131来调节活动部13的位置。
固定部12被分隔膜123分割成了两个部分：位于上侧的第一空腔121和位于下侧的第二空腔122，其中第一空腔121通过第一开口124与外界连通，第一开口124处设置有第一膜125，使得海水物质可以穿过第一膜125到达第一空腔121内进行取样；同样的，第二空腔122通过第二开口126与外界连通，第二开口126处设置有第二膜127，使得海水物质可以穿过第二膜127到达第二空腔122内进行取样。
固定部12外侧还环绕设置有活动部13，活动部13是环形件，且所述活动部13的内径等于所述固定部12的外径，即活动部13套设在固定部12外侧，可以遮挡第一开口124和第二开口126，伸缩杆131的延伸方向与固定部12的延伸方向相同，那么伸缩杆131伸缩时可以沿着固定部12的外侧上下移动。
活动部13的环形件的长度不小于第一开口124与第二开口126之间的距离，准确的说，活动部13的长度足够同时遮挡且所述活动部13的内径等于所述固定部12的外径，伸缩杆131伸缩过程中，当第一通孔133与第一开口124连通时，相当于第一开口124与外界海水连通，海水物质可以穿过第一通孔133、第一开口124以及第一开口124处的第一膜125进入至第一空腔121内；同样的，当第二通孔134与第二开口126连通时，相当于第二开口126与外界海水连通，海水物质可以穿过第二通孔134、第二开口126以及第二开口126处的第二膜127进入至第二空腔122内。
需要注意的是，第一通孔133和第二通孔134位于同一高度，且第一通孔133和第二通孔134的孔径不大于第一开口124与第二开口126的高度差，这样使得不能同时将第一开口124与第二开口126开放，即采样只有三种情况：一、第一通孔133与第一开口124对齐，第一开口124开放，第一空腔121可以采样；二、第二通孔134与第二开口126对齐，第二开口126开放，第二空腔122可以采样；三、第一通孔133和第二通孔134分别都不与第一开口124与第二开口126对齐，此时第一开口124与第二开口126均不开放，第一空腔121和第二空腔122都不可取样。
在这里，第一空腔121和第二空腔122可以单独独立进行取样探测，以此类推，可以设置多个分隔膜123将固定部12分割成更多的空腔，通过活动部13的遮挡和对齐，从而使得多个空腔依次进行海底取样，可以分别采集不同类型的样本，这样可以由下探杆2带动取样部1在水下持续移动，依次进行取样，从而得到多次取样样本，从而分析得到不同的海底区域的取样数据。
本发明一种多功能可调的持续水下探测装置的结构简单，可以持续在水下进行取样探测，无需频繁提起和下探，可以兼并对海水和空气进行取样，还可以对水底水压和水体流动进行实时探测，稳定性好，适用于大深度的海底水下取样探测。
实施例二：仍如图1至4所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，在实施例一的基础上，本发明一种多功能可调的持续水下探测装置中，所述第一膜125为防水透气膜，当然，第一空腔121为最靠近下探杆2的空腔，即最上方的空腔，可以在第一空腔121内设置感应器(包括气压感应器和用于感应分隔膜123位置的位置感应器)，第一开口124开放时，海水会被第一膜125进行阻挡，只有空气能进入到第一空腔121中，直至第一空腔121内的气压与海水压力相同，气体才不会进入至第一空腔121，此时形成第一膜125两侧的气压平衡，并使用感应器就可以获取当前水下压力，并且在取样部1在水下位移过程中，第一膜125处可以随意使得空气穿过，使得维持第一膜125两侧的气压平衡，只需要实时获取气压感应器读数，就可以知道水下动态压力变化。
所述第二膜127为单向膜，使得第二开口126开放时，只可以从第二空腔122外侧穿过第二膜127进入至第二空腔122内，但是第二空腔122内的物质无法穿过第二膜流出，并且第二膜可以过滤大颗粒杂质和防止海底鱼类进入至第二空腔122内，那么只有海水以及小结构物质穿过第二膜进入至第二空腔122中，便于对海水进行取样。
所述分隔膜123为不透气弹性膜，即第一空腔121与第二空腔122之间无法流通，完全隔绝，即便是空气也无法穿过不透气膜，使得第一空腔121与第二空腔122分别可以取样海水和气体，并且气体压力获取不受影响。
但是当分隔膜124具有弹性，使得第一空腔121采集有空气，第二空腔122没有采集时，使得第一空腔121内气压升高时，分隔膜124会在气压下向下弧形弯曲；反之
另外，在第二空腔122进行采集时，为了防止只进不出的特性损坏第二膜127，应当在第二空腔122采集之前，向通过第一空腔121进行采集，使得第一空腔121内气压升高，分隔膜123向第二空腔122方向弯曲，挤压第二空腔122内的空气，使得第二空腔122内气压也少量的升高，此时再次开启第二空腔122采集，可以防止海水陡然冲入第二膜127并冲击至分隔膜123造成损坏；当然，第二空腔122采集完成之后，分隔膜123两侧压力基本平衡，分隔膜123会水平设置，此时位置感应器获取分隔膜123位置，从而得知第二空腔122采集完毕，从而关闭第二空腔122，以防止单向膜只进不出，一旦整个取样部1取出时，第二空腔122内水压过高造成第二膜127损坏。
还有，第二空腔122采集完毕之后，如果分隔膜123会水平设置，可以根据第一空腔121内的气压可以进一步知道第二空腔122内的水压值，给这个值一个定值(100％)，在第一空腔121动态采集过程中，还可以实时监控分隔膜123的位置(即弯曲方向和弯曲弧度)，可以进一步直观的获取第一空腔121和第二空腔122两侧的压力对照，也可以对第一空腔121的气压进行动态分析(X％)。
还有，所述固定部12远离所述基座11的一端设置有弧形钩板128，可以适当的进行海底泥沙取样，主要针对的大颗粒大结构的海底物质进行取样。
实施例三：仍如图1至4所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，在上述任一实施例的基础上，本发明一种多功能可调的持续水下探测装置中，第一开口124和第二开口126的数量至少为一个，而且，多个第一开口124所在高度相同，多个第二开口126所在高度相同。
同样的，所述第一通孔133和第二通孔134的数量均至少为一个。
另外，所述活动部13内侧设置有限位凸起135，所述固定部12外侧设置有用于方便所述限位凸起135滑动的限位槽129，限位槽129的延伸方向与固定部12的延伸方向相同，可以引导活动部13沿着限位槽129进行滑动。
需要注意的是，所述伸缩杆131为形状记忆合金件，且所述基座11上设置有用于加热所述伸缩杆131的电热片，通过电热片调节伸缩杆131的温度，从而达到高温相状态和低温相状态之间的切换，达到伸缩的目的；限位弹簧132可以辅助伸缩杆131的伸缩，使得活动部13的活动更加平滑，也起到限位的作用。
最后，所述活动部13和固定部12均为一体成型件。
本发明一种多功能可调的持续水下探测装置的结构简单，可以持续在水下进行取样探测，无需频繁提起和下探，可以兼并对海水和空气进行取样，还可以对水底水压和水体流动进行实时探测，稳定性好，适用于大深度的海底水下取样探测。
本发明不局限于所述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：包括下探杆(2)和取样部(1)，所述取样部(1)包括设置于所述下探杆(2)端部的基座(11)、设置于所述基座(11)远离所述下探杆(2)的一侧的固定部(12)以及设置于所述固定部(12)外侧的活动部(13)，所述固定部(12)为空腔件，且所述固定部(12)内设置有用于将所述固定部(12)内分割为第一空腔(121)和第二空腔(122)的分隔膜(123)，所述第一空腔(121)侧壁设置有第一开口(124)和设置于所述第一开口(124)内的第一膜(125)，所述第二空腔(122)侧壁设置有第二开口(126)和设置于所述第二开口(126)内的第二膜(127)，所述活动部(13)与基座(11)之间设置有若干相互交替设置的伸缩杆(131)和限位弹簧(132)，所述活动部(13)侧壁设置有第一通孔(133)和第二通孔(134)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述第一膜(125)为防水透气膜。
3.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述第二膜(127)为单向膜。
4.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述分隔膜(123)为不透气弹性膜。
5.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述固定部(12)远离所述基座(11)的一端设置有弧形钩板(128)。
6.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述第一通孔(133)和第二通孔(134)的数量均至少为一个。
7.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述活动部(13)为环形件，且所述活动部(13)的内径等于所述固定部(12)的外径。
8.根据权利要求7所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述活动部(13)内侧设置有限位凸起(135)，所述固定部(12)外侧设置有用于方便所述限位凸起(135)滑动的限位槽(129)。
9.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述伸缩杆(131)为形状记忆合金件，且所述基座(11)上设置有用于加热所述伸缩杆(131)的电热片。
10.根据权利要求1所述的一种多功能可调的持续水下探测装置，其特征在于：所述活动部(13)和固定部(12)均为一体成型件。
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