RU2747235C1 - Sub-ice water sampling device - Google Patents

Sub-ice water sampling device Download PDF

Info

Publication number
RU2747235C1
RU2747235C1 RU2019123897A RU2019123897A RU2747235C1 RU 2747235 C1 RU2747235 C1 RU 2747235C1 RU 2019123897 A RU2019123897 A RU 2019123897A RU 2019123897 A RU2019123897 A RU 2019123897A RU 2747235 C1 RU2747235 C1 RU 2747235C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
ice water
sampler
sampling
sub
Prior art date
Application number
RU2019123897A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Гонтарев
Сергей Александрович Мошаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Priority to RU2019123897A priority Critical patent/RU2747235C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747235C1 publication Critical patent/RU2747235C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of instrumentation in relation to hydrobiological and chemical research. The device for sub-ice water sampling consists of a propulsion module with a keel and hydrofoils, mounted on top of the propulsion module, a horizontally located sampler, two or more horizontal guiding devices fixed above the sampler, and a cord connected to the sampler control unit of the device. Also presented is a method for sampling under-ice water, which consists in moving along the lower surface of the ice field of the specified device.
EFFECT: increased reliability of sampling.
2 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при гидробиологических и гидрохимических исследованиях.The proposed invention relates to the field of instrumentation and can be used in hydrobiological and hydrochemical studies.

При научных и мониторинговых исследованиях в водных экосистемах в период наличия ледового покрова в осенний, зимний и весенний сезоны необходимо выполнять измерения гидробиологических и гидрохимических параметров во всей толще воды, в том числе и в подледном слое, непосредственно примыкающем ко льду. Для этого необходимо иметь возможность отбирать пробы подледной воды при разной прочности льда. В период осеннего становления льда и весеннего его таяния низкая прочность льда делает невозможным перемещение по его поверхности и выполнения пробоотбора стандартными методами через лунки.During scientific and monitoring studies in aquatic ecosystems during the presence of ice cover in the autumn, winter and spring seasons, it is necessary to measure hydrobiological and hydrochemical parameters in the entire water column, including in the sub-ice layer immediately adjacent to the ice. For this, it is necessary to be able to take samples of under-ice water at different ice strengths. During the autumn formation of ice and its spring thawing, the low strength of the ice makes it impossible to move along its surface and perform sampling by standard methods through the holes.

Известен способ отбора проб подледной воды, заключающийся в бурении льда и заборе проб подледной воды через лунку (1-3). К недостаткам данного способа можно отнести необходимость перемещения оборудования по льду и выполнение работ по бурению льда с его поверхности. В период образования льда осенью и в период таяния льда весной лед не обладает необходимой механической прочностью, что делает процесс забора проб невозможным. Использование для пробоотбора плавающих средств ледокольного типа приводит к нарушению структуры верхнего (подледного) слоя водной толщи и перемешивание осколков льда с подледной водой, что существенно снижает точность измерений.There is a known method of sampling sub-ice water, which consists in drilling ice and taking samples of sub-ice water through a hole (1-3). The disadvantages of this method include the need to move equipment on the ice and perform work on ice drilling from its surface. During the period of ice formation in the fall and during the ice melting in the spring, the ice does not have the necessary mechanical strength, which makes the sampling process impossible. The use of icebreaker-type floating means for sampling leads to a violation of the structure of the upper (under-ice) layer of the water column and mixing of ice fragments with under-ice water, which significantly reduces the measurement accuracy.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение возможности получения проб подледной воды в весенний, зимний и осенний периоды, особенно в периоды низкой прочности льда.The aim of the present invention is to provide the possibility of obtaining samples of under-ice water in the spring, winter and autumn periods, especially during periods of low ice strength.

Поставленная цель в способе и устройстве достигается тем, что забор проб выполняется пробоотборниками, двигающимися вдоль нижней границы льда.The stated goal in the method and device is achieved by the fact that sampling is performed by samplers moving along the lower boundary of the ice.

Возможность реализацииPossibility of implementation

На чертеже (Фиг. 1) показана общая конструкция пробоотборника. Устройство состоит из одного пробоотборника (1), двигательного модуля (2) с подводными крыльями (3) и килем (4), спускового устройства пробоотборника (5) с контрольным шнуром (6, верхних направляющих элементов (7). Пробоотборник (Фиг. 2) состоит из цилиндрической трубы (8) с двумя крышками (9), соединенными упругим элементом (10) (например, резиновым шнуром). В открытом состоянии крышки фиксируются спусковым устройством. Над пробоотборником располагаются верхние направляющие элементы в виде перевернутой лыжи с загнутыми вниз передним и задним краями. Эти элементы предназначены для исключения стопорения устройства на неровностях нижней поверхности ледового поля. Кроме того, наличие этих направляющих позволяет не разрушать слабые элементы нижней структуры ледового поля, что также обеспечивает повышение точности измерений.The drawing (Fig. 1) shows the general construction of the sampler. The device consists of one sampler (1), a propulsion module (2) with hydrofoils (3) and a keel (4), a sampler trigger (5) with a control cord (6, upper guiding elements (7). ) consists of a cylindrical tube (8) with two covers (9) connected by an elastic element (10) (for example, a rubber cord). In the open state, the covers are fixed by a trigger. Above the sampler there are upper guide elements in the form of an inverted ski with the front and rear edges. These elements are designed to prevent the device from locking on irregularities of the lower surface of the ice field. In addition, the presence of these guides makes it possible not to destroy the weak elements of the lower structure of the ice field, which also provides an increase in the accuracy of measurements.

Двигательный модуль (Фиг. 3) состоит из корпуса (11), аккумулятора (12) и двигателя (13), расположенных в герметичном отсеке корпуса, винта (14). Герметичность двигательного отсека обеспечивается переборкой (15) с герметичным уплотнением вала двигателя. Для исключения блокировки винта подводными растениями и мусором винт располагается внутри негерметичной части двигательного модуля. Для поступления воды к винту в процессе движения в негерметичной части модуля выполнены окна (16).The engine module (Fig. 3) consists of a housing (11), a battery (12) and an engine (13) located in a sealed compartment of the housing, a screw (14). The tightness of the engine compartment is ensured by a bulkhead (15) with a hermetically sealed motor shaft. To prevent the propeller from blocking by underwater plants and debris, the propeller is located inside the leaky part of the engine module. Windows (16) are made in the unsealed part of the module for water to flow to the propeller during movement.

Конструкция в целом имеет положительную плавучесть и в отсутствие движения всплывает на поверхность воды. Двигательный модуль имеет подводные крылья, заглубляющие устройство во время движения.The structure as a whole has positive buoyancy and, in the absence of movement, floats to the surface of the water. The propulsion module has hydrofoils that bury the device while in motion.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Устройство запускается с берега или с борта плавательного средства (лодка, катер, судно), находящегося на свободной ото льда акватории. Оператор приводит пробоотборник в открытое взведенное состояние (крышки зафиксированы в открытом состоянии) и включает двигатель устройства. Включенное устройство помещается в воду. Направление движения задается с учетом возможного сноса течением. На начальном этапе движения контрольный шнур отпускается без натяжения. При этом за счет отрицательных углов установки подводных крыльев устройство заглубляется в воду до некоторой глубины. При предполагаемом достижении устройством зоны забора пробы оператор стопорит шнур. При этом устройство всплывает за счет положительной плавучести до нижней границы льда. За счет работы винта нос устройства будет подниматься вверх и прижиматься к нижней границе льда. Во время пробоотбора шнур вытравливается медленно, и устройство скользит вдоль нижней поверхности льда.The device is launched from the shore or on board a floating vehicle (boat, boat, vessel) located in an ice-free water area. The operator puts the sampler in the open cocked state (the covers are fixed in the open state) and turns on the device motor. The switched on device is placed in water. The direction of movement is set taking into account the possible drift by the current. At the initial stage of movement, the control cord is released without tension. In this case, due to the negative angles of the hydrofoils, the device is immersed in the water to a certain depth. When the device is expected to reach the sampling zone, the operator stops the cord. In this case, the device floats due to positive buoyancy to the lower boundary of the ice. Due to the work of the screw, the nose of the device will rise up and press against the lower boundary of the ice. During sampling, the cord is slowly etched away and the device slides along the bottom of the ice.

После того, как устройство пройдет необходимое для забора проб расстояние, оператор резким движением шнура приводит в действие спусковое устройство, которое закрывает пробоотборники. Оператор плавно тянет за шнур, подтягивая устройство к себе, вынимает его из воды и выключает двигатель. Проба сливается в транспортировочную тару.After the device has traveled the distance required for sampling, the operator, with a sharp movement of the cord, activates the trigger that closes the samplers. The operator gently pulls on the cord, pulling the device towards him, takes it out of the water and turns off the engine. The sample is poured into a shipping container.

К достоинствам предлагаемого способа забора подледной воды можно отнести:The advantages of the proposed method of sub-ice water intake include:

1) Возможность проведения исследований в период, когда получение проб альтернативными способами невозможно.1) The possibility of conducting research in a period when it is impossible to obtain samples by alternative methods.

2) Отсутствует механическое разрушение структур ледяного поля и загрязнение пробы подледной воды биологическими и химическими компонентами, содержащимися в ледяном массиве.2) There is no mechanical destruction of the structures of the ice field and the pollution of the sample of under-ice water with biological and chemical components contained in the ice mass.

3) Метод прост в применении, не требует выполнения избыточных операций.3) The method is easy to use, does not require redundant operations.

Источники использованной информацииSources of information used

1. Sazhin A.F. Phototrophic and heterotrophic nano- and microorganisms of sea ice and sub-ice water in Guba Chupa (Chupa Inlet), White Sea, in April 2002. Polar Research, 2004, 23(1), p. 11-18.1. Sazhin A.F. Phototrophic and heterotrophic nano- and microorganisms of sea ice and sub-ice water in Guba Chupa (Chupa Inlet), White Sea, in April 2002. Polar Research, 2004, 23 (1), p. 11-18.

2. Sazhin A.F., Mosharov S.A., Romanova N.D., Mosharova I.V. Primary and Bacterial Production in Ice Layer and Under-ice Water of the White Sea in early spring Proceedings of the20th IAHR International Symposium on Ice. Lahti, Finland, June 14 to 18, 2010. P. 1-13.2. Sazhin A.F., Mosharov S.A., Romanova N.D., Mosharova I.V. Primary and Bacterial Production in Ice Layer and Under-ice Water of the White Sea in early spring Proceedings of the20th IAHR International Symposium on Ice. Lahti, Finland, June 14 to 18, 2010. P. 1-13.

3. Сажин А.Ф., Ратькова Т.Н., Мошаров С.А, Романова, Мошарова И.В., Портнова. Биологические компоненты сезонного льда / Биологические ресурсы Белого моря: изучение и использование. Исследования фауны морей. 2012/ Ред.: Бергер В.Я. Т. 69 (77). СПб: ЗИН РАН. С. 97-116.3. Sazhin A.F., Ratkova T.N., Mosharov S.A., Romanova, Mosharova I.V., Portnova. Biological components of seasonal ice / Biological resources of the White Sea: study and use. Studies of the fauna of the seas. 2012 / Ed .: Berger V.Ya. T. 69 (77). SPb: ZIN RAS. S. 97-116.

Claims (2)

1. Устройство для забора проб подледной воды, состоящее из двигательного модуля, имеющего киль и подводные крылья, закрепленного сверху на двигательном модуле, расположенного горизонтально пробоотборника, закрепленных над пробоотборником двух или более горизонтальных направляющих устройств, шнура, присоединенного к узлу управления пробоотборниками устройства. 1. A device for sampling under ice water, consisting of a propulsion module with a keel and hydrofoils, mounted on top of the propulsion module, a horizontally located sampler, two or more horizontal guiding devices fixed above the sampler, a cord attached to the control unit of the samplers of the device. 2. Способ забора проб подледной воды, заключающийся в перемещении вдоль нижней поверхности ледового поля устройства по п. 1.2. A method for taking samples of under-ice water, which consists in moving the device according to claim 1 along the lower surface of the ice field.
RU2019123897A 2019-07-23 2019-07-23 Sub-ice water sampling device RU2747235C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123897A RU2747235C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Sub-ice water sampling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123897A RU2747235C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Sub-ice water sampling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747235C1 true RU2747235C1 (en) 2021-04-29

Family

ID=75851024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123897A RU2747235C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Sub-ice water sampling device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747235C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215436U1 (en) * 2022-05-30 2022-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ) Device for sampling water from under-ice reservoirs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244913C1 (en) * 2003-07-16 2005-01-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Device for sampling under-ice reservoirs
RU2282842C1 (en) * 2005-04-08 2006-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" Device for sample taking from water pools covered with ice
CN205898505U (en) * 2016-07-13 2017-01-18 哈建强 Subglacial water environment sampling device
RU2645539C1 (en) * 2016-09-16 2018-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") Device for sampling water from subglacial water bodies
CN108548689A (en) * 2018-05-29 2018-09-18 吉林大学 Delayed startup type multi- drive synchronization oscillatory type subglacial water body deposit sampler
CN208140417U (en) * 2018-05-17 2018-11-23 江苏和合水环境有限公司 A kind of sampling apparatus for water environment under ice layer monitoring

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244913C1 (en) * 2003-07-16 2005-01-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Device for sampling under-ice reservoirs
RU2282842C1 (en) * 2005-04-08 2006-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" Device for sample taking from water pools covered with ice
CN205898505U (en) * 2016-07-13 2017-01-18 哈建强 Subglacial water environment sampling device
RU2645539C1 (en) * 2016-09-16 2018-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") Device for sampling water from subglacial water bodies
CN208140417U (en) * 2018-05-17 2018-11-23 江苏和合水环境有限公司 A kind of sampling apparatus for water environment under ice layer monitoring
CN108548689A (en) * 2018-05-29 2018-09-18 吉林大学 Delayed startup type multi- drive synchronization oscillatory type subglacial water body deposit sampler

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215436U1 (en) * 2022-05-30 2022-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ) Device for sampling water from under-ice reservoirs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Clarke A new midwater trawl for sampling discrete depth horizons
Rhoads et al. Sediment profile camera for in situ study of organism‐sediment relations 1
US3219190A (en) Device for collecting flotsam, especially waste oil spillage on a water surface
WO2022036717A1 (en) Apparatus for sampling waterbody of water area
US8663467B1 (en) Method and apparatus for removing oil from a body of water
CN113008626A (en) Ocean detection device convenient to sample
CN109827551B (en) Split type ocean boundary layer observation equipment and method
Bassindale et al. The ecology of the Lough Ine Rapids with special reference to water currents: VI. Effects of the Rapids on the hydrography of the South Basin
RU2126146C1 (en) Device for automatic sampling of water
RU2747235C1 (en) Sub-ice water sampling device
KR20090104338A (en) Ship for Rremoving Oil from Water
CN106394836A (en) Small submarine
CN208921500U (en) A kind of water quality monitoring sampler acquiring a variety of basins
CN116142396A (en) Water quality sampling and garbage recycling mobile platform and working method
CN215005329U (en) River course sewage monitoring devices based on thing networking
WO2006084499A1 (en) Unmanned submarine
RU2325674C1 (en) Aquasonde for cycled mode
KR101433035B1 (en) Clean surface water sampler
JP6345779B2 (en) Water sampling apparatus and water sampling method
Sholkovitz A FREE VEHICLE BOTTOM‐WATER SAMPLER 1
KR102582385B1 (en) Water sampler equipped on the drone
RU2807544C1 (en) Deep sea probe for sampling liquids into bathometers
CN109520778A (en) The pump of micro- plastic sample adopts formula sampling boat in a kind of water body
RU2421368C2 (en) Method of determining safe speeds of high-speed ship in shallow waters
CN218180404U (en) Marine ballast water zooplankton detects sampling equipment