一种用于海洋地质调查的综合取样装置的制作方法

1.本发明涉及海洋勘探领域，特别涉及一种综合取样装置。


背景技术：

2.海洋地球化学勘探作为海洋地质调查的一种手段，一门新兴边缘科学，服务于飞速发展的海洋地质科学调查，它能够通过不同的取样方法对沿海近岸物质采集，系统调查从海面以上到海底以下一定深度的元素和化合物含量特征及三维空间元素分布规律，具有成本低，效能快，精度高等优点。
3.在海洋水体元素分布、海洋环境和污染情况研究中，需要进行海洋水化学及潜在环境污染因素调查，涉及海洋空域、海水面气体、海水化学要素调查及海底质土体类型、物质成份等综合调查。目前在海洋地质调查工作中，所采取的气体、水体、海底质土样均为单独采集法，即：采取海底质土样器具有抓斗式和取芯式，取芯式以柱状样为主，采用静压或回转薄壁取土器等专用取土器采取柱状海底质土样；采集水样器具多是设定于水面之上或水下某深度位，定点定时定量自动取样，也有遥控牵引投放潜水式定量取样；气体采集使用的是空气层内真空置换采样法进行等。上述单独采集法中同一器具不能综合完成两种形态物质的采集，需多次投放不同器具完成各样本的收集，但每次投放的器具落点位置会有偏差，导致每种样本的数据匹配可能出线错位，海上地球化学采样希望所采集的气、水、土样本站点为同一站位，以保证分析结果的准确度。并且单独采集法的采集效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于海洋地质调查的综合采样装置，同步完成海水连续取样、同时收集水体及底泥产生的向上释放的气体、采取柱状海底质土样，保证采集的气、水、土样本站点为同一站位，且提高采集效率。
5.本发明通过以下技术方案实现：一种用于海洋地质调查的综合取样装置，包括综合取样体和安装在综合取样体上的海底质取样组件、海水取样组件和气体收集组件，所述综合取样体为圆台型框架，圆台型框架的上台面为安装盘，海底质取样组件、海水取样组件和气体收集组件通过安装盘安装；海底质取样组件包括竖直向下的液压缸和与液压缸的伸缩杆共线连接在伸缩杆上的柱状取样管；海水取样组件包括垂直于安装盘安装的取水管，取水管上端连接通向甲板的软管，取水管下端安装有潜水电泵；气体收集组件包括包覆于圆台型框架侧面的密封层、竖直安装在安装盘上的安装柱，安装柱上安装有瓶口朝下的集气瓶，集气瓶中装满水，集气瓶瓶口连通有导管一和导管二，其中导管一另一端连通安装盘底面，导管一上安装有单向导通至集气瓶的单向阀一，导管二上安装有单向导通至集气瓶外的单向阀二，单向阀一与安装盘之间段的导管一上设有放气阀。
6.进一步的：安装盘分为两层，分别为上安装盘和下安装盘，上安装盘与下安装盘之间通过竖直的固定杆固定，液压缸、取水管、安装柱均穿过上安装盘和下安装盘，并与上安
装盘和下安装盘均固定连接。通过上安装盘与下安装盘的共同固定，大大增强液压缸、取水管、安装柱的安装稳定性，尤其重要的是提升液压缸在采集海底质土样工作时的稳定性。
7.进一步的：下安装盘面积等于，或和小于上安装盘面积，圆台型框架侧面的支撑杆一端连接在圆台型框架底部，另一端连接在下安装盘上，密封层一侧连接在圆台型框架底部，另一侧连接在上安装盘。避免密封层与支撑杆接触干涉，防止密封层磨损造成泄露。
8.进一步的：密封层为潜水服材质布料。防水、防透气、质轻柔软易安装。
9.进一步的：潜水服材质布料与上安装盘连接的一侧，通过螺栓连接在安装盘上的压盘压紧连接在上安装盘上，压盘下垫有橡胶垫。保证潜水服材质布料与上安装盘连接处的密封性。
10.进一步的：圆台型框架底端设有脚垫，脚垫下设有负重块。脚垫提高圆台型框架在海底中的稳定度，负重块既提高圆台型框架在海底中的稳定度又提升圆台型框架下沉速度。
11.进一步的：取水管进水口处安装有过滤网。避免海水中的杂质堵塞取水管。
12.进一步的：取水管上设有计量泵。
13.进一步的：安装盘下安装有水深压力传感器。
14.进一步的：安装盘上有隆起，导管一连通在隆起的最高点处。气体聚集在隆起处，更易被导管一收集。
15.本发明和现有技术相比有以下优点：一、将本装置投入海中样本采集的预定地点，本装置可在同一采集点处采集海水水体、海水及底泥中释放的气体和海底质土样，保证采集的气、水、土样本站点为同一站位。
16.二、将本装置投入海中样本采集的预定地点，本装置可同时采集海水水体、海水及底泥中释放的气体和海底质土样，提高采集效率。
17.三、本装置结构紧凑，投放灵活。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图；图2为图1中a处的半剖视图示意图；图中：1、综合取样体；1.1、圆台型框架；1.2、下安装盘；1.3、上安装盘；1.4、橡胶垫；1.5、压盘；1.6、固定杆；2、海底质取样组件；2.1、液压缸；2.2、取样管；3、海水取样组件；3.1、取水管；3.2、软管；3.3、潜水电泵；3.4、过滤网；3.5、计量泵；4、气体收集组件；4.1、潜水服材质布料；4.2、安装柱；4.21、通气孔；4.3、集气瓶；4.4、导管一；4.41、单向阀一；4.5、导管二；4.6、放气阀；5、脚垫；6、负重块；7、水深压力传感器。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖 直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.一种用于海洋地质调查的综合取样装置，包括综合取样体1和安装在综合取样体1上的海底质取样组件2、海水取样组件3和气体收集组件4，所述综合取样体1为圆台型框架1.1，圆台型框架1.1的上台面为安装盘，安装盘分为两层，分别为上安装盘1.3和下安装盘1.2，下安装盘1.2面积等于上安装盘1.3面积，上安装盘1.3与下安装盘1.2之间通过竖直的固定杆1.6固定。
22.海底质取样组件2包括竖直向下的液压缸2.1和与液压缸2.1的伸缩杆共线连接在伸缩杆上的柱状取样管2.2。海水取样组件3包括垂直于安装盘安装的取水管3.1，取水管3.1上端连接通向甲板的软管3.2，取水管3.1下端安装有潜水电泵3.3。气体收集组件4包括包覆于圆台型框架1.1侧面的潜水服材质布料4.1和竖直安装在安装盘上的安装柱4.2，圆台型框架4.1侧面的支撑杆一端连接在圆台型框架4.1底部，另一端连接在下安装盘1.2上，潜水服材质布料4.1则一侧连接在圆台型框架4.1底部，另一侧连接在上安装盘1.3。避免潜水服材质布料4.1与支撑杆接触干涉，防止潜水服材质布料4.1被磨损造成泄露。潜水服材质布料4.1与上安装盘1.3连接的一侧，通过螺栓连接在上安装盘1.3上的压盘1.5压紧连接在上安装盘1.3上，压盘1.5下垫有橡胶垫1.4，以保证潜水服材质布料4.1与上安装盘1.3连接处的密封性；安装柱4.2上安装有瓶口朝下的集气瓶4.3，集气瓶4.3中装满纯净水，集气瓶4.3瓶口连通有导管一4.4和导管二4.5，其中导管一4.1另一端连通安装柱4.2，安装柱4.2中有一段空心段，导管一4.4通过空心段与上安装盘1.3下方空间连通，空心段上的安装柱4.2侧壁开有通气孔4.21，通气孔4.21位于贴紧上安装盘1.3下表面的位置。导管一4.4上安装有单向导通至集气瓶4.3的单向阀一4.41，导管二4.5上安装有单向导通至集气瓶4.3外的单向阀二，单向阀一4.41与上安装盘1.3之间段的导管一4.4上设有放气阀4.3；上安装盘1.3上有隆起，安装柱4.2安装在上安装盘1.3上隆起的最高点处。液压缸2.1、取水管3.1、安装柱4.2均穿过上安装盘1.3和下安装盘1.2，并与上安装盘1.3和下安装盘1.2均固定连接。通过上安装盘1.3与下安装盘1.2的共同固定，大大增强液压缸2.1、取水管3.1、安装柱4.2的安装稳定性，尤其重要的是提升液压缸2.1在采集海底质土样工作时的稳定性。
23.圆台型框架1.1底端设有脚垫5，脚垫5下设有负重块6。脚垫5提高圆台型框架1.1在海底中的稳定度，负重块6既提高圆台型框架1.1在海底中的稳定度又提升圆台型框架1.1下沉速度。取水管3.1进水口处安装有过滤网3.4，避免海水中的杂质堵塞取水管。取水管3.1上设有计量泵3.5。下安装盘1.2下安装有水深压力传感器7。
24.本发明的工作原理是：在取样点上方投放本装置，在负重块6的牵引下，本装置向海底下沉。在本装置的下沉过程中放气阀4.6打开，单向阀一4.41关闭，完全排尽圆台型框架1.1中包含的空气。水深压力传感器7实时测量本装置的当前深度，当本装置沉至海底预定位置时，海水取样组件3、气体收集组件4、海底质取样组件2工作。
25.海水取样组件3的工作方式为：通过潜水电泵3.3向甲板上抽海水，海水经取水管3.1、软管3.2送上甲板，计量泵3.5记录取样的海水量；气体收集组件4的工作方式为：本装
置沉至海底预定位置后，放气阀4.6关闭，单向阀一4.41开启，单向阀二开启，海底向大气释放的气体被圆台型框架1.1及潜水服材质布料4.1收集，气体向上安装盘1.3聚集，在上安装盘1.3的隆起处进入通气孔4.21，经过安装柱4.2的空心段进入导管一4.4，继而进入集气瓶4.3中。通过排水集气法，集气瓶4.3中的纯净水被排出，收集的气体填充集气瓶4.3，收集完后关闭单向阀一4.41和单向阀二；海底质取样组件2的工作方式是：液压缸2.1驱动伸缩杆伸出，将柱状取样管2.2插入海底之中，然后液压缸2.1反向作用，拔出已填满海底质样品的柱状取样管2.2，完成取样。
26.最后，将本装置吊回至甲板上，收集集气瓶4.3和柱状取样管2.2中的样品。
27.值得一提的是：海水取样组件3可取任意深度的海水样品，只需根据水深压力传感器7监测的数值，将本装置下沉至预定深度并开启潜水电泵3.3即可，工作方式与上述在海底的工作方式相同。
28.上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。