一种可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置和使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于海底沉积物提取装置领域，尤其是一种能够提高操作安全性和样本采集效率的可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置和方法。
【背景技术】
[0002]传统的海洋沉积物取样活动中，总是先了解海洋底质的大致情况，确定取样条件后才开始投放取样设备。但是近年来的深海科考活动中，由于水深较大，通常超过2000米，且海洋相对陌生，海洋底质环境不明，无法确定海洋底质是否适合沉积物取样。
[0003]深海沉积物取样的难点是首先如何判断海洋底质环境符合取样设备工作要求；其次如何判断哪个区域的沉积物是最有价值的，并可以“所见即所得”的取出来。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能够提高操作安全性和样本采集效率的可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置和方法。
[0005]本发明的技术方案是:可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置，其特征是由甲板控制器(I)、水下密封舱(2)、深海海底沉积物识别系统(3)和取样器(4)组成，其中，甲板控制器(I)和水下密封舱(2)通过船载光线缆(5)连接，深海海底沉积物识别系统(3)和取样器(4)分别安装在水下密封舱(2)的两侧，取样器(4)通过释放器(6)与水下密封舱⑵连接。
[0006]所述水下密封舱(2)的平衡杆上设置有高度计(7)。
[0007]所述深海海底沉积物识别系统(3)由重锤(8)、水下摄像机和照明灯(9)组成，其中，水下摄像机和探照灯(9)通过旋转架(10)安装在重锤(8)上。
[0008]所述释放器(6)通过A型吊与取样器(4)连接。
[0009]可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置的使用方法，其特征是包括下列步骤:
[0010](I)甲板上，将设备安装，释放器上设置有安全销，待装置入水前，拔出安全销；
[0011](2)释放器采用杠杆平衡原理，重锤设备通过杠杆力矩的关系，与取样器的达到力矩平衡的效果；
[0012](3)取样器通过船载A型吊投放，待距离海底平面不足200米时，安装于平衡杆上的高度计开始工作，并实时的反映距离海底的距离，精度不低于I厘米；
[0013](4)当深海海底沉积物识别系统距离海底平面大约5米距离时，操作人员可通过船上的甲板控制单元，开启水下摄像机和探照灯，视频信息通过水下密封舱内的信号采集器采集并由船载光纤缆传递回甲板，实现海底沉积物的“所见”，光纤缆的延时小于I秒，同轴缆则小于5秒；
[0014](5)甲板操作人员可通过甲板控制器观测海底沉积物，并识别海底沉积物的特性，判断海底沉积物的情况是否适合取样或是否有取样价值，若适合取样，则甲板操作人员指挥A型吊继续释放装置，当重锤触底后，装置的平衡状态被打破，深海沉积物取样器的取样管被释放，并贯入海洋底质沉积物中，实现取样；
[0015](6)若海洋底质沉积物不适合取样，或取样价值不高，甲板操作人员可指挥具备动力定位的科考船做慢速运动，通常可移动100米左右，寻找更合适的海底底质环境，完成取样工作；
[0016](7)取样结束后，甲板操作人员可指挥A型吊回收装置。
[0017]本发明的效果是:可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置，由甲板控制器、水下密封舱、深海海底沉积物识别系统和取样器组成，其中，甲板控制器和水下密封舱通过船载光线缆连接，深海海底沉积物识别系统和取样器分别安装在水下密封舱的两侧，取样器通过释放器与水下密封舱连接。
[0018]通过本发明，本发明所提供的装置和方法可以实现“所见及所得”的沉积物取样，既可以提取宝贵的深海海洋底质沉积物样本，还可以获得海洋底质的视频资料。通过本发明，既可以有效的避免取样设备在陌生的海域中取样所带来的危险性，还可以为操作人员提供了选择的机会，帮助操作人员寻找最有价值的沉积物底质，并有效的提取样本。
[0019]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的结构示意图；
[0021]图2是图1中深海海底沉积物识别系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]图1中，可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置，由甲板控制器1、水下密封舱2、深海海底沉积物识别系统3和取样器4组成，其中，甲板控制器I和水下密封舱2通过船载光线缆5连接，深海海底沉积物识别系统3和取样器4分别安装在水下密封舱2的两侧，取样器4通过释放器6与水下密封舱2连接。
[0023]水下密封舱2的平衡杆上设置有高度计7。深海海底沉积物识别系统3由重锤8、水下摄像机和照明灯9组成，其中，水下摄像机和探照灯9通过旋转架10安装在重锤8上。释放器6通过A型吊与取样器4连接，图中，11是刀口，12是拉环，15是卸扣。
[0024]可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置的使用方法，包括下列步骤:
[0025](I)甲板上，将设备安装，释放器上设置有安全销，待装置入水前，拔出安全销；
[0026](2)释放器采用杠杆平衡原理，重锤设备通过杠杆力矩的关系，与取样器的达到力矩平衡的效果；
[0027](3)取样器通过船载A型吊投放，待距离海底平面不足200米时，安装于平衡杆上的高度计开始工作，并实时的反映距离海底的距离，精度不低于I厘米；
[0028](4)当深海海底沉积物识别系统距离海底平面大约5米距离时，操作人员可通过船上的甲板控制单元，开启水下摄像机和探照灯，视频信息通过水下密封舱内的信号采集器采集并由船载光纤缆传递回甲板，实现海底沉积物的“所见”，光纤缆的延时小于I秒，同轴缆则小于5秒；
[0029](5)甲板操作人员可通过甲板控制器观测海底沉积物，并识别海底沉积物的特性，判断海底沉积物的情况是否适合取样或是否有取样价值，若适合取样，则甲板操作人员指挥A型吊继续释放装置，当重锤触底后，装置的平衡状态被打破，深海沉积物取样器的取样管被释放，并贯入海洋底质沉积物中，实现取样；
[0030](6)若海洋底质沉积物不适合取样，或取样价值不高，甲板操作人员可指挥具备动力定位的科考船做慢速运动，通常可移动100米左右，寻找更合适的海底底质环境，完成取样工作；
[0031](7)取样结束后，甲板操作人员可指挥A型吊回收装置。
【主权项】
1.可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置，其特征是由甲板控制器(I)、水下密封舱(2)、深海海底沉积物识别系统(3)和取样器(4)组成，其中，甲板控制器(I)和水下密封舱(2)通过船载光线缆(5)连接，深海海底沉积物识别系统(3)和取样器(4)分别安装在水下密封舱(2)的两侧，取样器(4)通过释放器(6)与水下密封舱(2)连接。2.根据权利要求1所述的可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置，其特征是所述水下密封舱(2)的平衡杆上设置有高度计(7)。3.根据权利要求1或2所述的可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置，其特征是所述深海海底沉积物识别系统(3)由重锤(8)、水下摄像机和照明灯(9)组成，其中，水下摄像机和探照灯(9)通过旋转架(10)安装在重锤(8)上。4.根据权利要求1所述的可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置，其特征是所述释放器(6)通过A型吊与取样器(4)连接。5.可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置的使用方法，其特征是包括下列步骤: (1)甲板上，将设备安装，释放器上设置有安全销，待装置入水前，拔出安全销； (2)释放器采用杠杆平衡原理，重锤设备通过杠杆力矩的关系，与取样器的达到力矩平衡的效果； (3)取样器通过船载A型吊投放，待距离海底平面不足200米时，安装于平衡杆上的高度计开始工作，并实时的反映距离海底的距离，精度不低于I厘米； (4)当深海海底沉积物识别系统距离海底平面大约5米距离时，操作人员可通过船上的甲板控制单元，开启水下摄像机和探照灯，视频信息通过水下密封舱内的信号采集器采集并由船载光纤缆传递回甲板，实现海底沉积物的“所见”，光纤缆的延时小于I秒，同轴缆则小于5秒； (5)甲板操作人员可通过甲板控制器观测海底沉积物，并识别海底沉积物的特性，判断海底沉积物的情况是否适合取样或是否有取样价值，若适合取样，则甲板操作人员指挥A型吊继续释放装置，当重锤触底后，装置的平衡状态被打破，深海沉积物取样器的取样管被释放，并贯入海洋底质沉积物中，实现取样； (6)若海洋底质沉积物不适合取样，或取样价值不高，甲板操作人员可指挥具备动力定位的科考船做慢速运动，通常可移动100米左右，寻找更合适的海底底质环境，完成取样工作； (7)取样结束后，甲板操作人员可指挥A型吊回收装置。
【专利摘要】一种能够提高操作安全性和样本采集效率的可辨识海底沉积物并精确提取长岩芯的装置。技术方案是：其特征是由甲板控制器(1)、水下密封舱(2)、深海海底沉积物识别系统(3)和取样器(4)组成，其中，甲板控制器(1)和水下密封舱(2)通过船载光线缆(5)连接，深海海底沉积物识别系统(3)和取样器(4)分别安装在水下密封舱(2)的两侧，取样器(4)通过释放器(6)与水下密封舱(2)连接。本发明还公开了其使用方法。
【IPC分类】G01N1/08
【公开号】CN105043810
【申请号】CN201510280225
【发明人】杨刚
【申请人】国家海洋局第一海洋研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月28日