一种近岸海洋水质和沉积物取样装置的制作方法

本实用新型涉及一种海洋水质和沉积物取样结构，属于海洋勘察工程技术领域。

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。

而在现有的取样装置中，大多取样装置，如中国实用新型专利201721641276.3公开的一种海洋取样装置，其只能对海洋中的海水进行取样，而不能对浅海的沉积物质进行取样，其取样单一，不能很好的满足现代海洋科学的实验需要。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术存在的问题，提出了一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，结构简单，使用方便，可以同时采集海水以及沉积物样本，采集效率高，可满足现代海洋科学的实验需要。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，包括装置壳体、集液瓶以及连接管，所述集液瓶数量为多个，固定设置于装置壳体顶部四周，所述集液瓶底部一侧设置有电磁阀，所述集液瓶顶端一侧与连接管相连接，其特征在于，

所述装置壳体内部设置有连接管放置腔、驱动腔体、钻取腔体、沉积物取样腔体以及推送腔体；所述连接管放置腔位于装置壳体内部顶部，多个连接管一端在连接管放置腔内汇集，并从装置壳体顶部伸出至船甲板上；

所述沉积物取样腔体为方形腔体，所述沉积物腔体底部一侧固定设置有嵌合板，所述嵌合板底部设置有嵌合槽；所述沉积物腔体另一侧设置有取样块，所述取样块为直角三棱柱结构，所述取样块顶部一体式连接有闭合板，所述闭合板顶部与沉积物取样腔体顶部内壁相贴合；所述取样块的底部一侧设置有嵌合块，所述嵌合块大小、形状、位置与所述嵌合槽相对应；

所述推送腔位于所述沉积物取样腔体一侧，所述推送腔体内部固定设置有液压缸，所述液压缸一侧固定连接液压缸推杆，所述液压缸推杆呈水平设置，所述液压缸推杆一端与液压缸固定连接，另一端贯穿推送腔体与所述取样块固定连接；所述取样块通过液压缸驱动液压缸推杆运动实现水平方向移动；

所述驱动腔体位于所述连接管放置腔下方，且位于所述沉积物取样腔体顶部一侧位置；所述驱动腔体内部固定设置有液压驱动装置；

所述钻取腔体内部设置有钻取装置以及钻杆，所述钻取装置与所述液压驱动装置相连，所述钻取装置底部与钻杆相连，所述钻取装置驱动钻杆旋转，所述液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物。

进一步的，所述液压驱动装置包括液压油缸和液压油缸伸缩杆；所述液压油缸顶部与所述驱动腔体顶部内部固定连接；所述液压油缸底部连接液压油缸伸缩杆，所述液压油缸伸缩杆为竖直设置，所述液压油缸伸缩杆顶部与所述液压油缸固定连接，底部贯穿驱动腔体底板伸入至钻取腔体，并与所述钻取装置固定连接。

进一步的，所述钻取装置包括电机保护壳体以及钻杆电机，所述电机保护壳为方形壳体结构，所述钻杆电机固定设置于所述电机保护壳内部，所述电机保护壳底部设置有连接通孔，所述钻杆顶部与所述钻杆电机固定连接；所述钻杆底部贯穿连接通孔伸出至所述电机保护壳外部；所述连接通孔为圆形通孔，所述连接通孔的大小与所述钻杆顶部相适配，所述连接通孔内侧与钻杆连接处设置有橡胶密封圈。

进一步的，所述集液瓶顶部与所述连接管连接处设置有电磁阀。

进一步的，所述装置壳体底部四角上设置有定位钉，所述定位钉为上宽下窄的楔形结构。

进一步的，所述钻取腔体底部一侧设置有限位块，限位板位于所述限位块一侧。

进一步的，所述钻杆底部呈圆锥体结构，所述钻杆底部四周设置有螺纹刀片。

本实用新型的取样方法：

(1)将取样装置下放置相应水位高度，开启其中一个集液瓶的上端与下端的两个电磁阀，海水流入集液瓶实现海水取样，由于海水填满集液瓶速度极快，1s-2s即可关闭该集液瓶的两个电磁阀，完成一次水质取样；

(2)调整不同水位高度，重复步骤(1)，实现不同水位的海水取样；

(3)取样装置持续下沉达到近岸海洋的海底，取样装置底部定位钉扎入沉积物上表面实现定位；

(4)沉积物取样腔体内部的嵌合板以及取样块预先处于初始位置，即:液压推杆推送取样块抵住嵌合板，钻杆位于取样块上方位置；定位钉扎入沉积物表面后，液压推杆将取样块向液压缸方向移动，实现沉积物取样腔体底部打开；

(5)钻取装置驱动钻杆旋转，随后液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物，向下钻取一定深度后液压驱动装置暂停，钻杆持续钻取1-2分钟，钻取结束后液压驱动装置再次开启，驱动钻杆向上运动，钻杆四周带动海洋沉积物上移，钻杆上移至初始位置时，液压驱动装置停止，随后停止钻取电机，钻杆停止自转；

(6)液压推杆将取样块向嵌合板方向移动，直至嵌合块嵌合至嵌合槽内部，取样块、嵌合板以及装置壳体之间形成密闭空间，实现对沉积物的采样。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型结构简单，使用方便，可以同时采集多个水位高度的海水，并且能够同时采集近岸海洋的沉积物样本，采集效率高，可满足现代海洋科学的实验需要。

附图说明

图1为本实用新型剖面示意图；

图2为钻杆钻取沉积物时示意图；

图3为钻杆完成钻取沉积物后示意图；

图4为沉积物采集完成示意图。

附图标记说明:

装置壳体1、连接管放置腔11、驱动腔体12、钻取腔体13、沉积物取样腔体14、嵌合板141、嵌合槽142、取样块143、闭合板144、嵌合块145、推送腔体15、液压缸151、液压缸推杆152；

集液瓶2、电磁阀21、连接管3；

液压驱动装置4、液压油缸41、液压油缸伸缩杆42；

钻取装置5、电机保护壳体51、钻杆电机52、连接通孔53、橡胶密封圈54；

钻杆6、定位钉7、限位块8。

具体实施方式

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

本实用新型中所提及的固定连接，固定设置均为机械领域中的通用连接方式，焊接、铆接、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。

一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，包括装置壳体、集液瓶以及连接管，所述集液瓶数量为多个，固定设置于装置壳体顶部四周，所述集液瓶底部一侧设置有电磁阀，所述集液瓶顶端一侧与连接管相连接，其特征在于，

所述装置壳体内部设置有连接管放置腔、驱动腔体、钻取腔体、沉积物取样腔体以及推送腔体；所述连接管放置腔位于装置壳体内部顶部，多个连接管一端在连接管放置腔内汇集，并从装置壳体顶部伸出至船甲板上；

所述沉积物取样腔体为方形腔体，所述沉积物腔体底部一侧固定设置有嵌合板，所述嵌合板底部设置有嵌合槽；所述沉积物腔体另一侧设置有取样块，所述取样块为直角三棱柱结构，所述取样块顶部一体式连接有闭合板，所述闭合板顶部与沉积物取样腔体顶部内壁相贴合；所述取样块的底部一侧设置有嵌合块，所述嵌合块大小、形状、位置与所述嵌合槽相对应；

所述推送腔位于所述沉积物取样腔体一侧，所述推送腔体内部固定设置有液压缸，所述液压缸一侧固定连接液压缸推杆，所述液压缸推杆呈水平设置，所述液压缸推杆一端与液压缸固定连接，另一端贯穿推送腔体与所述取样块固定连接；所述取样块通过液压缸驱动液压缸推杆运动实现水平方向移动；

所述驱动腔体位于所述连接管放置腔下方，且位于所述沉积物取样腔体顶部一侧位置；所述驱动腔体内部固定设置有液压驱动装置；

所述钻取腔体内部设置有钻取装置以及钻杆，所述钻取装置与所述液压驱动装置相连，所述钻取装置底部与钻杆相连，所述钻取装置驱动钻杆旋转，所述液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物。

进一步的，所述液压驱动装置包括液压油缸和液压油缸伸缩杆；所述液压油缸顶部与所述驱动腔体顶部内部固定连接；所述液压油缸底部连接液压油缸伸缩杆，所述液压油缸伸缩杆为竖直设置，所述液压油缸伸缩杆顶部与所述液压油缸固定连接，底部贯穿驱动腔体底板伸入至钻取腔体，并与所述钻取装置固定连接。

进一步的，所述钻取装置包括电机保护壳体以及钻杆电机，所述电机保护壳为方形壳体结构，所述钻杆电机固定设置于所述电机保护壳内部，所述电机保护壳底部设置有连接通孔，所述钻杆顶部与所述钻杆电机固定连接；所述钻杆底部贯穿连接通孔伸出至所述电机保护壳外部；所述连接通孔为圆形通孔，所述连接通孔的大小与所述钻杆顶部相适配，所述连接通孔内侧与钻杆连接处设置有橡胶密封圈。

进一步的，所述集液瓶顶部与所述连接管连接处设置有电磁阀。

进一步的，所述装置壳体底部四角上设置有定位钉，所述定位钉为上宽下窄的楔形结构。

进一步的，所述钻取腔体底部一侧设置有限位块，限位板位于所述限位块一侧。

进一步的，所述钻杆底部呈圆锥体结构，所述钻杆底部四周设置有螺纹刀片。

本实用新型的取样方法：

(1)将取样装置下放置相应水位高度，开启其中一个集液瓶的上端与下端的两个电磁阀，海水流入集液瓶实现海水取样，由于海水填满集液瓶速度极快，1s-2s即可关闭该集液瓶的两个电磁阀，完成一次水质取样；

(2)调整不同水位高度，重复步骤(1)，实现不同水位的海水取样；

(3)取样装置持续下沉达到近岸海洋的海底，取样装置底部定位钉扎入沉积物上表面实现定位；

(4)沉积物取样腔体内部的嵌合板以及取样块预先处于初始位置，即:液压推杆推送取样块抵住嵌合板，钻杆位于取样块上方位置；定位钉扎入沉积物表面后，液压推杆将取样块向液压缸方向移动，实现沉积物取样腔体底部打开；

(5)钻取装置驱动钻杆旋转，随后液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物，向下钻取一定深度后液压驱动装置暂停，钻杆持续钻取1-2分钟，钻取结束后液压驱动装置再次开启，驱动钻杆向上运动，钻杆四周带动海洋沉积物上移，钻杆上移至初始位置时，液压驱动装置停止，随后停止钻取电机，钻杆停止自转；

(6)液压推杆将取样块向嵌合板方向移动，直至嵌合块嵌合至嵌合槽内部，取样块、嵌合板以及装置壳体之间形成密闭空间，实现对沉积物的采样。