一种海洋沉积物和海底水样同时采集装置

本发明属于海洋勘探，尤其涉及一种海洋沉积物和海底水样同时采集装置。

背景技术：

1、海底沉积物和水样采集工作是海洋环境科学研究的重要内容，目前海底沉积物和海洋底层水样的采集多为单独的采集器，无法实现海底沉积物和海底水样的同时采集。而对于深海环境，单独完成一次取样工作不仅耗时很长，而且需要投入很多人力物力成本，例如，现有的采集器在水深1000米完成一次样本采集需要两个多小时，若采用电驱动采集器，在采集完成后还需要耗费几个小时的进行充电，若依次进行海底沉积物和海底水样的取样，则耗费的取样时间过长，效率低下。

2、专利公告号为cn109269840b的中国专利公开了一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，包括取样管、活塞以及安装在取样管上的配重块、取水箱和平衡翼；所述取样管内置有塑料套管，用于保存海底沉积物样本；所述活塞内置于所述塑料套管中，连接缆绳，所述缆绳从取样管的顶部伸出，通过拉动缆绳牵引活塞上移，抽取海底沉积物样本至所述塑料套管中；在所述取水箱的底部设置有自动开合组件，所述自动开合组件在采集装置在海水中下沉以及插入到海底沉积物的期间受海水压力打开，采集海洋底层水至取水箱，且在采集装置上浮期间闭合，封存海洋底层水样本。该发明专利的采集装置初步实现了海底沉积物和海洋底层水取样的同时取样。

3、然而，上述专利技术需要手动拉动缆绳牵引活塞上移来抽取海底沉积物样本，在手动拉动缆绳的过程中，容易将取样管从海底沉积物中拔出，甚至将整个采集装置拉离海底，无法顺利完成取样，而且，该专利中的取水箱中的自动开合组件是受海水压力而实现打开，即当压力值达到一定数值时，自动打开，因此，当采集装置到达指定深度后，该采集装置中的取水箱就开始进行水样采集，由此可知，该采集装置只能采集指定深度的海洋水样，适用范围有限。

4、为此，本发明提出一种能够适应不同深度的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，并解决上述方案中采集失效的问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种海洋沉积物和海底水样同时采集装置，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种海洋沉积物和海底水样同时采集装置，包括钎杆、取水箱和配重块，其中：

3、所述钎杆内部中空，其内部具有取样管，所述取样管用于采集海底沉积物，所述取样管内设有活塞，所述活塞连接有绳索，所述绳索远离所述活塞的一端穿过所述钎杆并与固定在所述钎杆端部的取样电机相接；

4、所述取水箱内设有至少一组取水组件，所述取水组件包括一个进水通道和用于封堵所述进水通道的楔形堵块，还包括与所述楔形堵块限位配合的第二磁体，所述活塞内嵌有与所述第二磁体配合的第一磁体；

5、当所述第二磁体被吸附靠近所述第一磁体时，所述第二磁体与所述楔形堵块分离，所述楔形堵块受重力向下位移，将所述进水通道打开；当所述楔形堵块复位时，所述进水通道关闭。

6、优选地，所述进水通道包括第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道断开有间隙，所述楔形堵块活动封堵在所述间隙，所述楔形堵块上开有可连通所述第一通道和第二通道的第三通道，所述第一通道远离所述楔形堵块的一端连通至所述取水箱的进水口，所述第二通道远离所述楔形堵块的一端连通至所述取水箱内部。

7、优选地，所述取水组件设为两组，两所述取水组件分别位于所述取水箱中心轴的两侧，位于两所述取水组件中的两个第二磁体极性相同，在初始状态，两所述第二磁体相互斥开。

8、优选地，所述第二磁体远离所述楔形堵块的一侧弹性支撑有伸缩弹簧。

9、优选地，该海洋沉积物和海底水样同时采集装置还包括供电组件和控制单元，所述第一磁体为电磁体，并通过一导线连接至所述供电组件，所述控制单元控制所述导线的导通。

10、优选地，所述取水箱内设有液位传感器，所述液位传感器信号连接至所述控制单元。

11、优选地，所述楔形堵块的底端穿过所述第一通道和第二通道的间隙，伸入到所述取水箱内部，并在底部连接有浮漂体，所述浮漂体的外形尺寸大于所述间隙的宽度。

12、优选地，该海洋沉积物和海底水样同时采集装置还包括推进系统，所述推进系统包括位于所述钎杆尾端的尾部底座、沿所述尾部底座周侧均匀分布的多个平衡翼板、固定在所述平衡翼板外侧的推进器，所述尾部底座内设有驱动所述推进器运转的驱动机构。

13、优选地，所述平衡翼板设置为四个，每个所述平衡翼板均连接有所述推进器。

14、优选地，各所述推进器分别连接有独立的驱动机构。

15、由上述技术方案可知，本发明提供了一种海洋沉积物和海底水样同时采集装置，在取水箱内设置有取水组件，取水组件在采集装置到达指定位置之前处于封闭状态，海水无法进入，当到达指定位置并完成海底沉积物的取样后，活塞到达取水组件的位置，活塞中的第一磁体与取水组件中的第二磁体发生磁性吸附，实现对取水组件封闭状态的解除，开始进行海底水样采集，完成取样后，再次封闭取水组件的进水通道，避免水样被污染。

16、与现有技术的采集装置相比，本发明的海洋沉积物和海底水样同时采集装置具有海底沉积物和水样同时采集的功能，且当完成海底沉积物的采样后，自动开启海底水样的采集，并在完成水样采集后，及时关闭取水组件的进水通道，实现高效率和高纯度的取样。

技术特征：

1.一种海洋沉积物和海底水样同时采集装置，包括钎杆(1)、取水箱(3)和配重块(5)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，所述进水通道包括第一通道(301)和第二通道(302)，所述第一通道(301)和第二通道(302)断开有间隙，所述楔形堵块(33)活动封堵在所述间隙，所述楔形堵块(33)上开有可连通所述第一通道(301)和第二通道(302)的第三通道(303)，所述第一通道(301)远离所述楔形堵块(33)的一端连通至所述取水箱(3)的进水口，所述第二通道(302)远离所述楔形堵块(33)的一端连通至所述取水箱(3)内部。

3.根据权利要求2所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，所述取水组件设为两组，两所述取水组件分别位于所述取水箱(3)中心轴的两侧，位于两所述取水组件中的两个第二磁体(32)极性相同，在初始状态，两所述第二磁体(32)相互斥开。

4.根据权利要求3所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，所述第二磁体(32)远离所述楔形堵块(33)的一侧弹性支撑有伸缩弹簧(34)。

5.根据权利要求4所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，还包括供电组件和控制单元，所述第一磁体(14)为电磁体，并通过一导线连接至所述供电组件，所述控制单元控制所述导线的导通。

6.根据权利要求5所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，所述取水箱(3)内设有液位传感器，所述液位传感器信号连接至所述控制单元。

7.根据权利要求4所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，所述楔形堵块(33)的底端穿过所述第一通道(301)和第二通道(302)的间隙，伸入到所述取水箱(3)内部，并在底部连接有浮漂体(35)，所述浮漂体(35)的外形尺寸大于所述间隙的宽度。

8.根据权利要求1所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，还包括推进系统，所述推进系统包括位于所述钎杆(1)尾端的尾部底座(7)、沿所述尾部底座(7)周侧均匀分布的多个平衡翼板(9)、固定在所述平衡翼板(9)外侧的推进器(10)，所述尾部底座(7)内设有驱动所述推进器(10)运转的驱动机构。

9.根据权利要求8所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，所述平衡翼板(9)设置为四个，每个所述平衡翼板(9)均连接有所述推进器(10)。

10.根据权利要求9所述的海洋沉积物和海底水样同时采集装置，其特征在于，各所述推进器(10)分别连接有独立的驱动机构。

技术总结
本发明属于海洋勘探技术领域，具体公开一种海洋沉积物和海底水样同时采集装置，包括钎杆、取水箱和配重块，其中：钎杆内部具有取样管，用于采集海底沉积物，取样管内设有活塞，活塞通过绳索与取样电机相接；取水箱内设有至少一组取水组件，取水组件包括一个进水通道和用于封堵进水通道的楔形堵块，还包括与楔形堵块限位配合的第二磁体，活塞内嵌有与第二磁体配合的第一磁体；当第二磁体被吸附靠近第一磁体时，第二磁体与楔形堵块分离，进水通道打开；当楔形堵块复位时，进水通道关闭。本发明的装置具有海底沉积物和水样同时采集的功能，且完成沉积物的采样后，自动开启水样的采集，并在采集后，及时关闭进水通道，实现高效率和高纯度的取样。

技术研发人员：黄超,罗泳驿,吴丽媛,曾锦超,余明清,黄江
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16