一种大体积水样采集系统及控制方法与流程

本发明涉及一种大体积水样采集系统及控制方法，应用于海底采样。

背景技术：

1、近年来海洋环境污染的持续加剧，对海洋生态环境造成了巨大压力。国家加强对海洋环境保护的重视，支持海洋发展战略，推动了海洋水质监测的快速发展。其中，对于海洋水质监测采样类型根据深度分为以下三种：①表层采样：表层采样是指采集海水表面附近的水样。这种采样方法适用于浅海区域，采样深度一般在0-2米之间。②中层采样：中层采样是指采集海水中层的水样。这种采样方法适用于深海区域，采样深度一般在2-200米之间。③底层采样：底层采样是指采集海水底层的水样。这种采样方法适用于深海区域，采样深度一般在200-5000米之间。传统的海洋环境监测需要将采水器通过缆绳深入海底进行采样，该采样方式的缺陷是：其一，通过缆绳投入方式采集，投放的距离有限，一般情况下，缆绳通过双联卷筒等装置释放投入海底，双联卷筒等装置所容纳的缆绳长度有限，因此，投入海底的采集器深度有限，不适用于近底层的海水采集，并且在回收采样装置时，缆绳缠绕海底障碍物导致回收困难，其二，无法做到指定深度采水或者指定深度采水精度较差，其三，一般的采样桶采用的是封闭式的桶体，封闭式的桶体在海底的耐压能力受限，其四，现有的水样采集装置的容纳体积有限，通常出现一次采集的样品量不够的情况，可能导致数据集的数量太少，使得误差大，或者需要再次投放设备进行采集，导致成本增加，效率低，因此为了便于对近底层海水采样，针对上述一个或者多个问题本发明设计了一种大体积水样采集系统及控制方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种大体积水样采集系统及控制方法，可以有效解决上述问题。

2、本发明是这样实现的：

3、一种大体积水样采集系统，包括：

4、浮球装置，包括若干依次相连的第一浮球；

5、采样装置，设置于所述浮球装置下方，包括采样桶本体，所述采样桶本体两端设置进水口，所述采样桶本体内设置有用于对所述进水口进行封堵的封盖机构，所述封盖机构内设置有用于限制所述封盖机构移动的第一限位机构，所述第一限位机构连接设置于采样桶本体外部的第二浮球，所述第二浮球通过第二限位机构固定于所述采样桶本体外侧壁上，所述采样桶本体上设置深度传感模块，所述深度传感模块与所述第二限位机构电连接，所述第二限位机构与控制单元通信连接；

6、释放装置，设置于所述采样装置下方，包括释放器以及设置于所述释放器下方与所述释放器连接的配重块，所述释放器与所述控制单元通信连接，所述配重块的重力大于所述浮球装置所提供的浮力；

7、当所述深度传感模块检测到指定深度数值时，通过控制单元控制所述第二限位机构释放第二浮球，所述第二浮球拉拽第一限位机构从而打开封盖机构，所述封盖机构对进水口进行封口从而完成水样采集，通过控制单元控制所述释放器释放配重块，所述浮球装置带动采样装置上浮从而实现采样桶的回收。

8、一种大体积水样采集系统的控制方法，包括以下步骤：

9、s10：释放水样采集系统进入待采集海域；

10、s20：当获取到深度传感模块传递的所需海域深度信息时，打开第二限位机构进而释放第二浮球；

11、s30：第二浮球拉拽第一限位机构从而打开封盖机构对进水口进行封堵，完成海水的采集；

12、s40：控制释放器释放配重块，使采样装置通过浮球装置提供的的浮力浮出海面，从而回收水样采集系统。

13、本发明的有益效果是：本发明通过配重块使采样桶下沉至待测海域近底层，再通过控制单元控制所述释放器释放配重块，所述浮球装置带动采样装置上浮从而实现采样装置的回收，解决了传统采样使用缆绳进行回收时，长度受限且回收困难的问题，当所述深度传感模块检测到指定深度数值时，通过控制单元控制所述第二限位机构释放第二浮球，所述第二浮球拉拽第一限位机构从而打开封盖机构，所述封盖机构对进水口进行封口从而完成水样采集，可实现精确深度采集水样的目的，减少深度采水的误差值，并且所述采样桶本体在未进行采样时两端设置进水口，并且处于开放状态，这样设置的目的在于减少底层海水对于采样桶本体的压力，相对于封闭式的桶体具有更强的耐压能力，并且本发明可通过计算第一浮球浮力和不同采样桶以及配重块的重量，选择大容纳体积的采样装置，方便一次采集大体积的样品进行检测，防止由于采样装置体积小，采集的样品量不足，导致实验误差大，或者防止需要再次进行采样的状况发生，降低成本，提高效率。

技术特征：

1.一种大体积水样采集系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种大体积水样采集系统，其特征在于，所述封盖机构(22)包括设置于采样桶本体(21)内壁上的固定支架(221)，所述固定支架(221)与所述两端进水口的距离相等，所述固定支架(221)沿着所述采样桶本体(21)轴心线方向的两端中心对称设置有安装柱(222)，所述安装柱(222)内设置第一容置孔(2221)，所述第一容置孔(2221)内容置有滑动杆(223)，所述滑动杆(223)通过第一弹簧(224)与所述第一容置孔(2221)底部连接，所述滑动杆(223)远离所述第一弹簧(224)一端连接封盖板(225)。

3.根据权利要求2所述的一种大体积水样采集系统，其特征在于，所述第一容置孔(2221)靠近所述固定支架(221)一端侧壁对称设置有限位槽(2222)，所述滑动杆(223)沿径向设置有第二容置孔(2231)，所述滑动杆(223)侧壁设置有贯穿所述第二容置孔(2231)的滑动槽组(2232)，所述滑动槽组(2232)包括连通的第一滑动槽(22321)和第二滑动槽(22322)，所述第一滑动槽(22321)的宽度尺寸为l1，所述第二滑动槽(22322)的宽度尺寸为l2，其中，l1＞l2，所述第一滑动槽(22321)设置于所述滑动杆(223)靠近所述固定支架(221)一端。

4.根据权利要求3所述的一种大体积水样采集系统，其特征在于，所述第一限位机构(23)包括外壳体(231)，所述外壳体(231)侧壁设置与所述第二滑动槽(22322)适配的滑动凸块(2311)，所述滑动凸块(2311)设置于所述第二滑动槽(22322)内从而使所述第一限位机构(23)在所述第二容置孔(2231)内滑动；所述外壳体(231)顶部设置有第三容置孔(2312)，所述第三容置孔(2312)内容置有移动轴(232)，所述移动轴(232)一端连接第二浮球(24)，所述移动轴(232)侧壁对称设置有支撑杆(2321)，所述移动轴(232)上套接有第二弹簧(2323)，所述第二弹簧(2323)一端连接所述第三容置孔(2312)顶部侧壁，另一端抵靠所述支撑杆(2321)，所述外壳体(231)底部设置有贯穿所述外壳体(231)侧壁的置放槽(2313)，所述置放槽(2313)与所述第三容置孔(2312)连通，所述移动轴(232)另一端穿过所述第三容置孔(2312)插接连接杆(233)的中部，所述连接杆(233)两端连接第一连杆(234)，所述第一连杆(234)另一端连接第二连杆(235)，所述第二连杆(235)远离所述第一连杆(234)一端为弧形齿部(2351)，所述置放槽(2313)侧壁设置横向的滑槽(2314)，所述滑槽(2314)内设置可滑动的抵接块(236)，所述抵接块(236)上端表面设置直齿部(2361)，所述直齿部(2361)啮合所述弧形齿部(2351)。

5.根据权利要求1所述的一种大体积水样采集系统，其特征在于，所述采样装置(20)进一步包括设置于所述采样桶本体(21)轴向两端的环形卡槽盖板(27)，所述环形卡槽盖板(27)一端沿其轴心设置若干固定卡槽(271)，所述采样桶本体(21)包括多层耐压壳体(28)，所述耐压壳体(28)设置于所述固定卡槽(271)内，所述环形卡槽盖板(27)另一端设置有与所述卡槽盖板转动连接的固定盖板(29)，所述固定盖板(29)上设置有第一磁吸部(291)，所述环形卡槽盖板(27)一侧设置有限位挡板(272)，所述限位挡板(272)上设置有第二磁吸部(273)，所述第一磁吸部(291)和第二磁吸部(273)磁吸固定。

6.根据权利要求5所述的一种大体积水样采集系统，其特征在于，所述移动轴(232)上设置有定位传感器(2322)，所述环形卡槽盖板(27)上设置有定位探测器(274)，所述定位探测器(274)和所述控制单元通信连接，当所述定位探测器(274)检测到定位传感器(2322)信号时，发送信号至控制单元。

7.根据权利要求5所述的一种大体积水样采集系统，其特征在于，所述固定盖板(29)靠近所述环形卡槽盖板(27)一侧设置与所述固定盖板(29)同轴心的环形安装槽(290)，所述环形安装槽(290)内设置有环形密封圈(292)，所述环形密封圈(292)的截面呈“u”字形状，所述环形密封圈(292)的u形槽内设置一装配槽(2921)，所述装配槽(2921)内设置有装配块(2922)，所述环形安装槽(290)内设置有与所述装配块相对应抵接的按键传感模块(2901)，所述按键传感模块(2901)与所述控制单元通信连接。

8.根据权利要求5所述的一种大体积水样采集系统，其特征在于，最外层的耐压壳体(28)外侧壁沿轴向设置对称的支撑柱(281)，所述第二浮球(24)通过凯夫拉绳(241)与所述移动轴(232)连接，所述凯夫拉绳(241)上设置有拉环(242)，所述第二限位机构(25)包括设置于所述支撑柱(281)上的驱动舵机(251)，所述驱动舵机(251)驱动释放扣(252)，所述释放扣(252)连接拉环(242)。

9.一种大体积水样采集系统的控制方法，

10.根据权利要求9所述的一种大体积水样采集系统的控制方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种大体积水样采集系统及控制方法，过配重块使采样桶下沉至待测海域近底层，再通过控制单元控制所述释放器释放配重块，所述浮球装置带动采样装置上浮从而实现采样装置的回收，解决了传统采样使用缆绳进行回收时，长度受限且回收困难的问题，当所述深度传感模块检测到指定深度数值时，通过控制单元控制所述第二限位机构释放第二浮球，所述第二浮球拉拽第一限位机构从而打开封盖机构，所述封盖机构对进水口进行封口从而完成水样采集，可实现精确深度采集水样的目的，减少深度采水的误差值，并且所述采样桶本体在未进行采样时两端设置进水口，并且处于开放状态，这样设置的目的在于减少底层海水压力，相对于封闭式的桶体具有更强的耐压能力。

技术研发人员：高金连,杨淑雨
受保护的技术使用者：厦门蕲祥科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19