一种海洋单管时间序列沉积物捕获器制造技术

本发明专利技术提供一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，包括样品收集筒、样品接收管、用于定时分隔位于样品接收管内不同时段内所收集的沉积物的时间序列层片分离器、以及能够使得样品收集筒和样品接收管在海水中保持竖直状沉浮的浮力装置；所述样品收集筒是由圆柱状筒体和圆锥状筒体上下连接一体而成；以减少海洋潮流和湍流带出已进入的颗粒物。本发明专利技术有效采集海洋垂直沉降沉积物，更接近真实垂直通量；采用层片分隔时间序列沉积物样品，并根据需求通过增加层片来提高采集时间分辨率，可高效采集大量时间序列沉积物样品，同时成本较现有商业化沉积物捕获器有显著降低；采用电机驱动旋转轴控制触发特制层片，可显著降低功耗，减轻设备体积和重量。

A marine single tube time series sediment trap

The invention provides a single time series of marine sediment traps, including sample collection, sample tube, receiving tube used for timing samples collected in separate receiving sediments in different periods within the time series pipe layer separator, and can make the sample collection tube and sample receiving tube vertically and maintain buoyancy device in seawater; the sample collection tube is formed by a cylinder and a cone cylinder connected into an integral whole; to reduce ocean currents and turbulence with particulate matter has entered the. The invention effectively collect marine vertical sediment, closer to the true vertical flux; the layer separated time series sediment samples, and according to the demand by increasing the layer to improve the acquisition time resolution can be efficiently collected time series sediment samples, at the same time of the existing commercial sediment traps have decreased significantly; driven by the motor rotation axis control trigger special layer, can significantly reduce the power consumption, reduce the size and weight of equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种海洋单管时间序列沉积物捕获器
本专利技术属于海水化学沉积颗粒物样品采集领域，适用于潮汐变动较大的近海河口海洋中按时间间隔原位采集沉降颗粒物而设计的单管捕获器，具体涉及一种海洋单管时间序列沉积物捕获器。
技术介绍
海水中缓慢沉降的大于0.45μm的有机无机颗粒物统称为沉积物，主要来自海洋浮游植物颗粒，浮游动物尸体和排泄物、陆源碎屑等。海水中沉积物是鱼类和底栖生物的主要食物来源，是反映上层海洋输出生产力和效率的重要材料，也是研究气候变化和近海生态系统耦合响应的关键载体。如何在海洋中有效采集时间序列沉积物样品是开展海洋渔业和生态科学研究的基础。在海洋中，传统沉积物捕获器设计是利用一定体积和开口的高密度聚合物材料的漏斗形或圆柱形收集筒，配合时间序列采样瓶采集特定深度的沉降颗粒物。具体方案是：收集筒下方安装一个与筒中心线垂直的圆形转盘，转盘下方一圈旋紧固定一系列开口向上采样瓶，瓶中充满固定剂。漏斗下方开口对准某个起始采样瓶，设置一定时间间隔，则该间隔内沉降的沉积物将经漏斗收集于特定采样瓶中，下一瓶旋转至开口处，继续收集下一时间间隔内沉降沉积物。整个沉积物捕获器系统常被连接在锚系上，固定至特定位置和深度。而随潮汐往复会发生摆动使开口倾斜，影响沉积物通量计算；另一方面，近海潮流会使底部泥沙产生再悬浮，卷入收集筒内造成垂直通量和来源的偏差；此外，在漏斗形收集筒上方的湍流易将沉积物带出，从而影响沉降通量。因此，对沉积物样品有效、准确、无干扰的采集，是沉积物捕获器应用所必须攻克的难题之一，而沉积物捕获器结构设计和采集方式，将大大影响样品采集代表性和效率，进而影响通量计算的准确性。是亟待解决的两个关键环节。目前国内外商业化沉积物捕获器基本为转盘式，造价昂贵(如Mclane、Hydrobios、NGK等品牌)，且多用于长时间固定锚系中，采样准确性存有争议。尤其在近海潮汐复杂、渔业活动频繁的环境，并未有合适的漂浮沉积物捕获器使用报道。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，克服现有沉积物捕获器结构和采样技术不足，本专利技术提供一种可以定水层采集沉降颗粒物、结构简易、有效间隔不同时间序列样品的海洋单管时间序列沉积物捕获器。垂直沉降沉积物可有效进入该捕获器，不受潮汐和湍流的干扰，达到长期收集时间序列沉积物的目的。它可以定时封存已采集的样品，可结合浮球、定位装置以易于系统回收，并且样品易于取出处理，操作方便。为了达到上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：本专利技术提供一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，包括样品收集筒、样品接收管、用于定时分隔位于样品接收管内不同时段内所收集的沉积物的时间序列层片分离器、以及能够使得样品收集筒和样品接收管在海水中保持竖直状沉浮的浮力装置；所述样品收集筒是由圆柱状筒体和圆锥状筒体上下连接一体而成；圆柱状筒体内部直径为25cm，其内径和筒高比例为1：4，这样以减少海洋潮流和湍流带出已进入的颗粒物。所述时间序列层片分离器设置在样品收集筒内，样品收集筒的圆锥状筒体向下与样品接收管相连通；在样品收集筒的圆锥状筒体侧壁上设置有用于释放充满在样品收集筒内海水的泄水阀；便于在回收时，可旋开泄水阀释放样品收集筒内海水，减少操作重量。用于采集沉降物并使得沉降物流入样品收集筒内的蜂窝盖板封盖在样品收集筒的圆柱状筒体顶端口；在样品收集筒外部靠顶端位置上设置有用于配合连接缆绳、浮球等连接装置的连接扣环；这样根据水深需要选取一定长度绳索，以保持样品收集筒呈竖直状并漂浮于海水特定层位中，同时有利于整体装置在海上布放和回收。所述蜂窝盖板是由多个六边形网格沿着纵向以及横向依次并排连接而成的蜂窝网状盖板，其中：蜂窝盖板中的每个六边形结构边长为2cm，边厚度为0.1cm，蜂窝网状盖板整体为可拆卸设计，完全覆盖于圆柱状筒体顶端筒口，这样能大幅减少湍流对沉降通量的影响，同时防止较大体积的海洋游泳动物或垃圾进入。浮力装置设置在样品收集筒外部位上，用于将本专利技术一种海洋单管时间序列沉积物捕获器整体呈竖直状漂浮于海水中；浮力装置采用包环状耐压浮力材料，所需体积经浮力和重力权衡计算后可得。所述样品接收管包括样品接收内衬管、样品接收外套管和锥形底盖，所述样品接收内衬管和样品接收外套管依次从内到外封装一体，锥形底盖位于样品接收管的底端且分别与样品接收内衬管、样品接收外套管连接成一体；样品接收外套管为不锈钢圆柱体状，内径7.3cm，高度为100cm；其上端与样品收集筒的圆锥状筒体连接，其下端开放且设有内螺纹，与锥形底盖之间通过螺纹旋紧连接。所述样品接收内衬管的内径6.7cm、外径7.1cm，高度为105cm，其下端被锥形底盖托底和固定，取出存有样品的内衬管时先旋松锥形底盖，并连同样品接收内衬管一起缓慢抽出。所述锥形底盖是由不锈钢圆柱体和锥体结合，内径7.3cm，总高度8cm；其上端圆柱体开放，高度4cm，设有外螺纹可与样品接收外套管的内螺纹配合相连；锥形底盖底部密封，高度4cm，以阻挡和固定样品接收内衬管和样品。其中：位于本专利技术整体装置下部的样品接收管采用聚碳酸酯材料，锥形底盖采用不锈钢材料；这样可保持位于本专利技术整体装置上部的样品收集筒竖直向上，漂浮在海洋特定水层采样。也可以垂直固定在大型支架上，布放在海底特定位置收集样品。作为优选的：所述浮力材料是采用密度0.25～0.4gcm-3的固体中空玻璃微珠聚合而成，根据整体重量和海水密度计算，选取一定体积，以维持捕获器整体浮力和重力平衡，垂直漂浮于水中。作为优选的：时间序列层片分离器通过三个不锈钢制支撑板固定安装在样品收集筒的圆柱状筒体内；其中：不锈钢制支撑板的厚度为0.2cm；圆柱状筒体内部直径为25cm，高100cm，圆锥状筒体的高度为50cm；圆锥状筒体下端部与样品接收套管相连接；时间序列层片分离器的外径为8cm，其顶端采用锥形的圆柱体设计；这样以防止颗粒物积累在时间序列层片分离器上，影响收集效率。作为优选的：所述层片分离器上下划为用于封装定时器和电机的电机仓以及用于存储并定时间隔释放层片的层片仓，在层片仓内设置有旋转轴、压缩弹簧、两排止动导轨、多块层片A、多块层片B，其中：层片A与层片B沿着旋转轴上下相互间隔排列；在旋转轴末端设置有能够根据需要间隔性地抵挡以及间隔性地向下释放层片A/层片B的挡块；在每块层片A上设置有与旋转轴末端挡块间隙配合的通孔A，以及在层片A侧边沿上开设有能够沿着止动导轨上下滑动配合的止动槽A；这样在将旋转轴末端上的挡块旋转到适当角度，位于挡块上面的层片A能够向下通过旋转轴末端挡块的通孔A并落入样品收集筒的圆锥状筒体，最终到达样品接收管以间隔样品；在每块层片B上设置有与旋转轴末端挡块间隙配合的通孔B，以及在其侧边沿上开设有能够沿着止动导轨上下滑动配合的止动槽B；这样在将旋转轴末端上的挡块旋转到适当角度，位于挡块上面的层片B能够向下通过旋转轴末端挡块的通孔B并落入样品收集筒的圆锥状筒体；层片A上的通孔A与层片B上的通孔B之间上下并排并形成90°的夹角。具体地：所述层片(层片A或者层片B)为圆环形状，为不锈钢材料外包聚碳酸酯涂层，其外径为6.5cm、平均厚度为0.2cm、边缘一圈厚度为0.5cm，以增加进入样品接收内衬管内后的稳定性，利于分隔不同样品。层片A上的通孔A、层片B上的通孔B均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，其特征在于，包括用于收集或采集时间序列沉积物样品的样品收集筒(6)、用于接收采集时间序列沉积物样品的样品接收外套管(8)和样品接收内衬管(9)、用于定时分隔位于样品接收内衬管(9)内在不同时段内所收集的沉积物的时间序列层片分离器(4)、以及能够使得样品收集筒(6)和样品接收管在海水中保持竖直状沉浮的浮力装置(3)；所述时间序列层片分离器(4)设置在样品收集筒(6)内，样品收集筒(6)向下与样品接收管相连通；在样品收集筒(6)侧壁上设置有用于释放充满在样品收集筒(6)内海水的泄水阀(7)；在样品收集筒(6)的圆柱状筒体(61)顶端口设置有用于采集沉降物样品并使得沉降物样品流入样品收集筒(6)内的蜂窝盖板(2)，浮力装置(3)设置在样品收集筒(6)外部位上，用于将本专利技术一种海洋单管时间序列沉积物捕获器整体呈竖直状漂浮于海水中。

【技术特征摘要】
1.一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，其特征在于，包括用于收集或采集时间序列沉积物样品的样品收集筒(6)、用于接收采集时间序列沉积物样品的样品接收外套管(8)和样品接收内衬管(9)、用于定时分隔位于样品接收内衬管(9)内在不同时段内所收集的沉积物的时间序列层片分离器(4)、以及能够使得样品收集筒(6)和样品接收管在海水中保持竖直状沉浮的浮力装置(3)；所述时间序列层片分离器(4)设置在样品收集筒(6)内，样品收集筒(6)向下与样品接收管相连通；在样品收集筒(6)侧壁上设置有用于释放充满在样品收集筒(6)内海水的泄水阀(7)；在样品收集筒(6)的圆柱状筒体(61)顶端口设置有用于采集沉降物样品并使得沉降物样品流入样品收集筒(6)内的蜂窝盖板(2)，浮力装置(3)设置在样品收集筒(6)外部位上，用于将本发明一种海洋单管时间序列沉积物捕获器整体呈竖直状漂浮于海水中。2.根据权利要求1中所述的一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，其特征在于，所述样品收集筒(6)是由圆柱状筒体(61)和圆锥状筒体(62)上下连接一体而成，样品收集筒(6)的圆锥状筒体(62)向下与样品接收外套管(8)相连通。3.根据权利要求1或2中所述的一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，其特征在于，所述样品接收管包括样品接收内衬管(9)、样品接收外套管(8)和锥形底盖(11)，所述样品接收内衬管(9)和样品接收外套管(8)依次从内到外封装一体，锥形底盖(11)位于样品接收管的底端且分别与样品接收内衬管(9)、样品接收外套管(8)连接成一体。4.根据权利要求3中所述的一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，其特征在于，所述样品接收内衬管(9)采用聚碳酸酯材料，样品接收外套管(8)采用不锈钢材料，锥形底盖(11)采用不锈钢材料。5.根据权利要求2中所述的一种海洋单管时间序列沉积物捕获器，其特征在于，所述时间序列层片分离器(4)通过三个不锈钢制支撑板(5)固定安装在样品收集筒(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奎，陈建芳，邱文弦，
申请(专利权)人：国家海洋局第二海洋研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33