一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置。包括有外部管柄、内部管柄、外部采样管、内部采样管、金属板、金属圆锥头、连接管，外部手柄通过连接管与带有凹槽的外部采样管相连，外部采样管与金属圆锥头相连，金属板固定在外部采样管上，内部采样管嵌套在外部采样管中，内部管柄嵌套在外部管柄中，内部手柄与内部采样管相连。本发明专利技术能适应于不同水深不同环境中，不仅能够用于不同水深沉积物孔隙水原位采集，而且能用于不同的水环境下沉积物孔隙水的原位采集。本发明专利技术是一种设计巧妙，操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置。

A simple in-situ automatic collecting device for pore water in deep sea sediments

The invention is a simple and automatic in-situ automatic collecting device for pore water of deep-sea sediments. It includes external handle, internal handle, external sampling tube, internal sampling tube, metal plate, metal cone head, connecting pipe. External handle is connected with an external sampling tube with grooves through a connecting pipe. The external sampling tube is connected with the metal conical head, the metal plate is fixed on the external sampling tube, and the internal sampling tube is nested outside. In the sampling tube, the inner tube handle is nested in the external handle, and the internal handle is connected with the internal sampling tube. The invention can be used in different water depth and different environment, not only can be used in the in situ collection of pore water of different water deep deposits, but also can be used in the in situ collection of pore water in different water environment. The invention is an automatic and automatic sampling device for deep-sea sediment pore water with ingenious design and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置
本专利技术是一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置，属于深海沉积物孔隙水原位自动采集装置的创新技术。
技术介绍
海底冷泉渗漏系统在全球海洋环境中分布非常广泛。它维持着冷泉渗漏区化能自养的生物群落如蛤类、贻贝和管状蠕虫。这些冷泉宏观生物群落依赖于沉积物中由甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原耦合的微生物共生体生成的硫化氢。采集和分析冷泉区沉积物中的孔隙水对理解冷泉的生物地球化学过程至关重要。然而目前基于深潜器或ROV使用的深海冷泉沉积物孔隙水采集只有插管和渗透透析两种取样方式。插管取沉积物孔隙水样品是需要离心和高压压榨，且取样后会导致了沉积物严重破坏。特别是深海插管取样存在着很多缺点：1）取样深度浅，常少于30cm；2）通常取不到好的沉积物样品，主要是采集的沉积物中会含有冷泉渗漏环境常见的贻贝或蛤床、双壳类壳屑、管状蠕虫根、或碳酸盐岩碎块；3）冷泉通常与动物群落相关，依赖插管取冷泉生物群落特征孔隙水化学有着严格限制；4）插管回收过程中，由于降压或升温原因会破坏菌类细胞和改变孔隙水中离子浓度；5）活塞中水合物分解引起气体膨胀会破坏插管中沉积物样品的完整性。而渗透透析取样是基于流体平衡原理使存在于细胞内的流体与其周围介质通过透析膜达到平衡。渗透透析取样不会带有沉积物，且最大程度减少样品收集后的过程。因此，相对于插管取样，渗透透析是一个普遍的替代工具，用于在不同的水生环境如湖泊、湿地、盐沼中采集沉积物。尽管渗透透析能够克服插管取样的一些问题，但是现有的渗透透析取样管在深海采样后回收过程中，存在透析袋内的流体会与周围海水又重新达到平衡，改变了原位采集的沉积物中孔隙水离子浓度。
技术实现思路
为了克服现有的深海沉积物孔隙水采样工具的不足，本专利技术提供一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置，本专利技术克服了现有的深海沉积物孔隙水原位采集工具的不足，能适应于不同水深不同环境中，不仅能够用于不同水深沉积物孔隙水原位采集，而且能用于不同的水环境下沉积物孔隙水的原位采集。本专利技术的技术方案是：本专利技术的一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置,包括有外部管柄、内部管柄、外部采样管、内部采样管、金属板、金属圆锥头、连接管，外部手柄通过连接管与带有凹槽的外部采样管相连，外部采样管与金属圆锥头相连，金属板固定在外部采样管上，内部采样管嵌套在外部采样管中，内部管柄嵌套在外部管柄中，内部手柄与内部采样管相连。本专利技术通过深潜器或ROV的机械臂的操作，能够打开和关闭凹槽以实现采集样品和保存样品，最大限度的保存了样品的完整性。本专利技术克服了现有的深海沉积物孔隙水原位采集工具的不足，能适应于不同水深不同环境中，不仅能够用于不同水深沉积物孔隙水原位采集，而且能用于不同的水环境下沉积物孔隙水的原位采集。本专利技术是一种设计巧妙，性能优良的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置。附图说明图1为本专利技术深海沉积物孔隙水原位自动采集装置的纵剖面结构示意图；图2为本专利技术深海沉积物孔隙水原位自动采集装置外管的纵剖面结构示意图；图3为本专利技术深海沉积物孔隙水原位自动采集装置内管的纵剖面结构示意图；图4为本专利技术深海沉积物孔隙水原位自动采集管的纵剖面结构示意图；图5为本专利技术深海沉积物孔隙水原位自动采集装置的封闭结构示意图；图6为本专利技术深海沉积物孔隙水原位自动采集装置的开放结构示意图。具体实施方式实施例：本专利技术的结构示意图如图1所示，本专利技术的操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置,包括有外部管柄1、内部管柄2、外部采样管3、内部采样管4、金属板5、金属圆锥头6、连接管11，外部手柄1通过连接管11与带有凹槽的外部采样管3相连，外部采样管3与金属圆锥头6相连，金属板5固定在外部采样管3上，内部采样管4嵌套在外部采样管3中，内部管柄2嵌套在外部管柄1中，内部手柄2与内部采样管4相连。本实施例中，上述金属板5采用金属材质的目的是为了防止腐蚀及易断裂，且防止采样装置扎入过深，金属圆锥头6采用金属材质的目的是使采样装置易扎进深海沉积物中，且为了防腐蚀。本实施例中，上述内部采样管4是由7个带有凹槽13的第一透析腔室9和1个无凹槽的第二透析腔室14通过径向密封圈7相互连接而成，且带有凹槽13的透析腔室9和无凹槽的透析腔室14不是相间设置。本实施例中，上述带有凹槽13的透析腔室9内装有透析包8。透析腔室内部装有充满去离子水的透析包8，用来采集深海沉积物中的孔隙水。本实施例中，上述径向密封圈7上装有4个密封圈15。径向密封圈7上装有密封圈15，使得透析腔室相对于外界是封闭的，防止采样装置在回收过程中透析腔室内透析包8内的孔隙水收到污染。本实施例中，上述相邻的带有凹槽13的透析腔室9与无凹槽的透析腔室14之间由固体棒栓塞10密封。固体棒栓塞10可以使得流体无法在腔室之间流通。本实施例中，上述金属板5通过固定件12固定在外部采样管3上。其作用是防止采样装置全部插进沉积物中，留出一段来采集底层海水，同时防止底部海水渗入下部的透析腔室内。本实施例中，上述固定件12是螺纹连接件。本实施例中，上述外部管柄1包括有上部手柄16和下部手柄17，上部手柄16和下部手柄17通过焊锡连接在外部管柄。本实施例中，上述内部管柄2包括有内管轴20和活动手柄18，内管轴20和活动手柄18之间通过螺纹连接。本实施例中，本专利技术深海沉积物孔隙水原位自动采集装置有两种模式：一种模式是活动手柄18移至下部手柄17的位置，凹槽处于打开状态；另一种模式是活动手柄18移至上部手柄16的位置，凹槽处于封闭状态。深海沉积物孔隙水原位自动采集装置的开放和关闭是通过深潜器或ROV的机械臂操作完成的。通过深潜器或ROV的机械臂可以简单操控套在外部手柄的内部手柄。通过深潜器或者ROV操作可以使透析腔室内充满去离子水的透析袋通过渗透压自动采集沉积物中孔隙水。本专利技术的工作原理如下：深海沉积物孔隙水原位自动采集装置是通过安装在带有凹槽的透析腔室内充满去离子水的透析袋通过渗透压自动采集深海浅层沉积物中孔隙水。首先保证带有凹槽的透析腔室为无氧状态，然后将处于封闭状态的采集装置通过深潜器或ROV的机械手将原位自动采集装置插入深海沉积物中，将内部管柄被夹至下部手柄的位置，这时原位采集装置处于开放状态，充满去离子水的透析袋通过渗透压原位自动采集沉积物中孔隙水，等过约40个小时之后，所有的透析袋已全部采集了沉积物孔隙水。通过深潜器或者ROV的机械手将内部管柄被夹至接近上部管柄的位置，原位自动采集装置处于封闭状态，最终被深潜器或ROV回收至甲板。本专利技术操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置是透析腔室内充满去离子水的透析袋通过渗透压自动采集沉积物中孔隙水。深海沉积物孔隙水原位自动采集装置首先需要保证透析腔室为无氧状态，有助于确保样品的完整性和原位性。然后将处于封闭状态的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置固定在深潜器或者ROV上，下潜至待测区域后，深潜器或者ROV通过机械手将深海沉积物孔隙水原位自动采集装置插入沉积物中，将内部管柄被夹至下部手柄的位置，这时深海沉积物孔隙水原位自动采集装置处于开放状态，等过约40个小时之后，已经全部自动采集了深海沉积物孔隙水。深潜器或者ROV再次下潜后通过机械手将内部管柄被夹至接近上部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置,其特征在于包括有外部管柄、内部管柄、外部采样管、内部采样管、金属板、金属圆锥头、连接管，外部手柄通过连接管与带有凹槽的外部采样管相连，外部采样管与金属圆锥头相连，金属板固定在外部采样管上，内部采样管嵌套在外部采样管中，内部管柄嵌套在外部管柄中，内部手柄与内部采样管相连。

【技术特征摘要】
1.一种操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置,其特征在于包括有外部管柄、内部管柄、外部采样管、内部采样管、金属板、金属圆锥头、连接管，外部手柄通过连接管与带有凹槽的外部采样管相连，外部采样管与金属圆锥头相连，金属板固定在外部采样管上，内部采样管嵌套在外部采样管中，内部管柄嵌套在外部管柄中，内部手柄与内部采样管相连。2.根据权利要求1所述的操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置,其特征在于上述内部采样管是由7个带有凹槽的透析腔室和1个无凹槽的透析腔室通过径向密封圈相互连接而成，且带有凹槽的透析腔室和无凹槽的透析腔室不是相间设置。3.根据权利要求2所述的操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置,其特征在于上述径向密封圈上装有4个密封圈。4.根据权利要求2所述的操作简单的深海沉积物孔隙水原位自动采集装置,其特征在于上述带有凹槽的第一透析腔室内...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸鹏飞，陈琳莹，冯东，宫尚桂，陈多福，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44