本发明专利技术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。本发明专利技术的采集装置集海底沉积物取样和海洋底层水取样的功能于一身，且可以采集到距离海底1m~2m的海洋底层水样本。
【技术实现步骤摘要】
一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置
本专利技术属于海底取样装置
，具体地说，是涉及一种用于采集海底沉积物和海洋底层水的取样装置。
技术介绍
目前，用于海底地质取样的装置一般包括重力取样器和箱式取样器，且以柱状取样为主。其中，重力取样器是对海底岩芯进行取样的常用工具，其工作原理是通过在预定高度下产生重力势能，利用释放器释放后转换为动能，对海底岩层产生巨大的冲击力，继而使重力取样器插入到海底岩层中，对海底岩芯进行取样。这种重力取样器功能单一，只能对海底地质进行取样，无法同时完成海洋底层水的取样任务，需要借助其它专用取水器单独执行取水作业。但是，对于深海环境，单独执行一次取样作业耗时很长，例如在水深1200米处采集一次样本一般需要2.5小时，若依次执行海底沉积物取样和海洋底层水取样，则耗费的取样时间过长，效率低下。而且，目前的取水器一般不适合深海环境，易受到水深超过500米的潮流影响，并且仅能悬停在海床上方10m~15m的位置便不敢继续下放，因此无法完成对距离海底1m~2m的海洋底层水的采集任务，适用领域非常有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，可以同时开展海底沉积物和海洋底层水的取样作业，采样效率高，且适合不同深度的海洋环境。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：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、配重块、取水箱、平衡翼和框架式底座；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；所述取水箱安装在所述取样管上，在取水箱的底部设置有自动开合组件，所述自动开合组件在取样管贯入海底沉积物的期间受海水压力打开，采集海洋底层水样本至所述取水箱，且在采集装置上浮期间闭合，封存海洋底层水样本；所述配重块安装在所述取样管上且位于所述取水箱的下方；所述框架式底座通过拉绳吊装在所述配重块的下方，所述取样管从所述框架式底座中穿过，在所述配重块的下方安装有阻尼弹簧；所述取样管在向海底沉积物贯入的过程中，当海底沉积物接触到框架式底座时，框架式底座调整取样管垂直于海底沉积物表层，当取样管继续贯入并使框架式底座接触到所述阻尼弹簧时，阻尼弹簧阻止框架式底座上移，限制取样管的贯入深度；所述平衡翼安装在所述取样管的上部，用于保持采集装置在海水中下沉期间的平衡性。优选的，所述框架式底座优选设计成框架式三棱台结构，包括三角形顶架和三角形底架，且顶架尺寸小于底架尺寸；在所述三角形顶架和三角形底架之间安装有一根圆管，所述圆管的内径大于取样管的外径，且所述取样管从所述圆管中穿过；在所述圆管的顶面形成有外翻挡圈，所述挡圈与三角形顶架内切连接，且在框架式底座上移到所述阻尼弹簧的位置时，所述阻尼弹簧抵靠在所述挡圈上；所述圆管的顶面和底面通过支架分别与三角形顶架和三角形底架对应连接，为圆管提供足够的固定强度。作为所述自动开合组件的一种优选结构设计，本专利技术在所述自动开合组件中设置有密封圈、中间轴、两块底板和挡栓；在所述取水箱的底部开设有通孔，将所述中间轴固定安装在所述取水箱上，且将所述通孔分成两半；所述密封圈环绕所述通孔的边沿布设；所述两块底板的边沿的一部分铰接在所述中间轴上，其余部分为自由边，且在两块底板处于与取水箱的底部平行位置时，所述自由边与所述密封圈紧密贴合，封存取水箱中的海洋底层水样本；所述挡栓安装在所述取水箱的底部，且横跨所述通孔，用于阻挡所述两块底板向取水箱的外侧翻转。优选的，所述通孔优选开设成圆形，将所述中间轴沿通孔的直径方向布设，优选设计两块底板为半圆形，并将两块半圆形底板的直边铰接在所述中间轴上，将两块底板的半圆弧边作为所述自由边，在两块底板处于与取水箱的底部平行位置时，与所述密封圈紧密贴合，以密封所述取水箱。优选的，所述取水箱优选设计成圆环柱状，所述取样管从取水箱的内孔穿过；所述自动开合组件优选设置三个，且等间距圆周分布在所述取水箱的底部。为了在采样装置打捞上岸后能够方便地将取水箱中的海洋底层水样本取出，本专利技术优选在所述取水箱的底部还进一步安装有水阀，用于在采集装置回收后排放取水箱中保存的海洋底层水样本；所述水阀优选设置三个，在所述取水箱的底部呈等间距圆周分布，且每一个水阀介于其相邻两个自动开合组件的中间位置，使采集装置在水平放置后，无论何种平放角度都能方便地操作水阀排出取水箱中保存的海洋底层水样本。为了便于将取水箱中保存的海洋底层水样本排放干净，本专利技术优选设计所述每一个水阀在取水箱上的安装部位均与所述取水箱的底部外缘相切，这样即使采集装置水平放置后，取水箱中的海洋底层水样本也能顺利地排放干净。进一步的，在所述取样管中设置有挡板，用于限制所述活塞在所述塑料套管中的上移位置。为了便于取样管插入到海底沉积物中，本专利技术在所述取样管的底部还安装有刀口，所述刀口呈中空的倒圆台形，且中空部分为圆柱形，中空部分的直径等于所述塑料套管的内径，以实现对海底沉积物的柱状取样。为了便于配重块、取水箱和平衡翼在取样管上的装配固定，本专利技术在所述取样管的外壁上形成有外螺纹，并在所述配重块、取水箱和平衡翼上分别安装螺纹钢块，将所述配重块、取水箱和平衡翼通过螺纹钢块与所述取样管螺纹连接。为了便于采集装置布放和打捞，本专利技术在所述取样管的顶部还安装有提头。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术的采集装置集海底沉积物取样和海洋底层水取样的功能于一身，一次投放可以同时完成两种海底样本采样任务，有效节约了采样时间和人工成本。并且，本专利技术的采样装置可以实现对距离海底1m~2m的海洋底层水的取样，结构简单，操作方便，大大提高了海底勘探的效率，且不易被深海潮流所损坏，适合应用在不同深度的海水中，扩展了采集装置的适用领域。结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1是本专利技术所提出的海底沉积物和海洋底层水同时采集装置的一种实施例的整体结构示意图；图2是图1中的取样管的一种实施例的局部剖视图；图3是图1中的取水箱底部的一种实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细地描述。如图1、图2所示，本实施例的海底沉积物和海洋底层水同时采集装置主要由取样管1、取水箱6、配重块8、平衡翼9、框架式底座21等部分组成。其中，取样管1优选采用高强度的金属材料制成，以承受深海环境的海水压力。在取样管1的内部设置有塑料套管2，例如PVC管，贴附取样管1的内壁布设，用于保存采集到的海底沉积物样本。在塑料套管2中安装有活塞3，活塞3的上部连接有缆绳11，缆绳11从取样管1的顶部穿出，通过提拉缆绳11可以控制活塞3上移，将塑料套管2中的空气抽出负压，继而使海底沉积物自动进入塑料套管2中，形成柱状样本。在本实施例中，优选将取样管1设计成内径为110mm、壁厚为8mm的直管，在取样管1中设置挡板5，通过挡板5限制活塞3的上移距离，以限定海底沉积物的取样量。在取样管1的外壁上安装取水箱6、配重块8和平衡翼9，作为一种优选安装方式，可以在取样管1的外壁上开设外螺纹，并在取水箱6、配重块8、平衡翼9上分别安装具有内螺纹本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，其特征在于，包括：取样管，其内置有塑料套管，用于保存海底沉积物样本；活塞，其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；取水箱，其安装在所述取样管上，在取水箱的底部设置有自动开合组件，所述自动开合组件在取样管贯入海底沉积物的期间受海水压力打开，采集海洋底层水样本至所述取水箱，且在采集装置上浮期间闭合，封存海洋底层水样本；配重块，其安装在所述取样管上且位于所述取水箱的下方；框架式底座，其通过拉绳吊装在所述配重块的下方，所述取样管从所述框架式底座中穿过，在所述配重块的下方安装有阻尼弹簧；所述取样管在向海底沉积物贯入的过程中，当海底沉积物接触到框架式底座时，框架式底座调整取样管垂直于海底沉积物表层，当取样管继续贯入并使框架式底座接触到所述阻尼弹簧时，阻尼弹簧阻止框架式底座上移，限制取样管的贯入深度；平衡翼，其安装在所述取样管的上部，用于保持采集装置在海水中下沉期间的平衡性。
【技术特征摘要】
1.一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，其特征在于，包括：取样管，其内置有塑料套管，用于保存海底沉积物样本；活塞，其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；取水箱，其安装在所述取样管上，在取水箱的底部设置有自动开合组件，所述自动开合组件在取样管贯入海底沉积物的期间受海水压力打开，采集海洋底层水样本至所述取水箱，且在采集装置上浮期间闭合，封存海洋底层水样本；配重块，其安装在所述取样管上且位于所述取水箱的下方；框架式底座，其通过拉绳吊装在所述配重块的下方，所述取样管从所述框架式底座中穿过，在所述配重块的下方安装有阻尼弹簧；所述取样管在向海底沉积物贯入的过程中，当海底沉积物接触到框架式底座时，框架式底座调整取样管垂直于海底沉积物表层，当取样管继续贯入并使框架式底座接触到所述阻尼弹簧时，阻尼弹簧阻止框架式底座上移，限制取样管的贯入深度；平衡翼，其安装在所述取样管的上部，用于保持采集装置在海水中下沉期间的平衡性。2.根据权利要求1所述的海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，其特征在于，所述框架式底座为框架式三棱台结构，包括三角形顶架和三角形底架，且顶架尺寸小于底架尺寸；在所述三角形顶架和三角形底架之间安装有一根圆管，所述圆管的内径大于取样管的外径，且所述取样管从所述圆管中穿过；在所述圆管的顶面形成有外翻挡圈，所述挡圈与三角形顶架内切连接，且在框架式底座上移到所述阻尼弹簧的位置时，所述阻尼弹簧抵靠在所述挡圈上；所述圆管的顶面和底面通过支架分别与三角形顶架和三角形底架对应连接。3.根据权利要求1所述的海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，其特征在于，所述自动开合组件包括密封圈、中间轴、两块底板和挡栓；在所述取水箱的底部开设有通孔，所述中间轴固定在所述取水箱上，且将所述通孔分成两半；所述密封圈环绕所述通孔的边沿布设；所述两块底板的边...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾永刚，程升，朱超祁，刘晓磊，焦欣然，单红仙，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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