一种海底取样器以及其取样方法技术

本发明专利技术属于海底取样技术领域，涉及一种海底取样器以及其取样方法。本发明专利技术包括收集箱和气体发生器。收集箱内设有环形隔板，环形隔板将其隔成收集腔和环形蓄水腔。收集腔内呈负压且底部开设有收集口，收集口外设有第一封板，环形蓄水腔上设有排水管。气体发生器内设有隔板，隔板将其隔成蓄水腔和储药腔，隔板上开设有第二通孔，第二通孔内设有能封堵第二通孔的封堵机构，蓄水腔与收集腔之间设有第一导向杆，第一导向杆的下端和上端分别设有第一活动板和第二活动板，储药腔内设有可与水反应产生气体的物质A，储药腔与环形蓄水腔之间设有导气管。收集箱上设有能驱动第一封板的驱动机构。本发明专利技术的优点是：在海底采集沉积物后，能自动上浮。

【技术实现步骤摘要】
一种海底取样器以及其取样方法
本专利技术属于海底取样
，涉及一种海底取样器以及其取样方法。
技术介绍
随着社会经济的发展，沿海围网养殖规模不断扩大，生态环境问题受到关注。这种养殖方式不可避免地带来很多污染，如残饵、鱼类排泄物等污染物。这些污染物容易在海底形成沉积物，使得海底底质环境呈现富营养化，对海洋底质环境造成严重影响。因此需要采集人工养殖海域海底的沉积物，从而对养殖海域的海洋底质环境进行分析和研究。目前海底的沉积物取样方式主要分为机械式和电动式。机械式通常采用重力式取样器。重力活塞取样管是装置了一个活塞和一个解扣装置的重力取样管。当取样管接近海底时，瞬间解扣，在重锤作用下自由下落插入海底。同时取样管内活塞向上移动使样品进入管内。重力式取样器结构简单，但重量、长度均过重过大，无论是吊放还是回收均相当困难。而电动取样方式通常采用振动活塞取样器。振动活塞取样器是采用托架使取样管垂直于海底，利用电力驱动振动器产生振动效果，来获取样品，振动活塞取样器除取样钢缆外，必须附加托架和一根与振动器连接的供电电缆，其设计复杂，体积大,操作困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种海底取样器以及其取样方法，本专利技术所要解决的技术问题是：在海底采集沉积物的过程中，如何实现海底取样器自动上浮，并方便操作。本专利技术通过下列技术方案来实现：一种海底取样器，包括：收集箱，所述收集箱内固设有环形隔板，所述环形隔板将收集箱分隔成收集腔以及环绕收集腔形成的环形蓄水腔，所述收集腔内呈负压，所述收集腔的底部上开设有若干个收集口，所述收集口的外侧铰接有第一封板，所述环形蓄水腔上连接有排水管；气体发生器，所述气体发生器固设在收集箱的上侧面，所述气体发生器内部固设有隔板，所述隔板将气体发生器分隔成蓄水腔和储药腔，所述隔板上开设有第二通孔，所述蓄水腔位于收集腔的上方，并且所述蓄水腔与收集腔之间滑动连接且密封设置有第一导向杆，所述第一导向杆的下端伸至收集腔内，上端伸至蓄水腔内，所述第一导向杆的下端水平固设有第一活动板，所述第一导向杆的上端水平固设有第二活动板，所述第二通孔内设置有能够封堵第二通孔的封堵机构，当第二活动板向上运动时，所述第二活动板能够打开封堵机构，所述储药腔内设置有可与水反应产生气体的物质A，所述储药腔与环形蓄水腔之间设置有导气管；驱动机构，所述驱动机构设置在收集箱的下侧面上，所述驱动机构能够驱动第一封板绕着铰接轴转动以实现封闭或开启收集口。在上述的一种海底取样器中，所述封堵机构包括第二导向杆，所述第二导向杆水平插设在第二通孔内，所述第二导向杆的一端伸至储药腔内，另外一端伸至蓄水腔内，所述第二导向杆位于储药腔内的端部上固设有第二封板，所述第二导向杆位于蓄水腔内的端部上固设有锲形块，所述锲形块的横截面呈下小上大的梯形，所述第二活动板的横截面呈下大上小的梯形，所述锲形块与第二活动板相对的两个侧面接触，所述第二导向杆上还套设有弹簧，所述弹簧的一端抵压在隔板上，另外一端抵压在锲形块上，在所述弹簧的作用下，当第二活动板位于蓄水腔的底部时，所述第二封板靠近隔板的侧面能够与第二通孔的边沿互相贴合。在上述的一种海底取样器中，所述驱动机构包括安装座，所述安装座固设在收集箱下侧面的中部，所述安装座内设置有蓄电池和与蓄电池电连接的电机，所述电机的输出端竖直向下并且端部同轴固连有蜗杆，所述蜗杆的下端伸出安装座的下侧面，所述安装座的下侧面上相对固设有两个第一U形板，所述第一U形板上转动设置有转轴，所述转轴上固设有第二U形板所述转轴上同轴固设有蜗轮，所述蜗轮突出第二U形板的开口并与蜗杆啮合连接，所述第二U形板的底部固设有驱动杆，所述驱动杆上铰接有第二连杆，所述第二连杆的另外一端铰接在第一封板上，所述驱动杆的自由端固设有抓斗。在上述的一种海底取样器中，所述物质A为氢化钙。在上述的一种海底取样器中，所述储药腔的内壁上平行固设有若干个用于存放氢化钙的储药板，所述储药板上开设有若干个第一通孔。在上述的一种海底取样器中，所述收集箱的下侧面上沿着边沿固设有波纹管，所述波纹管的下端同轴固设有防护管。在上述的一种海底取样器中，所述防护管的下端上设置有压力传感器，所述安装箱内设置有第二控制器，所述第二控制器通过蓄电池分别与压力传感器、电机电连接。在上述的一种海底取样器中，所述第一封板靠近收集口的侧面上设置有第一橡胶层，所述第二封板靠近隔板的侧面上设置有第二橡胶层。在上述的一种海底取样器中，所述蓄水腔的顶部还设置有压缩空气瓶，所述压缩空气瓶的输出端上设置有电磁阀和第一控制器，所述蓄水腔内还设置有水位传感器，所述水位传感器通过第一控制器与电磁阀电连接，所述收集箱上还设置有助力绳。在上述的一种利用海底取样器的取样方法中，包含以下步骤：步骤1：通过助力绳和防护管将本装置立在海底上；步骤2：压力传感器与海底接触后通过第二控制器向电机发送电信号，启动电机；步骤3：电机带动驱动杆，驱动杆带动抓斗采集沉积物，同时驱动杆通过第二连杆带动第一封板，开启收集口；步骤4：收集腔通过收集口将海水和抓斗内的沉积物吸进其中；步骤5：第一活动板受到的水压逐渐增大，并通过第一导向杆带动第二活动板向上运动，第二活动板通过锲形块带动第二封板，打开第二通孔；步骤6：蓄水腔(21)内水通过第二通孔(231)流进储药腔(22)内并与氢化钙发生反应，产生氢气；步骤7：氢气通过导气管将环形蓄水腔内的水排出，使得本装置能自动上浮；步骤8：蓄水腔内的水下降到一定水位后触发水位传感器，水位传感器通过第一控制器向电磁阀发送电信号，开启电磁阀；步骤9：压缩空气瓶内的气体依次通过电磁阀、第二通孔以及导气管向环形蓄水腔内充气，同时排出环形蓄水腔内的水。步骤10：通过助力绳回收本装置。与现有技术相比，具有以下优点：1、电机带动驱动杆，并使驱动杆打开第一封板，收集腔将海底的沉积物和海水从收集口吸入，并使海底的沉积物以及海水充满整个收集腔。此时，第一活动板受到的水压大于第二活动板受到的水压，第一活动板带动第一导向杆向上运动，同时第一导向杆带动第二活动板。第二活动板在向上运动时，第二活动板带动锲形块，从而使锲形块朝隔板运动。锲形块带动第二导向杆，并挤压弹簧。第二导向杆带动第二封板，从而使第二封板远离隔板。此时蓄水腔内的水通过第二通孔流进储药腔内，并且与氢化钙发生反应，产生氢气。上述结构简单，无需人工操作。2、当氢化钙与流进储药腔内的水接触后，可与水反应产生难溶于水的氢气，氢气通过导气管进入环形蓄水腔内，并将环形蓄水腔内的水排出，进而使本装置能自动上浮。3、启动电机时，电机的输出端带动蜗杆转动。蜗杆带动蜗轮，蜗轮带动转轴，转轴带动第二U形板，第二U形板带动驱动杆，从而使驱动杆绕着转轴转动。此时驱动杆带动第二连杆，第二连杆带动第一封板绕着其铰接轴向下转动，从而打开收集口。与此同时，驱动杆带动抓斗，使得抓斗绕着转轴向下转动，两个抓斗之间的距离逐渐减小，抓斗的下侧边沿突出防护管的下端，将海底的沉积物采集至抓斗槽内。收集口打开后，收集腔将抓斗内的沉积物吸入收集腔内。抓斗的设置有利于提高沉积物的采集效率。4、在收集箱下沉至海底时，防护管的下端与海底接触，使得本装置竖直立在海底，提高本装置的稳定性。此时波纹管、防护管和收集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底取样器，其特征在于，包括：收集箱(1)，所述收集箱(1)内固设有环形隔板(13)，所述环形隔板(13)将收集箱(1)分隔成收集腔(11)以及环绕收集腔(11)形成的环形蓄水腔(12)，所述收集腔(11)内呈负压，所述收集腔(11)的底部上开设有若干个收集口(111)，所述收集口(111)的外侧铰接有第一封板(112)，所述环形蓄水腔(12)上连接有排水管(121)；气体发生器(2)，所述气体发生器(2)固设在收集箱(1)的上侧面，所述气体发生器(2)内部固设有隔板(23)，所述隔板(23)将气体发生器(2)分隔成蓄水腔(21)和储药腔(22)，所述隔板(23)上开设有第二通孔(231)，所述蓄水腔(21)位于收集腔(11)的上方，并且所述蓄水腔(21)与收集腔(11)之间滑动连接且密封设置有第一导向杆(113)，所述第一导向杆(113)的下端伸至收集腔(11)内，上端伸至蓄水腔(21)内，所述第一导向杆(113)的下端水平固设有第一活动板(114)，所述第一导向杆(113)的上端水平固设有第二活动板(115)，所述第二通孔(231)内设置有能够封堵第二通孔(231)的封堵机构，当第二活动板(115)向上运动时，所述第二活动板(115)能够打开封堵机构，所述储药腔(22)内设置有可与水反应产生气体的物质A，所述储药腔(22)与环形蓄水腔(12)之间设置有导气管(223)；驱动机构，所述驱动机构设置在收集箱(1)的下侧面上，所述驱动机构能够驱动第一封板(112)绕着铰接轴转动以实现封闭或开启收集口(111)。...

【技术特征摘要】
1.一种海底取样器，其特征在于，包括：收集箱(1)，所述收集箱(1)内固设有环形隔板(13)，所述环形隔板(13)将收集箱(1)分隔成收集腔(11)以及环绕收集腔(11)形成的环形蓄水腔(12)，所述收集腔(11)内呈负压，所述收集腔(11)的底部上开设有若干个收集口(111)，所述收集口(111)的外侧铰接有第一封板(112)，所述环形蓄水腔(12)上连接有排水管(121)；气体发生器(2)，所述气体发生器(2)固设在收集箱(1)的上侧面，所述气体发生器(2)内部固设有隔板(23)，所述隔板(23)将气体发生器(2)分隔成蓄水腔(21)和储药腔(22)，所述隔板(23)上开设有第二通孔(231)，所述蓄水腔(21)位于收集腔(11)的上方，并且所述蓄水腔(21)与收集腔(11)之间滑动连接且密封设置有第一导向杆(113)，所述第一导向杆(113)的下端伸至收集腔(11)内，上端伸至蓄水腔(21)内，所述第一导向杆(113)的下端水平固设有第一活动板(114)，所述第一导向杆(113)的上端水平固设有第二活动板(115)，所述第二通孔(231)内设置有能够封堵第二通孔(231)的封堵机构，当第二活动板(115)向上运动时，所述第二活动板(115)能够打开封堵机构，所述储药腔(22)内设置有可与水反应产生气体的物质A，所述储药腔(22)与环形蓄水腔(12)之间设置有导气管(223)；驱动机构，所述驱动机构设置在收集箱(1)的下侧面上，所述驱动机构能够驱动第一封板(112)绕着铰接轴转动以实现封闭或开启收集口(111)。2.根据权利要求1所述的一种海底取样器，其特征在于，所述封堵机构包括第二导向杆(26)，所述第二导向杆(26)水平插设在第二通孔内(231)内，所述第二导向杆(26)的一端伸至储药腔(22)内，另外一端伸至蓄水腔(21)内，所述第二导向杆(26)位于储药腔(22)内的端部上固设有第二封板(24)，所述第二导向杆(26)位于蓄水腔(21)内的端部上固设有锲形块(25)，所述锲形块(25)的横截面呈下小上大的梯形，所述第二活动板(115)的横截面呈下大上小的梯形，所述锲形块(25)与第二活动板(115)相邻的两个侧面接触，所述第二导向杆(26)上还套设有弹簧(261)，所述弹簧(261)的一端抵压在隔板(23)上，另外一端抵压在锲形块(25)上，在所述弹簧(261)的作用下，当第二活动板(115)位于蓄水腔(21)的底部时，所述第二封板(24)靠近隔板(23)的侧面能够与第二通孔(231)的边沿互相贴合。3.根据权利要求1所述的一种海底取样器，其特征在于，所述驱动机构包括安装座(5)，所述安装座(5)固设在收集箱(1)下侧面的中部，所述安装座(5)内设置有蓄电池(6)和与蓄电池(6)电连接的电机(52)，所述电机(52)的输出端竖直向下并且端部同轴固连有蜗杆(521)，所述蜗杆(521)的下端伸出安装座(5)的下侧面，所述安装座(5)的下侧面上相对固设有两个第一U形板(53)，所述第一U形板(53)上转动设置有转轴(56)，所述转轴(56)上固设有第二U形板(54)，所述转轴(56)上同轴固设有蜗轮(55)，所述蜗轮(55)突出...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨翠竹，付宗国，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33