吸入式深海海底生物采集与原位保持系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种吸入式深海海底生物采集与原位保持系统及其使用方法，系统包括保压筒、压力补偿装置、倒须口机构、半导体制冷组件、电路筒和收集筒；保压筒的两端分别安装有密封机构I和密封机构Ⅱ，所述倒须口机构安装在保压筒内腔中；压力补偿装置通过高压管与保压筒连通；半导体制冷组件安装在保压筒外壁上，电路筒内设有电源和控制器，半导体制冷组件与控制器连接；保压筒内壁上设有压力传感器和温度传感器；压力传感器和温度传感器分别与控制器连接；所述收集筒通过管道与密封机构Ⅱ的阀孔连通。本发明专利技术结构简单、紧凑、操作简便，可实现对海深海底生物进行诱捕和保温保压培养，并可有效的保证深海海底生物原位的生命特征。

Inhalational deep sea bottom biological collection and in situ maintenance system and its application

【技术实现步骤摘要】
吸入式深海海底生物采集与原位保持系统及其使用方法
本专利技术涉及一种深海海底生物采样装置，特别涉及一种吸入式深海海底生物采集与原位保持系统及其使用方法。
技术介绍
深海海底赋存大量生物群落，对这些深海海底生物进行科学研究，是人类认识和研究海洋生命演化和海底环境的重要手段。如何快速、方便和有效的对深海海底生物进行采集，以获得第一手的深海海底生物科学研究活体样品，全面了解特定海域的生物资源情况，采集不同深度海水中的生物样品，则是海洋资源领域争夺中面临的重大问题。目前我国在深海生物原位采集方面十分落后，其主要原因是没有有效的深海生物取样手段。目前我国仅有的深海生物取样手段是电视抓斗和ROV，但这两种只能采集固着生活或运动能力弱的生物，并且不能保持深海的原位压力和温度，导致所采集的生物幼体从海底返回水面母船的过程中已经死去，这将对该海底区域生物的生存状况、海底环境等精确研究产生极大的影响。为此，亟待研制一种结构简单，操作方便、可靠的深海海底生物采集与原位保持系统。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种操作方便、可靠性高的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统及其使用方法，该系统通过控制螺旋桨旋转，使得深海生物吸入至深海海底生物采集与原位保持系统内，采用压力补偿器进行被动保压，半导体制冷片进行主动制冷，从而能够使采集的样品保持其原位特性。本专利技术采用的技术方案是：一种吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，包括保压筒、压力补偿装置、倒须口机构、半导体制冷组件、电路筒和收集筒；保压筒的一端安装有密封机构I，另一端安装有密封机构Ⅱ，密封机构I和密封机构Ⅱ都设有能够与保压筒内腔连通的阀孔，密封机构I连接有导流罩或水泵，导流罩内设有螺旋桨，螺旋桨或水泵与电路筒内的控制器连接；导流罩的中心孔或水泵的泵腔与密封机构I的通孔连通；所述倒须口机构安装在保压筒内腔中；所述压力补偿装置通过高压管与保压筒连通；所述半导体制冷组件安装在保压筒外壁上，电路筒内设有电源和控制器，半导体制冷组件与控制器连接，电源与控制器连接；所述保压筒内壁上设有压力传感器和温度传感器；压力传感器和温度传感器分别与控制器连接；所述收集筒通过管道与密封机构Ⅱ的阀孔连通。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，所述的密封机构I包括翻板阀座、翻板阀盖、翻板轴、密封圈、扭簧、套筒及触发机构I；所述的翻板阀座上设有与保压筒内腔连通的阀孔，阀孔处设有铰耳，铰耳上固定安装有翻板轴，翻板阀盖通过翻板轴与铰耳铰接，翻板轴上套装有扭簧；扭簧的一端与翻板阀座连接，另一端与翻板阀盖连接；所述的套筒安装在翻板阀盖上，套筒与触发机构I配合对翻板阀盖限位，使翻板阀盖的初始位置直立在保压筒内腔中，翻板阀座与保压筒密封连接，翻板阀盖和翻板阀座通过密封圈密封。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，所述的触发机构I安装在保压筒侧壁上，所述的触发机构包括触发杆I和触发绳I，所述的触发杆I的一端与触发绳I连接，触发杆I的另一端穿过保压筒侧壁上的触发杆安装孔插装在套筒内，触发杆I与触发杆安装孔之间设有密封圈。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，所述的压力补偿装置安装在保压筒侧壁上，压力补偿装置包括耐压筒、活塞、补偿器端盖及充气阀；所述补偿器端盖密封安装在耐压筒顶部开口处，补偿器端盖上设有通孔，并通过高压管与保压筒内腔连接；活塞置于耐压筒内，耐压筒底部设有充气孔，充气孔连接充气管，充气管上设有充气阀。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，所述的倒须口机构包括上小下大的锥形结构的倒须、丝杆、主动锥齿轮、从动锥齿轮和摇杆，所述的倒须与丝杆的一端连接，丝杆的另一端与从动锥齿轮连接，所述的摇杆沿着保压筒的径向设置在保压筒侧壁上，摇杆的内端设有与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，摇杆的外端设有摇柄。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，所述的密封机构Ⅱ所述的出口密封机构包括翻板阀座、翻板阀盖、密封圈、扭簧和翻板轴，所述的翻板阀座上设有与保压筒内腔连通的阀孔，阀孔处设有翻板轴，翻板阀盖通过翻板轴与翻板阀座铰接，翻板阀盖上与翻板阀座铰接处设有齿轮，齿轮与齿条啮合，所述保压筒的侧壁上安装有充气座，充气座上设有齿条孔，齿条外端置于齿条孔内，齿条与齿条孔之间设有密封圈；充气座的侧壁上设有充气接口，充气接口与齿条孔连通；所述的扭簧安装在翻板轴上，扭簧的两端分别与翻板阀座、翻板阀盖连接；翻板阀座通过密封圈与保压筒进行密封。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，所述翻板阀盖上设有套筒Ⅱ，保压筒上对应于翻板阀盖设有触发机构Ⅱ，所述的触发机构包括触发杆Ⅱ和触发绳Ⅱ，所述的触发杆Ⅱ的一端与触发绳Ⅱ连接，触发杆Ⅱ的另一端穿过保压筒侧壁上的触发杆安装孔插装在套筒Ⅱ内，触发杆Ⅱ与触发杆安装孔之间设有密封圈。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，包括两组半导体制冷组件，半导体制冷组件截面为半圆环形；半导体制冷组件通过导热硅胶粘接在保压筒外壁上，两组半导体制冷组件构成一个截面为圆环形的结构；所述的半导体制冷组件包括多级半导体制冷片和电极座，所述的半导体制冷片冷端通过导热板与保压筒外壁连接，热端设有散热片；每组半导体制冷组件包括多级半导体制冷片，每级半导体制冷片分别连接一个电极座，各电极座之间通过电线进行串联，电线与电路筒内的电源连接。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，半导体制冷片夹在导热板与散热片之间，半导体制冷片与导热板和散热片的接触面上涂有导热硅脂；所述的电极座与半导体制冷片组件通过电线连接，电极座与半导体制冷片组件之间通过O型密封圈密封。上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统中，所述的收集筒出口与密封机构Ⅱ的阀孔连通的管道采用的是软管，收集筒入口是设有斜度的开口，收集筒上端面设有T形把手；收集筒内设有用于限制深海海底生物个体大小通过的过滤板，过滤板上的过滤孔直径小于管道的直径；所述的保压筒的内径和管道的内径相等。一种利用上述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统的使用方法，具体操作步骤如下：（1）在吸入式深海海底生物采集与原位保持系统下水之前，打开密封机构I的阀孔，密封机构Ⅱ的阀孔，向压力补偿器的活塞下方的容腔充气0.3倍深海海底采集点水深压力的惰性气体，使得压力补偿器的活塞处于压力补偿器容腔顶部；半导体制冷组件安装在保压筒外壁上，连接好电路，接通电源，将吸入式深海海底生物采集与原位保持系统固定在潜水器采样篮上，食饵置于须网内，须网安装在潜水器采样篮上；（2）利用潜水器下放吸入式深海海底生物采集与原位保持系统至指定海底表面；（3）控制器控制螺旋桨或水泵工作，使用潜水器上的机械手抓取收集筒，使收集筒的入口对准观察到的深海海底生物，使得深海海底生物被吸入保压筒内；（4）吸入式深海海底生物采集与原位保持系统取样完成后，通过机械手分别拉动触发机构I和触发机构Ⅱ的触发绳I和触发绳Ⅱ，关闭密封机构和密封机构Ⅱ；（5）利用潜水器回收吸入式深海海底生物采集与原位保持系统至海面，在吸入式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：包括保压筒、压力补偿装置、倒须口机构、半导体制冷组件、电路筒和收集筒；保压筒的一端安装有密封机构I，另一端安装有密封机构Ⅱ，密封机构I和密封机构Ⅱ都设有能够与保压筒内腔连通的阀孔，密封机构I连接有导流罩或水泵，导流罩内设有螺旋桨，螺旋桨或水泵与电路筒内的控制器连接；导流罩的中心孔或水泵的泵腔与密封机构I的通孔连通；所述倒须口机构安装在保压筒内腔中；所述压力补偿装置通过高压管与保压筒连通；所述半导体制冷组件安装在保压筒外壁上，电路筒内设有电源和控制器，半导体制冷组件与控制器连接，电源与控制器连接；所述保压筒内壁上设有压力传感器和温度传感器；压力传感器和温度传感器分别与控制器连接；所述收集筒通过管道与密封机构Ⅱ的阀孔连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：包括保压筒、压力补偿装置、倒须口机构、半导体制冷组件、电路筒和收集筒；保压筒的一端安装有密封机构I，另一端安装有密封机构Ⅱ，密封机构I和密封机构Ⅱ都设有能够与保压筒内腔连通的阀孔，密封机构I连接有导流罩或水泵，导流罩内设有螺旋桨，螺旋桨或水泵与电路筒内的控制器连接；导流罩的中心孔或水泵的泵腔与密封机构I的通孔连通；所述倒须口机构安装在保压筒内腔中；所述压力补偿装置通过高压管与保压筒连通；所述半导体制冷组件安装在保压筒外壁上，电路筒内设有电源和控制器，半导体制冷组件与控制器连接，电源与控制器连接；所述保压筒内壁上设有压力传感器和温度传感器；压力传感器和温度传感器分别与控制器连接；所述收集筒通过管道与密封机构Ⅱ的阀孔连通。


2.根据权利要求1所述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：所述的密封机构I包括翻板阀座、翻板阀盖、翻板轴、密封圈、扭簧、套筒及触发机构I；所述的翻板阀座上设有与保压筒内腔连通的阀孔，阀孔处设有铰耳，铰耳上固定安装有翻板轴，翻板阀盖通过翻板轴与铰耳铰接，翻板轴上套装有扭簧；扭簧的一端与翻板阀座连接，另一端与翻板阀盖连接；所述的套筒安装在翻板阀盖上，套筒与触发机构I配合对翻板阀盖限位，使翻板阀盖的初始位置直立在保压筒内腔中，翻板阀座与保压筒密封连接，翻板阀盖和翻板阀座通过密封圈密封。


3.根据权利要求2所述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：所述的触发机构I安装在保压筒侧壁上，所述的触发机构包括触发杆I和触发绳I，所述的触发杆I的一端与触发绳I连接，触发杆I的另一端穿过保压筒侧壁上的触发杆安装孔插装在套筒内，触发杆I与触发杆安装孔之间设有密封圈。


4.根据权利要求1所述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：所述的压力补偿装置安装在保压筒侧壁上，压力补偿装置包括耐压筒、活塞、补偿器端盖及充气阀；所述补偿器端盖密封安装在耐压筒顶部开口处，补偿器端盖上设有通孔，并通过高压管与保压筒内腔连接；活塞置于耐压筒内，耐压筒底部设有充气孔，充气孔连接充气管，充气管上设有充气阀。


5.根据权利要求1所述的一种吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：所述的倒须口机构包括上小下大的锥形结构的倒须、丝杆、主动锥齿轮、从动锥齿轮和摇杆，所述的倒须与丝杆的一端连接，丝杆的另一端与从动锥齿轮连接，所述的摇杆沿着保压筒的径向设置在保压筒侧壁上，摇杆的内端设有与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，摇杆的外端设有摇柄。


6.根据权利要求1所述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：所述的密封机构Ⅱ所述的出口密封机构包括翻板阀座、翻板阀盖、密封圈、扭簧和翻板轴，所述的翻板阀座上设有与保压筒内腔连通的阀孔，阀孔处设有翻板轴，翻板阀盖通过翻板轴与翻板阀座铰接，翻板阀盖上与翻板阀座铰接处设有齿轮，齿轮与齿条啮合，所述保压筒的侧壁上安装有充气座，充气座上设有齿条孔，齿条外端置于齿条孔内，齿条与齿条孔之间设有密封圈；充气座的侧壁上设有充气接口，充气接口与齿条孔连通；所述的扭簧安装在翻板轴上，扭簧的两端分别与翻板阀座、翻板阀盖连接；翻板阀座通过密封圈与保压筒进行密封。


7.根据权利要求6所述的吸入式深海海底生物采集与原位保持系统，其特征在于：所述翻板阀盖上设有套筒Ⅱ，保压筒上对应于翻板阀盖设有触发机构Ⅱ，所述的触发机构包括触发杆Ⅱ和触发绳Ⅱ，所述的触发杆Ⅱ的一端与触发绳Ⅱ连接，触发杆Ⅱ的另一端穿过保压筒侧壁上的触发杆安装孔插装在套筒Ⅱ内，触发杆Ⅱ与触发杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永平，刘广平，彭佑多，万步炎，刘平，谢焜，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43