水体悬沙原位分时次取样与过滤系统技术方案

本发明专利技术涉及海洋取样设备，具体地说是一种水体悬沙原位分时次取样与过滤系统，粗过滤装置暴露于海水中，水下泵进水口通过耐压水管连接粗过滤装置，水下泵出水口通过耐压水管连接水下电磁选通阀组，水下电磁选通阀组的每个水下电磁阀通过耐压水管连接一个水下原位过滤装置，各水下原位过滤装置集成放置在水下过滤集成装置中，水下过滤集成装置的出水口通过耐压水管连接水下数字流量计的入口，水下数字流量计的出口接通海水；水下中控与供电装置通过防水电缆连接水下泵、水下电磁选通阀组和水下数字流量计。本发明专利技术可以在水下对水体悬沙进行原位分时次取样和过滤，具有节省人力、原位保真获取样品等优点。

【技术实现步骤摘要】
水体悬沙原位分时次取样与过滤系统
本专利技术涉及海洋取样设备，具体地说是一种水体悬沙原位分时次取样与过滤系统。
技术介绍
海洋中悬浮颗粒物(suspendedparticlesconcentration，SPC)(包括浮游微生物和悬浮泥沙等)是沉积物的主要来源，而沉积物是许多痕量元素由表层水向底层水输送的主要载体，它在元素输送、循环和去除中充当着重要角色，是元素的一种赋存形态。水体表层悬浮颗粒量影响着水的透明度和真光层的厚度，从而影响浮游生物的光合作用和初级生产力；悬浮颗粒物本身可作为微小生物的食物，而这些无机颗粒物和有机碎屑到达海底后成为底栖生物的主要食物来源；地震或浊流能引起大量沉积物的悬浮，使底层水密度大大增加，并常常改变底层水的温度和盐度。因而，悬浮颗粒物的精确观测对研究海洋物质输运和水体要素特征具有重要意义。在近岸海域，悬浮颗粒物的沉积影响着海水水质、生物群落和地球化学形态。目前，悬浮颗粒物浓度的测量最根本的方式是通过现场获取水样，回实验室后过滤分析；或基于光学、声学、密度、介电常数等测量进行估计。因此，其测量方法主要分为两类，即传统方法和现代方法。传统方法是现场取水(三点或六点法)，然后对水样进行过滤、称重、计算悬浮颗粒物质量浓度，这被认为是最准确的方法；但仅能得到某几层深度、较大时间间隔的悬浮颗粒物数据，耗时且耗费较大。现代方法是利用光学、声学、密度、介电常数等传感器间接观测悬浮颗粒物浓度，其特点是效率高，连续采集，可获得具有较高时空分辨率的悬浮颗粒物信息；但其测量精度较低，而且这些间接观测悬浮颗粒物浓度的方法，需要对所用设备定期进行校准，并受到适用测量深度的限制。因此，如何省时省力地实现多测点、全水深多水层、长时次悬浮颗粒物浓度的测量，是目前迫切需要解决的问题。海水原位过滤有望成为传统的海水提升后到实验室过滤方法的有益补充。
技术实现思路
为了开展海洋悬浮颗粒物研究，满足获取水体样本的需求，本专利技术的目的在于提供一种水体悬沙原位分时次取样与过滤系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术包括分别安装于载体上的粗过滤装置、水下泵、水下电磁选通阀组、水下过滤集成装置、水下数字流量计及水下中控与供电装置，其中水下泵的进水口通过耐压水管与暴露于海水中的所述粗过滤装置连通，该水下泵的出水口通过耐压水管连接所述水下电磁选通阀组，所述水下过滤集成装置中集成有多个水下原位过滤装置，所述水下电磁选通阀组中的每个水下电磁阀分别通过耐压水管与一个水下原位过滤装置连通，每个所述水下原位过滤装置的出口通过耐压水管与所述水下数字流量计的进水口连通，该水下数字流量计的出水口与外界海水相通；所述水下中控与供电装置内具有控制与采集电路板及为控制与采集电路板供电的电源，该控制与采集电路板通过防水电缆分别与所述水下泵、水下电磁选通阀组及水下数字流量计相连。其中：所述水下泵包括密封筒体、电机、泵头及进出水密封机构，该电机及泵头分别安装于所述密封筒体内，所述电机通过防水电缆与控制与采集电路板相连，所述泵头由电机驱动；所述密封筒体上开设的进水口及出水口处均安装有与泵头连接的进出水密封机构，进水口处安装的所述进出水密封机构通过耐压水管与所述粗过滤装置连通，出水口处安装的所述出水密封机构通过耐压水管与所述水下电磁选通阀组连通；所述密封筒体上安装有用于与防水电缆相连的水密接插件。所述进出水密封机构包括进出水管、密封填料、压套及螺旋压紧管，该进出水管的一端与所述泵头密封螺纹连接，另一端与所述螺旋压紧管相连通，该螺旋压紧管的一端与所述密封筒体螺纹连接，另一端位于密封筒体外部、并连接耐压水管；所述进出水管上分别套设有密封填料及压套，该密封填料与所述密封筒体抵接，所述压套位于密封填料与螺旋压紧管之间，通过该螺旋压紧管压紧所述密封填料。所述密封筒体包括左端盖、细圆筒、粗圆筒及右端盖，该细圆筒的一端密封连接有左端盖，另一端与所述粗圆筒的一端密封相连，该粗圆筒的另一端密封连接有右端盖，所述水密接插件设置在左端盖上，所述进出水密封机构安装于粗圆筒上。所述水下原位过滤装置包括水洒、上盖、密封垫圈、过滤网、缓水板及底托，该上盖、密封垫圈及底托依次密封连接，所述过滤网被压紧于密封垫圈与底托之间，该过滤网的上方设有水洒，所述水洒的进口由上盖穿出、用于通过耐压水管与水下电磁阀相连，所述过滤网的下方设有安装在底托上的缓水板，所述底托上开设有用于通过耐压水管与水下数字流量计连接的出口。所述上盖、密封垫圈及底托通过压紧螺栓依次固接，该压紧螺栓的上端由所述上盖穿出、并螺纹连接压紧螺母，所述压紧螺栓的下端由底托穿出、并螺纹连接收紧螺母；所述密封垫圈的上下两面分别开设有密封槽，该密封槽内容置有与上盖、底托形成密封的压紧密封圈。所述水下中控与供电装置包括依次密封连接的上端盖、密封筒及下端盖，所述控制与采集电路板及电源安装于密封筒内，该上端盖上分别安装有牺牲阳极、水密紧固件及深度计，所述水密紧固件通过防水电缆与水下泵相连，所述深度计与控制与采集电路板连接，所述水下电磁选通阀组由水下中控与供电装置予以供电和控制，所述控制与采集电路板控制水下电磁选通阀组中各水下电磁阀的选通。所述密封筒与上端盖之间及与下端盖之间均通过端盖定位螺栓固接，该上端盖与所述密封筒之间分别设有端盖轴向密封圈及端盖径向密封圈，所述下端盖与密封筒之间分别设有端盖轴向密封圈及端盖径向密封圈。本专利技术的优点与积极效果为：本专利技术可以在水下对水体悬沙进行原位分时次进行取样和过滤，具有节省人力、原位保真获取样品等优点。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为图1中水下泵的内部结构示意图；图3为图2中进出水密封机构的结构示意图；图4A为图1中水下电磁选通阀组的结构主视图；图4B为图4A的结构俯视图；图4C为图1中水下电磁选通阀组中一个水下电磁阀的结构示意图；图5为图1中水下过滤集成装置中一个水下原位过滤装置的内部结构示意图；图6为图1中水下中控与供电装置的内部结构示意图；图7为本专利技术的工作原理图；图8为本专利技术的工作流程图；其中：1为粗过滤装置；2为水下泵，201为水密接插件，202为左端盖，203为径向定位螺栓，204为细密封圈，205为细圆筒，206为粗圆筒，207为粗密封圈，208为轴向定位螺栓，209为电机，210为泵头，211为进出水密封机构，2111为O型密封圈，2112为进出水管，2113为密封填料，2114为压套，2115为螺旋压紧管；3为水下电磁选通阀组；4为水下过滤集成装置，401为进口，402为水洒，403为压紧螺母，404为上盖，405为密封垫圈，406为压紧螺栓，407为压紧密封圈，408为过滤网，409为收紧螺母，410为缓水板，411为底托，412为出口；5为水下数字流量计；6为水下中控与供电装置，601为牺牲阳极，602为水密紧固件，603为水密紧固件螺母，604为端盖定位螺栓，6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水体悬沙原位分时次取样与过滤系统，其特征在于：包括分别安装于载体上的粗过滤装置(1)、水下泵(2)、水下电磁选通阀组(3)、水下过滤集成装置(4)、水下数字流量计(5)及水下中控与供电装置(6)，其中水下泵(2)的进水口通过耐压水管(8)与暴露于海水中的所述粗过滤装置(1)连通，该水下泵(2)的出水口通过耐压水管(8)连接所述水下电磁选通阀组(3)，所述水下过滤集成装置(4)中集成有多个水下原位过滤装置，所述水下电磁选通阀组(3)中的每个水下电磁阀分别通过耐压水管(8)与一个水下原位过滤装置连通，每个所述水下原位过滤装置的出口通过耐压水管(8)与所述水下数字流量计(5)的进水口连通，该水下数字流量计(5)的出水口与外界海水相通；所述水下中控与供电装置(6)内具有控制与采集电路板(608)及为控制与采集电路板(608)供电的电源(609)，该控制与采集电路板(608)通过防水电缆(7)分别与所述水下泵(2)、水下电磁选通阀组(3)及水下数字流量计(5)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种水体悬沙原位分时次取样与过滤系统，其特征在于：包括分别安装于载体上的粗过滤装置(1)、水下泵(2)、水下电磁选通阀组(3)、水下过滤集成装置(4)、水下数字流量计(5)及水下中控与供电装置(6)，其中水下泵(2)的进水口通过耐压水管(8)与暴露于海水中的所述粗过滤装置(1)连通，该水下泵(2)的出水口通过耐压水管(8)连接所述水下电磁选通阀组(3)，所述水下过滤集成装置(4)中集成有多个水下原位过滤装置，所述水下电磁选通阀组(3)中的每个水下电磁阀分别通过耐压水管(8)与一个水下原位过滤装置连通，每个所述水下原位过滤装置的出口通过耐压水管(8)与所述水下数字流量计(5)的进水口连通，该水下数字流量计(5)的出水口与外界海水相通；所述水下中控与供电装置(6)内具有控制与采集电路板(608)及为控制与采集电路板(608)供电的电源(609)，该控制与采集电路板(608)通过防水电缆(7)分别与所述水下泵(2)、水下电磁选通阀组(3)及水下数字流量计(5)相连。


2.根据权利要求1所述的水体悬沙原位分时次取样与过滤系统，其特征在于：所述水下泵(2)包括密封筒体、电机(209)、泵头(210)及进出水密封机构(211)，该电机(209)及泵头(210)分别安装于所述密封筒体内，所述电机(209)通过防水电缆(7)与控制与采集电路板(608)相连，所述泵头(210)由电机(209)驱动；所述密封筒体上开设的进水口及出水口处均安装有与泵头(210)连接的进出水密封机构(211)，进水口处安装的所述进出水密封机构(211)通过耐压水管(8)与所述粗过滤装置(1)连通，出水口处安装的所述出水密封机构(211)通过耐压水管(8)与所述水下电磁选通阀组(3)连通；所述密封筒体上安装有用于与防水电缆(7)相连的水密接插件(201)。


3.根据权利要求2所述的水体悬沙原位分时次取样与过滤系统，其特征在于：所述进出水密封机构(211)包括进出水管(2112)、密封填料(2113)、压套(2114)及螺旋压紧管(2115)，该进出水管(2112)的一端与所述泵头(210)密封螺纹连接，另一端与所述螺旋压紧管(2115)相连通，该螺旋压紧管(2115)的一端与所述密封筒体螺纹连接，另一端位于密封筒体外部、并连接耐压水管(8)；所述进出水管(2112)上分别套设有密封填料(2113)及压套(2114)，该密封填料(2113)与所述密封筒体抵接，所述压套(2114)位于密封填料(2113)与螺旋压紧管(2115)之间，通过该螺旋压紧管(2115)压紧所述密封填料(2113)。


4.根据权利要求2所述的水体悬沙原位分时次取样与过滤系统，其特征在于：所述密封筒体包括左端盖(202)、细圆筒(205)、粗圆筒(206)及右...

【专利技术属性】
技术研发人员：严立文，陈永华，刘艳霞，姜斌，刘庆奎，胡贺岗，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：山东;37