一种深渊水体双样品筒式保压取样系统技术方案

本发明专利技术涉及海洋工程技术装备领域，旨在提供一种深渊水体双样品筒式保压取样系统。包括固定在固定架上的两个样品筒和一个取样驱动装置；样品筒由首尾相接的蓄能腔筒体和样品腔筒体组成，在样品筒的两端部，分别于蓄能腔筒体设插装式截止阀，样品腔筒体设进样水密接头；所述取样驱动装置由依次布置的电路腔、驱动器和电动取样阀组成，电路腔中设有控制电路模块，控制电路模块电连接至驱动器，由后者驱动电动取样阀执行动作；电动取样阀分别连接两个样品筒的进样水密接头和外部取样器。本发明专利技术能够实现多点位取样，满足单次下潜活动中更多采样点位的采样需求。独立且并列设置方式，让取样系统模块化运用具有可能性，具有灵活的使用机制。用机制。用机制。

【技术实现步骤摘要】
一种深渊水体双样品筒式保压取样系统


[0001]本专利技术涉及海洋工程技术装备领域，具体涉及一种深渊水体双样品筒式保压取样系统。

技术介绍

[0002]深度超过6000米的海域一般称为超深海或深渊带，仅占海洋总面积的1.2％，这些区域往往具有独特的地质特征，是全球海洋中人类知之极少却又十分难以企及的海底区域。海沟占海洋环境总垂直深度的45％以上，它们几乎完全是由较浅的区域隔开的空间上分离的环境。尽管被认为是一个极端的环境，海斗区域是多种动植物的寄主深渊海沟是受地理隔离和强大海水的压力下共同促使了不同地方的物种多样性。深渊环境是地球上构造活动十分活跃的地质环境之一，活跃的构造运动可能诱导海底甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体的释放，并可能孕育深渊“冷泉”生命群落，形成独特的深渊生命栖息地。由于深渊独特的地理环境，深渊科学正在成为国际海洋研究的最新前沿领域。国内外学者在深渊带的热液喷口、底层沉积物等各种不同的位置均发现了独特的生物群落。对采集到的样本进行分离和解析后发现，深渊生物圈中的微生物具有很高的丰度和多样性，且往往具有一些特殊的功能。
[0003]深渊水体保压取样系统是为了获得深渊底部化学环境特征、生物群落特征，为深渊海底环境、深渊地球化学过程和生命过程等科学研究提供技术手段。取样器应用于海底水体的采样工作，在不破坏深渊海水样品的内部化学组分和微生物活性的前提下，将维持原位压力的样品采集到实验室以用于进一步的科学分析研究。依靠高纯度压缩氮气进行压力补偿，取样器在回收和样品转移过程中能维持海水样品压力基本不变。深渊环境的特殊性对深渊生物资源获取造成了很大的困难和挑战，目前世界范围内能应用于深渊环境的作业装置屈指可数。在深渊环境下，海水压力最大可达100MPa以上，同时伴随腐蚀和低温，这对工作部件的材料选用和结构设计提出了特殊的要求。
[0004]因此，提供一种能在全海深工况下进行深渊水体保压取样，能够为深渊微生物的采集和研究提供可靠的基础，对于发展海洋科学具有特殊意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种深渊水体双样品筒式保压取样系统。
[0006]为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：
[0007]提供一种深渊水体双样品筒式保压取样系统，包括固定在固定架上的两个样品筒和一个取样驱动装置，以及外部取样器；
[0008]所述样品筒由首尾相接的蓄能腔筒体和样品腔筒体组成，蓄能腔筒体中设蓄能腔活塞，样品腔筒体中设样品腔活塞，在两个活塞两者之间设有阻尼模块；在样品筒的两端部，分别于蓄能腔筒体的外端部设插装式截止阀，样品腔筒体的外端部设进样水密接头；
[0009]所述取样驱动装置由依次布置的电路腔、驱动器和电动取样阀组成，电路腔中设有控制电路模块，控制电路模块电连接至驱动器，由后者驱动电动取样阀执行动作；所述电动取样阀是两位三通阀，分别通过水密管路连接两个样品筒的进样水密接头和外部取样器。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述样品筒和取样驱动装置并列固定在长条形的固定架上，两个样品筒分别位于取样驱动装置的两侧。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述样品筒是以多段结构依次螺接的方式组装而成；其中，所述蓄能腔筒体的尾部开口端设内螺纹，样品腔筒体的头部设外螺纹，两者相互螺接；样品腔筒体的尾部开口端设内螺纹，对应安装设有外螺纹的堵头以实现密封；所述堵头具有贯通的通道，其两端分别连接样品腔筒体的腔体和进样水密接头。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述样品腔筒体的头部具有横向贯通的通道，通道的两端分别连接蓄能腔筒体和样品腔筒体的腔体，所述阻尼模块间隙安装于通道内。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述外部取样器上设有适于水下机器人执行抓取动作的把手。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述电路腔的外端设有水密缆接头，并与电路腔内部的控制电路模块电连接。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述控制电路模块包括电路板、温度传感器和电池；其中，电路板上设有控制器、储存器模块、时钟模块、电源模块、通讯模块、放大器模块和驱动器控制模块，控制器分别电连接至储存器模块、时钟模块、电源模块、通讯模块和放大器模块；电源模块与电池相连，通讯模块与通讯水密缆相连，放大器模块与温度传感器电连接；控制器和放大器模块还分别与驱动器中的驱动控制模块电连接。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述驱动器中包括电源、驱动控制模块和直流电机。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述蓄能腔活塞和样品腔活塞的外壁设多个环向凹槽，凹槽中装有O型圈，实现活塞与腔体之间的活动密封。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]1、本专利技术中双样品筒式保压取样系统，能够实现多点位取样，满足单次下潜活动中更多采样点位的采样需求。
[0020]2、本专利技术可以根据实际需要投用双样品筒，也可以仅使用单个样品筒，因此具有灵活的使用机制。
[0021]3、彼此螺接的蓄能腔筒体及样品腔筒体可以在深渊水下环境最大程度地保持采样过程的水密可靠性，避免采集样品受到压力变化影响。
[0022]4、独立且并列设置方式，让取样系统模块化运用具有可能性。
附图说明
[0023]图1是本专利技术提供的双样品筒式保压取样系统的结构示意图。
[0024]图2是电路腔中控制电路模块的电连接关系示意图。
[0025]附图标记说明：1样品筒、2电路腔、3固定架、4电动取样阀、5驱动器、6把手、7水密缆接头、8电路板、9通讯水密缆、10温度传感器；1
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1插装式截止阀、1
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2蓄能腔活塞、1
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3样品腔活塞、1
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4蓄能腔筒体、1
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5样品腔筒体、1
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6阻尼模块。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施方式进一步说明本专利技术的技术方案。以下的实施例可以使本专业
的技术人员更全面的了解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。
[0027]如图1所示，本专利技术的深渊水体双样品筒式保压取样系统，包括固定在固定架3上的两个样品筒1和一个取样驱动装置，以及外部取样器；外部取样器上设有适于水下机器人执行抓取动作的把手6，用于定点取样。
[0028]样品筒1由首尾相接的蓄能腔筒体1
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4和样品腔筒体1
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5组成，两个样品筒1分别位于取样驱动装置的两侧，且并列固定在长条形的固定架3上。样品筒1是以蓄能腔筒体1
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4、样品腔筒体1
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5和堵头等多段结构依次螺接组装而成；其中，在蓄能腔筒体的1
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4尾部开口端设内螺纹，样品腔筒体1
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5的头部设外螺纹，两者相互螺接。样品腔筒体1
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5的头部具有横向贯通的通道，通道的两端分别连接蓄能腔筒体1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深渊水体双样品筒式保压取样系统，其特征在于，包括固定在固定架上的两个样品筒和一个取样驱动装置，以及外部取样器；所述样品筒由首尾相接的蓄能腔筒体和样品腔筒体组成，蓄能腔筒体中设蓄能腔活塞，样品腔筒体中设样品腔活塞，在两个活塞两者之间设有阻尼模块；在样品筒的两端部，分别于蓄能腔筒体的外端部设插装式截止阀，样品腔筒体的外端部设进样水密接头；所述取样驱动装置由依次布置的电路腔、驱动器和电动取样阀组成，电路腔中设有控制电路模块，控制电路模块电连接至驱动器，由后者驱动电动取样阀执行动作；所述电动取样阀是两位三通阀，分别通过水密管路连接两个样品筒的进样水密接头和外部取样器。2.根据权利要求1所述的保压取样系统，其特征在于，所述样品筒和取样驱动装置并列固定在长条形的固定架上，两个样品筒分别位于取样驱动装置的两侧。3.根据权利要求1所述的保压取样系统，其特征在于，所述样品筒是以多段结构依次螺接的方式组装而成；其中，所述蓄能腔筒体的尾部开口端设内螺纹，样品腔筒体的头部设外螺纹，两者相互螺接；样品腔筒体的尾部开口端设内螺纹，对应安装设有外螺纹的堵头以实现密封；所述堵头具有贯通的通道，其两端分别连接样品腔筒体的腔体和进样水密接头。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，吴世军，张大海，阮东瑞，陈家旺，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：