【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海资源探索领域，特别是涉及一种基于rov的深海采水装置。
技术介绍
1、随着人们对深海领域的探索，深海开发的环境保护问题被广泛关注。开展深海水样的理化性质分析是环境保护的核心任务。然而，深海环境原位压力较高，常规采样方法往往会因为深海环境压力的变动而造成溶解于水样中的挥发性与半挥发性气体发生过饱和而溢出，造成取出的样品失真，这种失真的样品不能反映海水原位的成分组成信息。同时，深海热液和冷泉喷口等特殊环境近底层水样的理化性质变化非常大，不同位置的水样的理化性质完全不同，单一采样根本无法分析出这种底层水样真实的理化性质。
2、为了更好地实现进行深海采样，目前已经出现了多种深海采样装置，但是这些设备的功能都比较单一，普通的采样装置甚至不具备保压功能。具有保压功能的采样装置大致分为两类，一类是单独下潜式的采样装置，这类采样装置体积大，不能被搭载在rov(无人遥控潜水器)上采样作业，进而无法进行近底层采样，也无法精准定点取样，这种装置采集的样品缺乏代表性，不能准确反映水样的理化性质。另一类是依托rov进行单序列被动采样的采样装置，这类装置虽然可以近底层采样，但是被动采样无法实现采样舱的绝对真空，会导致采集的样品受到交叉污染，不能满足严格的采样需求，而且单序列采样导致采集的样品不具有连贯性，难以实现样品平行和样品对照等需求。然而，当前深海环境保护研究中，对水体样品的要求是：首先，样品是精准定点采样和保真的；其次，样品必须是多序列的，可供对比分析不同位点的理化环境信息。显然，现有的这些采样设备根本无法满足这些要求。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的在于，提供一种能实现精准采样和多序列采样的深海采水装置。
2、本专利技术是通过以下详细技术方案实现的：
3、一种基于rov的深海采水装置，包括采样器、调节器、指令控制器和固定架，所述采样器、所述调节器和所述指令控制器设置在所述固定架上；所述采样器包括采样口、储水单元组和水泵，其中所述储水单元组包括相互并联的多个储水单元，每个储水单元包括耐压储水舱和分别与所述耐压储水舱两端连接的进水口球阀和出水口球阀，每个所述进水口球阀与所述采样口串联连通，每个所述出水口球阀与所述水泵串联连通；所述指令控制器通过控制所述调节器控制每个所述储水单元的进水口球阀和出水口球阀的开启或关闭以使所述多个储水单元依次采样，且指令控制器同时控制所述水泵的开关实现每次采样的开始与结束。
4、相对现有技术，本专利技术通过设置多个储水单元，从储存上将多序列采样的每个单独样品分隔开，防止样品储存时出现混杂污染。本采水装置通过指令控制器对调节器的控制，调节每个储水单元的进水口球阀和出水口球阀的开关状态，同时指令控制器还控制水泵的开关状态，共同实现每次采样的开始与结束。当采样开始，水泵呈开启状态，保证每次采样过程中都只有一个耐压储水舱是开启状态，做到目标点与耐压储水舱一一对应，不会出现一个目标点的样品进入多个耐压储水舱的情况。在切换另一个目标点之前，先通过指令控制器控制调节器关闭正处于开启状态的耐压储水舱，且控制水泵关闭，等采样口到新的目标点后，再控制开启新的耐压储水舱且同时开启水泵，使得新的目标点的采集样品进入到新的耐压储水舱，重复这一过程即可实现多序列采样的功能。
5、进一步地，所述进水口球阀包括一拨动杆，所述拨动杆可在垂直面上旋转实现所述进水口球阀的开启或者关闭的切换，所述出水口球阀包括前部拨动杆和后部拨动杆，所述前部拨动杆和所述后部拨动杆可在垂直面上旋转实现所述出水口球阀的开启与关闭的切换。拨动杆是一种机械式的调控方法，结构简单成本低，很容易实现，而且深海采样时机械式调节的方法的稳定性更好。
6、进一步地，所述调节器包括旋转电机、顶端前部旋转杆、顶端后部旋转杆和底端旋转杆，所述顶端前部旋转杆和顶端后部旋转杆间隔设置在所述旋转电机的顶部，所述底端旋转杆设置在所述旋转电机的底部，所述顶端前部旋转杆、所述顶端后部旋转杆和所述底端旋转杆在所述旋转电机的驱动下在水平面定角度旋转，所述顶端前部旋转杆和所述顶端后部旋转杆旋转会拨动所述前部拨动杆和所述后部拨动杆，所述底端旋转杆在旋转时会拨动所述拨动杆。调节器采用旋转杆的调控方法，由于调节器的顶端前部旋转杆、顶端后部旋转杆和底端旋转杆都是在水平面上旋转，而各个进水口球阀的拨动杆和出水口球阀前部拨动杆和后部拨动杆都是在垂直面上旋转。当拨动杆处于可拨动位置时，旋转杆进行水平面旋转的过程中会接触拨动杆从而带动拨动杆进行垂直面的旋转，进而控制进水口球阀和进水口球阀的开启或者关闭。这种调控方法简单高效，还能适应不同类型的采样器，只需要调节旋转杆的距离或者旋转杆的转速即可匹配不同类型的拨动杆球阀，安装使用非常方便。
7、进一步地，所述拨动杆、所述前部拨动杆和所述后部拨动杆在垂直面上顺时针旋转，所述顶端前部旋转杆、所述顶端后部旋转杆和所述底端旋转杆在所述旋转电机的驱动下在水平面定角度顺时针旋转。拨动杆和旋转杆都采用顺时针方向的旋转方式，使得调节器的调节方式更容易计算，方便控制器控制。
8、进一步地，所述进水口球阀初始状态为开启，所述出水口球阀初始状态为关闭。通过进水口球阀和出水口球阀的上述初始状态的设置，只需要打开每个储水单元的出水口球阀即可实现储水单元工作的开启，然后统一将两个阀门调节为关闭即可实现储水单元工作的关闭，无须对两个球阀都进行反复操作，简化操作流程。
9、进一步地，所述储水单元还包括主动保压器，所述主动保压器设置在所述耐压储水舱上。主动保压器能够保证每一个耐压储水舱都能实现主动保压。
10、进一步地，所述主动保压器包括壳体和设置于所述壳体内的活塞，所述壳体具有内腔体，所述活塞将所述内腔体分成储能端和储水端。所述主动保压器的结构简单，通过被压缩的气体回弹以补偿耐压储水舱由于腔体形变导致的压力下降量，从而实现了对水样的主动保压。
11、进一步地，所述耐压储水舱上还设有一取样阀。所述取样阀便于采样后样品的转移。
12、进一步地，多个储水单元通过软管并联连通，每个所述进水口球阀与所述采样口通过软管串联连通，每个所述出水口球阀与所述水泵通过软管串联连通，所述水泵为蠕动泵。软管连接的方式更方便深海作业，而且更便于所述采样口切换目标采样点。所述蠕动泵能跟所述软管配合，采集到的样品只通过和接触软管，不会与泵体接触，能防止泵体污染样品。所述蠕动泵还能够精准控制流量，只需要通过控制所述蠕动泵运行时间即可确定所述耐压储水舱是否存满样品，无需额外加装其他传感器。所述蠕动泵内部还设有单向阀，能杜绝因为泵体故障出现的液体倒流现象，能够降低样品污染的风险。
13、本专利技术还提供一种基于上述采水装置的多序列采样方法，包括以下步骤：
14、s1：在所述采水装置随rov下潜之前将所有的进水口球阀调至“开启”状态，同时将所有的出水口球阀调至“关闭”状态；
15、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于ROV的深海采水装置，其特征在于：包括采样器、调节器、指令控制器和固定架，所述采样器、所述调节器和所述指令控制器设置在所述固定架上；所述采样器包括采样口、储水单元组和水泵，其中所述储水单元组包括相互并联的多个储水单元，每个储水单元包括耐压储水舱和分别与所述耐压储水舱两端连接的进水口球阀和出水口球阀，每个所述进水口球阀与所述采样口串联连通，每个所述出水口球阀与所述水泵串联连通；所述指令控制器通过控制所述调节器控制每个所述储水单元的进水口球阀和出水口球阀的开启或关闭以使所述多个储水单元依次采样，且指令控制器同时控制所述水泵的开关实现每次采样的开始与结束。
2.根据权利要求1所述的采水装置，其特征在于：所述进水口球阀包括一拨动杆，所述拨动杆可在垂直面上旋转实现所述进水口球阀的开启或者关闭的切换，所述出水口球阀包括前部拨动杆和后部拨动杆，所述前部拨动杆和所述后部拨动杆可在垂直面上旋转实现所述出水口球阀的开启与关闭的切换。
3.根据权利要求2所述的采水装置，其特征在于：所述调节器包括旋转电机、顶端前部旋转杆、顶端后部旋转杆和底端旋转杆，所述顶端前部旋转杆
4.根据权利要求3所述的采水装置，其特征在于：所述拨动杆、所述前部拨动杆和所述后部拨动杆刻在垂直面上顺时针旋转，所述顶端前部旋转杆、所述顶端后部旋转杆和所述底端旋转杆在所述旋转电机的驱动下在水平面定角度顺时针旋转。
5.根据权利要求4所述的采水装置，其特征在于：所述进水口球阀初始状态为开启，所述出水口球阀初始状态为关闭。
6.根据权利要求5所述的采水装置，其特征在于：所述储水单元还包括主动保压器，所述主动保压器设置在所述耐压储水舱上。
7.根据权利要求6所述的采水装置，其特征在于：所述主动保压器包括壳体和设置于所述壳体内的活塞，所述壳体具有内腔体，所述活塞将所述内腔体分成储能端和储水端。
8.根据权利要求1所述的采水装置，其特征在于：所述耐压储水舱上还设有一取样阀。
9.根据权利要求1所述的采水装置，其特征在于：多个储水单元通过软管并联连通，每个所述进水口球阀与所述采样口通过软管串联连通，每个所述出水口球阀与所述水泵通过软管串联连通，所述水泵为蠕动泵。
10.一种基于权利要求1-9任一所述采水装置的多序列采样方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于rov的深海采水装置，其特征在于：包括采样器、调节器、指令控制器和固定架，所述采样器、所述调节器和所述指令控制器设置在所述固定架上；所述采样器包括采样口、储水单元组和水泵，其中所述储水单元组包括相互并联的多个储水单元，每个储水单元包括耐压储水舱和分别与所述耐压储水舱两端连接的进水口球阀和出水口球阀，每个所述进水口球阀与所述采样口串联连通，每个所述出水口球阀与所述水泵串联连通；所述指令控制器通过控制所述调节器控制每个所述储水单元的进水口球阀和出水口球阀的开启或关闭以使所述多个储水单元依次采样，且指令控制器同时控制所述水泵的开关实现每次采样的开始与结束。
2.根据权利要求1所述的采水装置，其特征在于：所述进水口球阀包括一拨动杆，所述拨动杆可在垂直面上旋转实现所述进水口球阀的开启或者关闭的切换，所述出水口球阀包括前部拨动杆和后部拨动杆，所述前部拨动杆和所述后部拨动杆可在垂直面上旋转实现所述出水口球阀的开启与关闭的切换。
3.根据权利要求2所述的采水装置，其特征在于：所述调节器包括旋转电机、顶端前部旋转杆、顶端后部旋转杆和底端旋转杆，所述顶端前部旋转杆和顶端后部旋转杆间隔设置在所述旋转电机的顶部，所述底端旋转杆设置在所述旋转电机的底部，所述顶端前部旋转杆、所述顶端后部旋转杆和所述底端旋转杆在所述旋转电机的驱动下在水平面定角...
【专利技术属性】
技术研发人员：桑石磊，赵庄明，孙立伟，谢恩义，曲元凯，
申请(专利权)人：生态环境部华南环境科学研究所生态环境部生态环境应急研究所，
类型：发明
国别省市：
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