CN112747950B - 一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，包括数据采集器和柱状取样器，数据采集器包括水文数据采集器和热流数据采集器，水文数据采集器包括多参数水文记录仪、支架和连接杆，多参数水文记录仪安装在支架内，水文数据采集器通过连接杆安装在柱状取样器上方，柱状取样器装有压载铅块和取样管。本发明可实现柱状取样器单次下放的全水深多参数水文数据连续采集，充分利用取样器下放和回收的船时。

Description

一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***
技术领域
本发明属于海洋观测技术领域，具体涉及一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***。
背景技术
在进行海洋沉积物时，经常需要进行取样操作，以获取一定厚度、具有完整沉积序列的海洋沉积物，常见的取样方式为柱状沉积物取样器。本发明可以使取样器以垂直姿态贯入海底沉积物中，保证高质量、高效率的获取深海海底柱状沉积物样品，满足深水区柱状沉积物的取样需求。
如以下在先申请专利，专利号CN108760375A，名称一种重力柱状沉积物取样器，其管状部分顶部侧壁开有排水窗、内装样品管及其卡环，管状部分外壁设有限位环；排水窗上方的外壁设有承重座及铅块荷载，承重座下安装有高度计、压力传感器和释放器；取样管中部设有上下两个相互垂直的螺旋桨。使用时取样器以垂直姿态贯入海底沉积物中，获取深海海底柱状沉积物样品，满足深水区柱状沉积物的取样需求。
如上述在先申请的柱状取样器具有以下缺点和不足：
现有的柱状取样器仅能在触底时获取样品，进而通过在实验室对沉积物进行测试分析获取数据。而取样器在海水中下放和回收过程中，其占据取样船时最长，却无法进行任何原位数据采集。如果该取样站位需要沉积物取样站位的水文信息（如温度、盐度、叶绿素、浊度、溶解氧的参数），仅能依靠舯部甲板下放的 CTD 进行数据采集，不仅多耗费1倍船时，且其无法覆盖接近海底沉积物的底层水体。
此外，海洋地质观测和研究中，对沉积物的原位热流数据的采集具有重要意义。获取沉积物热流信息，需要单独下放设备进行数据采集。如需获取热流采集站位的沉积物类型、化学组成等信息，则需要再次下放沉积物取样器，且无法做到触底位置完全一致。
有鉴于此，特提出本专利申请。
发明内容
本发明提供了一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，目的是实现柱状取样器单次下放的全水深多参数水文数据连续采集和沉积物热流数据采集，充分利用取样器下放和回收的船时。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，包括数据采集器和柱状取样器，所述数据采集器包括水文数据采集器和热流数据采集器，所述水文数据采集器包括多参数水文记录仪、支架和连接杆，所述多参数水文记录仪安装在所述支架内，所述水文数据采集器通过连接杆安装在所述柱状取样器上方，所述柱状取样器装有压载铅块和取样管。
进一步的，所述柱状取样器设有提头、固定环和套杆，所述提头固定在固定环的外表面，所述套杆套在固定环内。
进一步的，所述压载铅块下方设有限位环，所述压载铅块和限位环都套在套杆上。
进一步的，所述限位环为侧面镂空的圆柱状。
进一步的，所述取样管低端为圆锥形，顶端有连接头，通过所述连接头与所述套杆相连。
进一步的，所述连接杆的长度大于所述支架的长边，尾部为圆环状，所述柱状取样器的提头套在所述连接杆尾部的圆环内。
进一步的，所述热流数据采集器包括热流计和热流计支架，所述热流数据采集器通过所述热流计支架固定在所述取样管上，在所述取样管的侧面不同角度的位置上取相同间隔安装所述热流计。
进一步的， 所述热流计支架的底部为一弧形底座，所述弧形底座中央垂直装有一个梯形固定片，所述梯形固定片的下底与所述弧形底座相连，上底与热流计套相连。
进一步的，所述梯形固定片的中央镂空，上底和下底各设有两个矩形缺口。
进一步的，所述热流计套为圆柱形，顶端有一固定孔，低端为斜坡状，侧面有一半镂空，非镂空侧面与所述梯形固定片的上底相连接。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
1、可实现深海环境下柱状取样器单次下放的原位沉积物热流测量，节省船时，取样效率更高；
2、实现了柱状取样器单次下放的全水深水质多参数数据连续采集，能完成水体剖面数据测量，充分利用了取样器下放和回收船时；
3、能够实现柱状取样时的原位水体参数和底部沉积物热流数据采集，完全一致的触底位置有利于后续进行不同参数对比研究。
附图说明
图1 为本发明具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***的结构示意图；
图2 为本发明具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***的连接处的细节图；
图3 为本发明具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***的热流计支架的结构示意图；
图中，1、水文数据采集器，11、连接杆，12、支架，13、多参数水文记录仪，2、热流数据采集器，21、热流计支架，3、柱状取样器，31、提头，32、固定环，33、压载铅块，34、限位环，35、套杆，36、连接头，37、取样管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。
请参阅图1-3，本发明提供了一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，包括数据采集器（水文数据采集器1、热流数据采集器2）和柱状取样器3。水文数据采集器1包括连接杆11、支架12和多参数水文记录仪13，多参数水文记录仪13安装在支架12内，水文数据采集器1通过连接杆11安装在柱状取样器3上方。连接杆11的长度大于支架12的长边，尾部为圆环状，柱状取样器3的提头31套在连接杆11尾部的圆环内。
热流数据采集器2包括热流计（未在图中标出）和热流计支架21（如图3所示）。热流数据采集器2通过热流计支架21安装在取样管37上，热流计支架21的底部为一弧形底座，底座中央垂直装有一个梯形固定片，梯形固定片的下底与弧形底座相连，上底与热流计套相连。梯形固定片的上底和下底各设有两个矩形缺口，其中央镂空。热流计套为圆柱形，顶端有一固定孔，低端为斜坡状，侧面有一半镂空，非镂空侧面与所述梯形固定片的上底相连接。热流计支架21在柱状取样器3取样的过程中，能保护热流计不受甲板、坚硬底质撞击，且其镂空设计能保证热流计传感器充分、准确的记录原位热流数据。热流计可安装多个，取相同间隔安装在取样管37的侧面不同角度的位置上，达到数据采集的作用。
柱状取样器3装有压载提头31、固定环32、铅块33、限位环34、套杆35、连接头36和取样管37。提头31装在固定环32的外表面，所述套杆35套在固定环32内。压载铅块33下方设有侧面镂空的圆柱状的限位环34，压载铅块33和限位环34都套在套杆35上。取样管37底端为圆锥形，顶端有连接头36，通过连接头36与套杆35相连。
在取样***工作时，柱状取样器3上安装有热流数据采集器2，可实现深海环境下柱状取样器3单次下放的原位沉积物热流测量，同时，水文数据采集器1上的多参数水文记录仪13（RBR maestro 多通道记录仪）可进行全水深多参数水文数据连续采集，节省船时，取样效率更高。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，其特征在于：所述柱状沉积物取样***包括数据采集器和柱状取样器；所述数据采集器包括水文数据采集器和热流数据采集器，所述水文数据采集器包括多参数水文记录仪、支架和连接杆，所述多参数水文记录仪安装在所述支架内，所述水文数据采集器通过连接杆安装在所述柱状取样器上方；
所述柱状取样器装有压载铅块和取样管；所述柱状取样器设有提头、固定环和套杆，所述提头固定在固定环的外表面，所述套杆套在固定环内；所述取样管底端为圆锥形，顶端有连接头，通过所述连接头与所述套杆相连；
所述热流数据采集器包括热流计和热流计支架，所述热流数据采集器通过所述热流计支架固定在所述取样管上，在所述取样管的侧面不同角度的位置上取相同间隔安装所述热流计；所述热流计支架的底部为一弧形底座，所述弧形底座中央垂直装有一个梯形固定片，所述梯形固定片的下底与所述弧形底座相连，上底与热流计套相连，所述梯形固定片的中央镂空，上底和下底各设有两个矩形缺口；所述热流计套为圆柱形，顶端有一固定孔，低端为斜坡状，侧面有一半镂空，非镂空侧面与所述梯形固定片的上底相连接。
2.根据权利要求1所述的具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，其特征在于：所述压载铅块下方设有限位环，所述压载铅块和限位环都套在套杆上。
3.根据权利要求2所述的具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，其特征在于：所述限位环为侧面镂空的圆柱状。
4.根据权利要求1所述的具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***，其特征在于：所述连接杆的长度大于所述支架的长边，尾部为圆环状，所述柱状取样器的提头套在所述连接杆尾部的圆环内。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112747950B (zh) * 2021-01-14 2022-08-05 自然资源部第一海洋研究所 一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***
CN113495014B (zh) * 2021-06-15 2022-12-09 中国海洋大学 一种用于土工力学参数原位测试的振动式重力取样器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019190B1 (en) * 1998-09-28 2006-03-28 Innova Soil Technology Pty Ltd Soil remediation system
CN105466899A (zh) * 2015-02-04 2016-04-06 中国科学院南京地理与湖泊研究所 一种原位同步监测活性磷和溶解氧的复合膜及其制备方法
CN108572000A (zh) * 2017-03-07 2018-09-25 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 一种用于河水样品采集及现场分析装置
CN109490084A (zh) * 2018-11-29 2019-03-19 中国海洋大学 一种模拟波浪作用下海洋沉积物中内源污染物释放量的原位测试装置及方法
CN111595611A (zh) * 2020-05-13 2020-08-28 中国科学院海洋研究所 基于rov的深海沉积物声学参数原位探测***及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU70995U1 (ru) * 2007-10-30 2008-02-20 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Зонд для измерения профиля температуры
US8763478B2 (en) * 2010-09-07 2014-07-01 Unibest International, Llc Environmental sampler and methods of using same
CN104950344A (zh) * 2015-06-03 2015-09-30 中国科学院南海海洋研究所 一种基于水下机器人平台的海底热流长期观测探针
CN107478459B (zh) * 2017-09-24 2019-09-06 自然资源部第一海洋研究所 一种可抛荷载式深海重力柱状沉积物取样器
CN107727430A (zh) * 2017-11-10 2018-02-23 大连理工大学 一种船基深海沉积物智能重力采样装置
CN108593330B (zh) * 2018-06-21 2024-06-07 广东工业大学 一种声学测量多管采样装置
CN108760375B (zh) * 2018-07-10 2020-09-01 自然资源部第一海洋研究所 一种重力柱状沉积物取样器
CN109916655B (zh) * 2019-04-18 2021-09-17 海检检测有限公司 水下运载器搭载式深海沉积物取样器
CN111795857A (zh) * 2020-08-12 2020-10-20 自然资源部第一海洋研究所 海底沉积物柱状取样器及其在原位测量***中的应用
CN112747950B (zh) * 2021-01-14 2022-08-05 自然资源部第一海洋研究所 一种具备原位数据采集功能的柱状沉积物取样***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019190B1 (en) * 1998-09-28 2006-03-28 Innova Soil Technology Pty Ltd Soil remediation system
CN105466899A (zh) * 2015-02-04 2016-04-06 中国科学院南京地理与湖泊研究所 一种原位同步监测活性磷和溶解氧的复合膜及其制备方法
CN108572000A (zh) * 2017-03-07 2018-09-25 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 一种用于河水样品采集及现场分析装置
CN109490084A (zh) * 2018-11-29 2019-03-19 中国海洋大学 一种模拟波浪作用下海洋沉积物中内源污染物释放量的原位测试装置及方法
CN111595611A (zh) * 2020-05-13 2020-08-28 中国科学院海洋研究所 基于rov的深海沉积物声学参数原位探测***及方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A 3D analysis algorithm to improve interpretation of heat pulse sensor results for the determination of small-scale flow directions and velocities in the hyporheic zone;Angermann L 等;《Journal of Hydrology》;20121219;第475卷;第1-11页 *
Terrestrial heat flow in Junggar Basin, Northwest China;Wang SJ 等;《Chinese Science Bulletin》;20001001;第45卷(第19期);第1808-1813页 *
一种新型海底沉积物声学原位测量***的研制及应用;候正瑜 等;《地球物理学报》;20151231;第58卷(第6期);第1976-1984页 *
海底天然气水合物资源勘探流程和评价方法;黄国成;《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》;20081231(第10期);第A010-5页 *

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Publication number Publication date
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AU2021106187A4 (en) 2021-10-28

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