專(zhuān)利名稱(chēng)：深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可長(zhǎng)期探測(cè)海底熱液噴口環(huán)境溫度的探測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
溫度高達(dá)三百多攝氏度的滾燙熱液從海底熱液噴口向上噴射，當(dāng)遇到冰冷的海水時(shí)會(huì)礦化成高達(dá)13米的煙囪狀金屬硫化物的礦物，在“煙囪”附近還群集著大量的海底生物。這一過(guò)程如果使之在人工制造的培養(yǎng)籃中發(fā)生，并且原位記錄此過(guò)程中的一些特征參數(shù)，那么就可以對(duì)海底熱液噴發(fā)及其周?chē)莫?dú)特生命形式作深入地研究，從而為人類(lèi)研究生命起源和深部生物圈提供一個(gè)重要的窗口。對(duì)海底熱液溫度探測(cè)的傳統(tǒng)方法是借助于深潛器用測(cè)溫裝置對(duì)噴發(fā)的熱液進(jìn)行短暫的測(cè)試以便粗略得知噴口的噴發(fā)溫度，它不能得知熱液在礦化過(guò)程中的溫度情況，尤其難以對(duì)其溫度進(jìn)行原位長(zhǎng)期的探測(cè)從而建立熱液礦化后形成的“煙囪”狀沉積物的溫度場(chǎng)，從而難以進(jìn)一步研究海底熱液成礦機(jī)理。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置，以便能于深海熱液噴口原位長(zhǎng)期探測(cè)并記錄深海熱液在礦化過(guò)程中的溫度活動(dòng)。
本實(shí)用新型所提供的深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置，包括一培養(yǎng)帽，為一圓臺(tái)形的筒體，在培養(yǎng)帽的內(nèi)腔中分層定位多路熱電偶的頭部，形成多層多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，一底座，通過(guò)一內(nèi)錐孔與培養(yǎng)帽的錐壁相配合，將培養(yǎng)帽安裝固定在底座之上，一連接腔，安裝固定在底座的一側(cè)，連接腔與培養(yǎng)帽之間由所述的多路熱電偶相連接，多路熱電偶的尾部被引入連接腔，一電路腔，其腔內(nèi)安裝設(shè)置具有多路溫度采集、處理和儲(chǔ)存功能的電路板和電源，它通過(guò)水密接插件與連接腔相連接，在連接腔中，分別與多路熱電偶的尾部相連接的多路熱電偶導(dǎo)出線(xiàn)通過(guò)水密接插件引入電路腔，接入多路溫度采集、處理和儲(chǔ)存功能的電路板的輸入接口。
在本實(shí)用新型的培養(yǎng)帽腔內(nèi)，除了多根熱電偶占去的空間外，其余的空間都將成為熱液礦化的堆積和生物附著的空間，可在所述的培養(yǎng)帽腔內(nèi)各層間布設(shè)有網(wǎng)線(xiàn)以便礦物堆積和生物附著。
可以在所說(shuō)的培養(yǎng)帽1、底座2和連接腔3的重心位置處安裝有手柄，以便于裝置的放置和回收。
本實(shí)用新型的連接腔和電路腔可采用1Cr17Ni2材料制作而成，且采用壓力容器的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)以便使裝置能適應(yīng)海底的高壓環(huán)境；培養(yǎng)帽和底座是要與高溫的熱液直接接觸的，因而培養(yǎng)帽可采用不銹鋼材料制作而成，底座亦可采用1Cr17Ni2材料制作。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是提供9路溫度采集與處理的探測(cè)裝置，在培養(yǎng)帽的內(nèi)腔中分3層設(shè)置定位9路熱電偶的頭部，每層設(shè)置3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，每層的3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在培養(yǎng)帽(1)內(nèi)腔1/2半徑的圓周處均布設(shè)置，上層與下層的測(cè)溫點(diǎn)之間相互成60°的圓心角錯(cuò)位，形成3層9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。
本實(shí)用新型的有益效果在于該深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置具有多路溫度采集與處理的功能，能在深海極端環(huán)境下工作。設(shè)計(jì)的裝置能原位長(zhǎng)期探測(cè)并記錄深海熱液在礦化過(guò)程中的溫度活動(dòng)，并能采集海底礦物和生物樣本。為建立海底熱液礦化后形成的“煙囪”狀沉積物的溫度場(chǎng)提供了一個(gè)硬件測(cè)試平臺(tái)，從而為進(jìn)一步研究海底熱液成礦機(jī)理提供有價(jià)值的參考。


圖1為本實(shí)用新型的深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1，本深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置實(shí)施例為9路溫度采集與處理的探測(cè)裝置，包括培養(yǎng)帽1、底座2、連接腔3和電路腔4；培養(yǎng)帽1內(nèi)定位有第一熱電偶5的頭部、第二熱電偶6的頭部、第三熱電偶7的頭部、第四熱電偶8的頭部、第五熱電偶9的頭部、第六熱電偶10的頭部、第七熱電偶11的頭部、第八熱電偶12的頭部和第九熱電偶13的頭部，形成9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)；底座2的內(nèi)錐孔與培養(yǎng)帽1的錐壁配合固定連接；連接腔3安裝在底座2的一側(cè)，在培養(yǎng)帽1、底座2與連接腔3的重心位置處裝有手柄18；第一熱電偶5、第二熱電偶6、第三熱電偶7、第四熱電偶8、第五熱電偶9、第六熱電偶10、第七熱電偶11、第八熱電偶12和第九熱電偶13連結(jié)培養(yǎng)帽1和連接腔3；連接腔3與電路腔4之間通過(guò)第一水密接插件14和第二水密接插件15相連接；電路腔4內(nèi)設(shè)置具有多路溫度采集、處理和儲(chǔ)存功能的電路板的電路板16和電池17；第一熱電偶5的尾部、第二熱電偶6的尾部、第三熱電偶7的尾部、第四熱電偶8的尾部、第五熱電偶9的尾部、第六熱電偶10的尾部、第七熱電偶11的尾部、第八熱電偶12的尾部和第九熱電偶13的尾部在連接腔3內(nèi)與第一水密接插件14和第二水密接插件15中的多路熱電偶導(dǎo)出線(xiàn)連接，這些多路熱電偶導(dǎo)出線(xiàn)通過(guò)第一水密接插件14和第二水密接插件15引入電路腔4并接入多路溫度采集、處理和儲(chǔ)存功能的電路板的輸入接口。
在培養(yǎng)帽1里定位的9個(gè)熱電偶的頭部分為3層進(jìn)行設(shè)置的，在每層上設(shè)置3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。每層的3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在培養(yǎng)帽1內(nèi)腔1/2半徑的圓周處均布設(shè)置，即3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)彼此與圓心成120°角布置，同時(shí)上層與下層的測(cè)溫點(diǎn)之間相互成60°的圓心角錯(cuò)位，形成3層9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。所述的用于測(cè)量9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度的9根熱電偶均采用鎧裝有內(nèi)徑為3mm的鈦管的熱電偶。培養(yǎng)帽1內(nèi)除了9根熱電偶占去的空間外，其余的空間都為熱液礦化的堆積和生物附著的空間，在每層上布設(shè)有網(wǎng)線(xiàn)以便礦物的堆積和生物的附著。9根熱電偶的頭部在培養(yǎng)帽1里探測(cè)熱液在礦化過(guò)程中的溫度，熱電偶的尾部在連接腔3內(nèi)將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳給第一水密接插件14和第二水密接插件15中的多路熱電偶導(dǎo)出線(xiàn)，再通過(guò)第一水密接插件14和第二水密接插件15再將9路數(shù)據(jù)傳至電路腔4內(nèi)的電路板16進(jìn)行處理和保存。
在海底實(shí)際使用時(shí)，電路腔4應(yīng)該遠(yuǎn)離連接腔3約兩米左右，以便電路腔4在溫度較低的海水環(huán)境下工作。在回收裝置時(shí)，注意輕拿輕放，以免培養(yǎng)帽1內(nèi)生長(zhǎng)的礦物和附著的生物樣本脫落。
權(quán)利要求1.一種深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置，其特征在于包括一培養(yǎng)帽(1)，為一圓臺(tái)形的筒體，在培養(yǎng)帽(1)的內(nèi)腔中分層定位多路熱電偶的頭部，形成多層多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，一底座(2)，通過(guò)一內(nèi)錐孔與培養(yǎng)帽(1)的錐壁相配合，將培養(yǎng)帽(1)安裝固定在底座(2)之上，一連接腔(3)，安裝固定在底座(2)的一側(cè)，連接腔(3)與培養(yǎng)帽(1)之間由所述的多路熱電偶連接，多路熱電偶的尾部被引入連接腔(3)，一電路腔(4)，腔內(nèi)安裝設(shè)置具有多路溫度采集、處理和儲(chǔ)存功能的電路板和電源，它通過(guò)水密接插件與連接腔(3)相連接，在連接腔(3)中，分別與多路熱電偶的尾部相連接的多路熱電偶導(dǎo)出線(xiàn)通過(guò)水密接插件引入電路腔(4)，接入多路溫度采集、處理和儲(chǔ)存功能的電路板的輸入接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置，其特征在于所述的在培養(yǎng)帽(1)的內(nèi)腔中分3層設(shè)置定位9路熱電偶的頭部，每層設(shè)置3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，每層的3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)在培養(yǎng)帽(1)內(nèi)腔1/2半徑的圓周處均布設(shè)置，上層與下層的測(cè)溫點(diǎn)之間相互成60°的圓心角錯(cuò)位，形成3層9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置，其特征在于所述的培養(yǎng)帽(1)腔內(nèi)各層間布設(shè)有用于礦物堆積和生物附著的網(wǎng)線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置，其特征在于連接腔(3)與電路腔(4)之間通過(guò)兩個(gè)水密接插件(14、15)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)裝置，其特征在于在所說(shuō)的培養(yǎng)帽(1)、底座(2)和連接腔(3)的重心位置處安裝有手柄(18)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種深海熱液噴口原位溫度長(zhǎng)期探測(cè)系統(tǒng)，包括培養(yǎng)帽、底座、連接腔和電路腔，該系統(tǒng)配置有多路熱電偶用于深海熱液噴口溫度的原位探測(cè)，多路熱電偶的頭部分層布設(shè)于培養(yǎng)帽腔內(nèi)，形成多層多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，多路熱電偶連接到連接腔，再通過(guò)水密接插件連接到電路腔中所設(shè)置的具有多路溫度采集、處理和儲(chǔ)存功能的電路板，從而將培養(yǎng)帽腔內(nèi)多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)傳至電路腔4內(nèi)的電路板16進(jìn)行處理和保存。本系統(tǒng)具有耐高壓、高溫和多路溫度采集等特點(diǎn)，能在深海極端環(huán)境下記錄海底熱液在礦化過(guò)程中的溫度活動(dòng)，并能采集海底礦物和生物樣本。
文檔編號(hào)C12Q1/02GK2919250SQ2006200606
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者周懷陽(yáng), 楊燦軍, 吳懷超, 彭曉彤, 陳鷹, 牛彬, 周勇, 張佳帆, 季福武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所, 浙江大學(xué)