本申請涉及一種海洋水體原位水樣采集系統(tǒng),尤其涉及海洋次表層水體衛(wèi)星激光遙感驗證實驗中原位水樣獲取時通過壓差取水的海洋次表層水樣采集系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著遙感科技的迅猛發(fā)展，海洋衛(wèi)星遙感反演技術已從海表水色逐漸進入海洋縱向深度的立體觀測研究層面，在海洋縱向深度的立體觀測中，目前較為先進的遙感立體觀測手段為水體激光剖面探測。海洋深度剖面信息的反演技術必需依賴實驗的驗證，由于水體激光剖面探測技術尚屬開始研究階段，據(jù)文獻檢索,目前實驗驗證通常采用便攜自容式海洋實時原位水參數(shù)測量儀，它隨潛航器或通過母船外掛沉降進入水下測量。但由于水深較大水壓高，對儀器制造工藝要求高，因此造價非常昂貴；同時水下實時便攜自容式原位測量儀器受技術發(fā)展的制約,可測量水質的參數(shù)和精度有限，再則昂貴儀器在海上直接開展實驗作業(yè)風險較大，另外某些參數(shù)直接水下檢測與實驗室分析儀器測量相比精度和穩(wěn)定性存在一定差距。因此傳統(tǒng)取樣分析也還是遙感實驗驗證的重要方法之一。目前海水取樣分析的實現(xiàn)方法較為成熟，一種取樣方法是將取樣器沉入水中到預定深度，通過手動或電動打開取樣器門取水，閉門后再將取樣器提升到船上進行儀器檢測，通常深度在10米以內，極限深度也就在50至60米,且每次取樣只有500-1000ml，一次取樣不夠還需重新取樣，深度大操作也麻煩，風險大,且在采集深度的精確度和可調程度上都比較欠缺；另一種取樣方法是通過管道和抽水泵來完成，但由于采用了抽水泵作業(yè),樣水中的微生物會在機械力的作用下改變其自然成組的形態(tài)和分布狀態(tài)，且機械攪動可能影響樣水溫度和組成成分（例如引入水泵中殘留雜質），這種失真會對水樣分析產生嚴重影響。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足，而提供一種結構簡潔，使用方便，成本低，精確度高,?水樣失真小的壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)。

2、本申請解決上述技術問題所采用的技術方案包括：一種壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，其特征是:所述海洋次表層水樣采集系統(tǒng)包括重錘、柔性取水管、收管裝置、水深傳感器、水泵、操作倉，柔性取水管上部與操作倉密封連接并連通大氣，操作倉局部沉入海水中,?海平面至柔性取水管出水口位置（柔性取水管出水口為柔性取水管最高位置）之間海水壓差滿足將海水通過所述柔性取水管提取至操作倉進行作業(yè)，操作倉四周密封，所述收管裝置控制柔性取水管下部取水位置下沉至設定取水深度或收回至初始狀態(tài)；柔性取水管下部掛接重錘，水泵安裝在操作倉內，操作倉內低處設置有廢水倉，水泵進水管位于廢水倉內，所述水深傳感器與控制器連接并用來檢測柔性取水管下部取水位置深度。本申請通過收管裝置控制柔性取水管取水位置向下或者向上運動至設定深度，通過水深傳感器獲取精確實時水深信號，使得取水深度精確且可測可調，同時壓差取水的方式使得本申請取水比較平穩(wěn)，不需要動力驅動，樣水不經(jīng)過水泵攪合，樣水中的微生物、水溫不受影響，且不容易引入水泵中殘留雜質，水樣保真程度高。本申請所述的收管裝置包括卷管機構、防水結構、卷管機構軸套、蝸輪蝸桿機構，所述卷管機構安裝在操作倉下部且軸線呈成水平方向安裝，卷管機構軸套與操作倉固定密封連接，所述卷管機構設置有卷管機構主體、卷管軸，蝸輪蝸桿機構安裝在操作倉內并與卷管軸配合連接驅動使其轉動，卷管機構主體上設置有卷管機構穿管孔，卷管機構主體與卷管機構軸套密封轉動連接，部分柔性取水管套裝在卷管軸上，柔性取水管一端通過卷管機構穿管孔進入操作倉，柔性取水管與卷管機構主體之間設置防水結構。

3、本申請所述卷管機構主體與卷管機構軸套之間通過隔水密封環(huán)進行密封。

4、本申請柔性取水管設置有柔性金屬鎧甲、柔性絕熱內管、信號電纜、安全纜繩、隔熱材料，柔性金屬鎧甲套裝在柔性絕熱內管、信號電纜、安全纜繩外，柔性絕熱內管由柔性絕熱材料制成，柔性金屬鎧甲與柔性絕熱內管之間填充隔熱材料，隔熱材料包裹信號電纜、安全纜繩，柔性絕熱內管一端設置有柔性絕熱內管出水口，柔性絕熱內管另一端設置有柔性絕熱內管進水孔，安全纜繩、柔性金屬鎧甲一端通過卷管機構穿管孔進入操作倉后固定在卷管機構主體上，安全纜繩另一端掛接重錘，水深傳感器通過信號電纜與控制器連接。

5、所述柔性絕熱內管一端與水泵進水管配合，方便將取到的海水通過水泵輸送至母船上，由母船上的檢測儀器進行檢測。

6、所述柔性取水管與卷管機構主體之間通過打膠水進行防水。

7、本申請與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果：結構簡潔，使用方便，成本低，取水精確度高,?水樣失真小。

技術特征：

1.一種壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，包括重錘、柔性取水管、收管裝置、水深傳感器、水泵、操作倉，其特征是：柔性取水管上部與操作倉密封連接并連通大氣，操作倉局部沉入海水中,?海平面至柔性取水管最高位置之間海水壓差滿足將海水通過所述柔性取水管提取至操作倉進行作業(yè)，操作倉四周密封，所述收管裝置控制柔性取水管下部取水位置下沉至設定取水深度或收回至初始狀態(tài)；柔性取水管下部掛接重錘，水泵安裝在操作倉內，操作倉內低處設置有廢水倉，所述水深傳感器與控制器連接并用來檢測柔性取水管下部取水位置深度。

2.根據(jù)權利要求1所述壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，其特征是：所述的收管裝置包括卷管機構、防水結構、卷管機構軸套、蝸輪蝸桿機構，所述卷管機構安裝在操作倉下部且軸線呈成水平方向安裝，卷管機構軸套與操作倉固定密封連接，所述卷管機構設置有卷管機構主體、卷管軸，蝸輪蝸桿機構安裝在操作倉內并與卷管軸配合連接驅動其轉動，卷管機構主體上設置有卷管機構穿管孔，卷管結構主體與卷管結構軸套密封轉動連接，部分柔性取水管套裝在卷管軸上，柔性取水管一端通過卷管機構穿管孔進入操作倉，柔性取水管與卷管機構主體之間設置防水結構。

3.根據(jù)權利要求2所述壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，其特征是：所述卷管機構主體與卷管機構軸套之間通過隔水密封環(huán)進行密封。

4.根據(jù)權利要求2所述壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，其特征是：柔性取水管設置有柔性金屬鎧甲、柔性絕熱內管、信號電纜、安全纜繩、隔熱材料，柔性金屬鎧甲套裝在柔性絕熱內管、信號電纜、安全纜繩外，柔性絕熱內管由柔性絕熱材料制成，柔性金屬鎧甲與柔性絕熱內管之間填充隔熱材料，隔熱材料包裹信號電纜、安全纜繩，柔性絕熱內管一端設置有柔性絕熱內管出水口，柔性絕熱內管另一端設置有柔性絕熱內管進水孔，安全纜繩、柔性金屬鎧甲一端通過卷管機構穿管孔進入操作倉后固定在卷管機構主體上，安全纜繩另一端掛接重錘，水深傳感器通過信號電纜與控制器連接。

5.根據(jù)權利要求4所述壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，其特征是：所述柔性絕熱內管一端與水泵進水管配合。

6.根據(jù)權利要求1所述壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，其特征是：所述柔性取水管與卷管機構主體之間通過打膠水進行防水。

7.根據(jù)權利要求1所述壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，其特征是：所述水泵包括水泵進水管和水泵排水管，水泵進水管的進水口位于廢水倉底部，水泵排水管的出水口位于操作倉外部。

技術總結
本申請涉及一種壓差取水海洋次表層水樣采集系統(tǒng)，包括重錘、柔性取水管、收管裝置、水深傳感器、水泵、操作倉，其特征是：柔性取水管上部與操作倉密封連接并連通大氣，操作倉局部沉入海水中，海平面至柔性取水管出水口位置之間海水壓差滿足將海水通過柔性取水管平穩(wěn)提取至操作倉進行作業(yè)，操作倉四周密封，所述收管裝置控制柔性取水管下部取水位置下沉至設定取水深度；柔性取水管下部掛接重錘，水泵安裝在操作倉內，操作倉內低處設置有廢水倉，水泵進水管位于廢水倉內，所述水深傳感器與控制器連接并用來檢測柔性取水管下部取水位置深度。本申請結構簡潔，使用方便，成本低，取水精度高,水樣失真小。

技術研發(fā)人員：潘玉良,潘德爐,陳鵬,張鎮(zhèn)華,羅敏哲,袁大鵬,張思琪,郭毛,凌在盈
受保護的技術使用者：南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）
技術研發(fā)日：20240402
技術公布日：2025/1/2