本申請涉及一種海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)，尤其是海洋次表層水體激光剖面遙感驗證中原位水樣的單管采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著遙感科技的迅猛發(fā)展，海洋衛(wèi)星遙感反演技術(shù)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手段為水體激光剖面探測。海洋的深度剖面信息反演技術(shù)必需依賴實驗的驗證，由于水體激光剖面探測技術(shù)尚屬開始研究階段，據(jù)文獻檢索目前實驗驗證采用的方法通常為：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作業(yè)。但由于水深較大水壓很高，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(shù)發(fā)展的制約,可測量水質(zhì)的參數(shù)和精度有限，再則高昂貴儀器在海上直接開展實驗作業(yè)風(fēng)險較大,某些水參數(shù)是測后向散射光譜計算得到結(jié)論，現(xiàn)場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。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(yù)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(nèi)，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(fēng)險大；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)，且可能機械攪動影響樣水溫度和組成成分（例如引入水泵中殘留雜質(zhì)），這種失真會對水樣分析產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請針對現(xiàn)有海洋水體深度剖面成分驗證原位取水所存在的上述諸多問題，通過人為創(chuàng)造海水壓差勢能，并利用海水壓差勢能和海水流動特點，將海水壓差勢能轉(zhuǎn)化為海水流動的動能，將待測點原位水樣通過特制專用取水管利用海水流動的動能自動提升到海表，降低了深層水樣獲取的難度，方便遙感科學(xué)研究準(zhǔn)確獲取大量深層分析用水樣。

2、本申請解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括：一種海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)，其特征是所述海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)包括重錘、柔性取水管、安全繩纜、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,使最小海水壓差（海平面至操作倉中柔性取水管最高位置）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，柔性取水管下部取水位置與設(shè)定取水深度對齊；安全繩纜上端安裝在操作倉底部，柔性取水管固定在安全繩纜上，安全繩纜下端掛接重錘，水泵安裝在操作倉內(nèi)，操作倉內(nèi)低處設(shè)置有廢水倉,所述柔性取水管為單管,柔性取水管上設(shè)置有若干個按照取水高度設(shè)計的進水口,每個進水口均與設(shè)定取水位置對齊,例如最下面一個進水口與最深取水深度相同,最下面第二個進水口與第二取水深度相同…最上面一個進水口與最高(離海平面最近)取水深度相同。本申請通過柔性取水管下沉至各進水口與設(shè)定取水位置(深度)對應(yīng)后,利用海水壓差進行設(shè)定取水位置的取水操作,簡潔方便成本低且取水比較平穩(wěn)，不需要動力驅(qū)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(zhì)，水樣保真程度高。

3、本申請還設(shè)置有取水控制器、電磁閥，所述柔性取水管具有一個柔性內(nèi)管，柔性內(nèi)管外套裝柔性外套，柔性內(nèi)管由柔性絕熱材料制成，柔性內(nèi)管與柔性外套之間填充隔熱材料，柔性內(nèi)管設(shè)置有若干個進水口，每個進水口均通過對應(yīng)的電磁閥與柔性內(nèi)管連通，取水控制器與各電磁閥連接，控制相應(yīng)電磁閥的開閉操作，從而實現(xiàn)對應(yīng)深度原位水的采集或關(guān)閉。

4、所述水泵用于將廢水倉內(nèi)多余的水抽排到大海里或者將采樣水輸送至母船。

5、對水樣采集沒有平穩(wěn)性要求時，本申請還可設(shè)置中繼泵，柔性取水管提取到的海水樣品通過中繼泵輸送至母船。

6、本申請與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：結(jié)構(gòu)簡潔，使用方便，成本低，水樣失真小。

技術(shù)特征：

1.一種海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)，其特征是：所述海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)包括重錘、柔性取水管、安全繩纜、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，使最小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，柔性取水管下部取水位置與設(shè)定取水深度對齊；安全繩纜上端安裝在操作倉底部，柔性取水管固定在安全繩纜上，安全繩纜下端掛接重錘，水泵安裝在操作倉內(nèi)，操作倉內(nèi)低處設(shè)置有廢水倉，所述柔性取水管為單管，柔性取水管上設(shè)置有若干個按照取水高度設(shè)計的進水口，每個進水口均與設(shè)定取水位置對齊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)，其特征是：還設(shè)置有取水控制器、電磁閥，所述柔性取水管具有一個柔性內(nèi)管，柔性內(nèi)管外套裝柔性外套，柔性內(nèi)管由柔性絕熱材料制成，柔性內(nèi)管與柔性外套之間填充隔熱材料，柔性內(nèi)管上設(shè)置有若干個按照取水高度設(shè)計的進水口，每個進水口均通過對應(yīng)的電磁閥與柔性內(nèi)管連通，取水控制器與各電磁閥連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)，其特征是：所述水泵用于將廢水倉內(nèi)多余的水抽排到大海里或者將采樣水輸送至母船。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)，其特征是：還設(shè)置有中繼泵，柔性取水管提取到的海水樣品通過中繼泵輸送至母船。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)，所述海洋次表層水體原位水樣單管采集系統(tǒng)包括重錘、柔性取水管、安全繩纜、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,使最小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，柔性取水管下部取水位置與設(shè)定取水深度對齊；安全繩纜上端安裝在操作倉底部，柔性取水管固定在安全繩纜上，安全繩纜下端掛接重錘，水泵安裝在操作倉內(nèi)，操作倉內(nèi)低處設(shè)置有廢水倉，所述柔性取水管為單管，柔性取水管上設(shè)置有若干個按照取水高度設(shè)計的進水口，每個進水口均與設(shè)定取水位置對齊。本申請結(jié)構(gòu)簡潔，使用方便，成本低，水樣失真小。

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