[發明專利]一種重力柱狀沉積物取樣器

有效

• 申請號: 201810748980.1
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN108760375B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 劉杰;陳廣泉;李萍;高偉;徐元芹
• 申請（專利權）人: 自然資源部第一海洋研究所
• 主分類號: G01N1/02
• 分類號: G01N1/02
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南;邱岳

1.一種重力柱狀沉積物取樣器，其特征在于包括取樣管(1)，該取樣管(1)分為三部分，下部為空心管狀結構，中部為實心結構、頂部為耐壓密封艙(6)；該取樣管(1)下端連接刀口(3)，取樣管(1)與刀口(3)之間設有密封裝置以防樣品流失，取樣管(1)的空心管狀結構部分內裝樣品管(2)；在取樣管(1)的空心管狀部分頂部側壁開有一個或多個排水窗(18)，在取樣管(1)的空心管狀部分內壁、位于排水窗(18)下方、樣品管(2)上方的位置設有用于限位的樣品管卡環(19)，在取樣管(1)的外壁、排水窗(18)的下方設有限位環(17)；取樣管(1)的實心結構部分設有承重座(9)，承重座(9)位于取樣管(1)的外壁、排水窗(18)上方，鉛塊荷載(10)從取樣管(1)的頂端穿過取樣管(1)疊放在承重座(9)上，在承重座(9)的下表面安裝有高度計(11)、壓力傳感器(12)和釋放器(13)，其中高度計(11)位于承重座(9)下表面的外緣，釋放器(13)位于高度計(11)和壓力傳感器(12)的對側，在取樣管(1)外側且位于承重座(9)下方的位置套有一不銹鋼制的自重力排水窗遮擋圈(14)，自重力排水窗遮擋圈(14)上部通過吊鉤(15)與所述釋放器(13)相連，自重力排水窗遮擋圈(14)可以在承重座(9)和限位環(17)之間上下滑動；取樣管(1)頂部的耐壓密封艙(6)頂部裝有可拆卸的密封蓋(4)和配套的提頭(5)，耐壓密封艙(6)內設有電池組(61)、姿態傳感器(62)、單片機(63)和數據存儲器；所述密封蓋(4)上還設有水聲信號發射裝置(20)，該水聲信號發射裝置(20)與單片機(63)相連。

2.如權利要求1所述的一種重力柱狀沉積物取樣器，其特征在于在取樣管(1)中部的實心結構上還設有上下兩個螺旋槳孔，螺旋槳孔位于耐壓密封艙(6)和鉛塊荷載(10)之間，兩個螺旋槳孔中分別安裝螺旋槳(7)和配套的電機(8)，且兩個螺旋槳(7)相互垂直。

3.如權利要求2所述的一種重力柱狀沉積物取樣器，其特征在于所述取樣管(1)的外側、排水窗(18)的上方還設有單向卡舌(16)，自重力排水窗遮擋圈(14)可以從上方越過單向卡舌(16)下落至限位環(17)，但越過單向卡舌(16)后不能逆向運動。

4.如權利要求1所述的一種重力柱狀沉積物取樣器，其特征在于作為與所述水聲信號發射裝置(20)配套的設備，該取樣器還包括在船上使用的用于接收信號的水聲接收裝置。

5.利用權利要求3所述的重力柱狀沉積物取樣器進行海底沉積物取樣的方法，其特征在于包括以下步驟：

①、取下刀口(3)，裝入樣品管(2)，并依次裝好防樣品流失的密封裝置和刀口(3)；安裝所需數量的鉛塊荷載(10)；按下單向卡舌(16)，將自重力排水窗遮擋圈(14)拉到承重座(9)的底部，并將吊鉤(15)固定到釋放器(13)中，使排水窗(18)處于開敞狀態；

②、檢查電池組(61)的電量是否滿足需求，進而根據船載測深設備測得的水深，分別設置啟動高度計(11)和姿態傳感器(62)工作的水壓以及打開釋放器(13)的離底高度H；設置完成后，單片機(63)即處于工作狀態，利用密封蓋(4)將耐壓密封艙(6)密封；

③、將重力柱狀沉積物取樣器通過提頭(5)與船上地質絞車的鋼纜相連，利用地質絞車將取樣器勻速下放，當壓力傳感器(12)測得的數值大于設定壓力值時，高度計(11)和姿態傳感器(62)開始工作；

④、高度計(11)測得的離底高度值小于步驟②中預設的打開釋放器(13)的離底高度H米時——說明已達到預期的貫入深度、或大于預設的H米且不再減小時——說明雖未達到預期的貫入深度但取樣器已不再繼續貫入、或測不到數值時——說明取樣器傾倒或發生故障，釋放器(13)打開，自重力排水窗遮擋圈(14)連同上方的吊鉤(15)從上方越過單向卡舌(16)自由下落至限位環(17)，并遮擋排水窗(18)；同時，單片機(63)驅動水聲信號發射裝置(20)發射水聲信號；

⑤、船上水聲接收裝置接收到水聲信號后，地質絞車開始收纜，當高度計(11)測得的離底高度大于20米時，高度計(11)和姿態傳感器(62)停止工作；在高度計(11)測得的離底高度小于20米的時間段內，設備會將測得的離底高度數據和取樣器傾角數據存放在數據存儲器內。