[實用新型]一種自主采水作業的全海深智能采水裝置、科考船

有效

• 申請號: 201821541931.2
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN209182098U
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 潘彬彬;郭健;張舜;胡勝兵;茆忠俊
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G01N1/16
• 分類號: G01N1/16;G05B19/042
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本實用新型屬于深水采集技術領域，公開了一種自主采水作業的全海深智能采水裝置、科考船，包括用于上浮到用戶設定的深度處自動觸發進行相應采水作業的智能采水子系統；用于智能采水子系統上浮至水面后將自身坐標通過衛星、燈光、無線電進行報告，并用于進行搜尋和回收的水面定位通信系統；自主采水作業的全海深智能采水裝置進一步包括：基礎平臺，浮力單元，拋載系統。本實用新型從淺水到11000米均可進行采水作業；用戶設定好參數后，采水作業自主智能進行；采水系統作業過程與科考船完全脫離，不依賴科考船的纜繩，科考船可并行開展別的作業。

技術領域

本實用新型屬于深水采集技術領域，尤其涉及一種自主采水作業的全海深智能采水裝置及方法。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：

海洋科考中需要對不同深度的海水樣品進行采集，目前廣泛使用的采水系統是基于船載絞車與纜繩的CTD采水器。

這種采水器的作業流程為：通過絞車將采水器下放，通過放纜長度和電纜 (或者光電復合纜)傳回的CTD數據判斷采水器到達的水下深度，當采水器到達采水深度后發送采水命令，觸發采水機構關閉采水瓶。

目前CTD采水器通常配備有8個甚至更多的采水瓶，可以實現一次布放中采集整個剖面的多個不同深度處的水樣。

但是現有的CTD采水器需要依賴于船上配備的絞車，CTD采水器的最大采水深度往往受限制于科考船絞車的纜繩長度與起吊能力，而現有的科考船只有非常少數配備了全海深(全海深深度約11000米)絞車，這就使得絕大部分現有的CTD采水器無法完成全海深采水作業。

此外CTD采水器作業過程中還需要母船配合調整船位，保持坐標基本不變的情況下隨海流方向調整船身，以防止纜繩絞入船舶的螺旋槳等部件。

除了專用的CTD采水器，近年來科學家也將采水瓶安裝至著陸器、無人潛水器、載人潛水器等海洋航行平臺上進行采水作業，但是大都受到平臺的能力限制，通常不能對剖面的不同深度采水而只能在完成近海底的一次性采水；而且采水量很多時候也不能滿足科考需求；

更重要的是這些深海航行平臺大都造價昂貴、作業布放回收難度大、作業成本高、采水效率不高，從而帶來采水成本居高不下。

而隨著國家深海科學的發展，海洋生物學、生態學等學科的研究需要大量(幾十升至上百升)全海深水樣，而且需要整個剖面不同深度的水樣，而受到科考船絞車與纜繩的限制，目前市場上尚沒有經濟高效的全海深采水裝用設備。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)現有的科考船只有非常少數配備了全海深(全海深深度約11000米) 絞車，這就使得絕大部分現有的CTD采水器無法完成全海深采水作業。

此外CTD采水器作業過程中還需要母船配合調整船位，保持坐標基本不變的情況下隨海流方向調整船身，以防止纜繩絞入船舶的螺旋槳等部件。

(2)現有技術中著陸器、無人潛水器、載人潛水器等海洋航行平臺大都受到平臺的能力限制，通常不能對剖面的不同深度采水而只能在完成近海底的一次性采水；而且采水量很多時候也不能滿足科考需求；

(3)現有技術中，深海航行平臺大都造價昂貴、作業布放回收難度大、作業成本高、采水效率不高，帶來采水成本居高不下。

解決上述技術問題的難度和意義：

要突破現有采水技術操作困難、作業成本高昂的問題，需要一種專用的采水工具，脫離科考船絞車與纜繩的束縛，自主上浮下潛并完成采水作業。這樣的采水系統研制面臨幾個困難：

(1)耐受11000米海水壓力的采水執行器