[發(fā)明專(zhuān)利]空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器及其取樣方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010676959.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111855308B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宇;肖湘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N1/14
• 分類(lèi)號(hào): G01N1/14;G05D16/20
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器，包括耐壓液艙內(nèi)設(shè)置有取樣腔室、加壓腔室、隔離元件和密封裝置，取樣腔室和加壓腔室分布在隔離元件軸向上的兩側(cè)；密封裝置設(shè)置在加壓腔室的一端，隔離元件隔絕加壓腔室和取樣腔室內(nèi)的介質(zhì)不會(huì)發(fā)生混合。主動(dòng)控壓系統(tǒng)包括主動(dòng)壓力泵、控制器和壓力測(cè)量單元，控制器與主動(dòng)壓力泵、壓力測(cè)量單元和開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行電連接。主動(dòng)控壓系統(tǒng)檢測(cè)取樣腔室和/或加壓腔室內(nèi)的壓力，當(dāng)取樣腔室和/或加壓腔室內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值后，主動(dòng)控壓系統(tǒng)控制向加壓腔室內(nèi)加壓。通過(guò)主動(dòng)控壓?jiǎn)卧獙?duì)耐壓液艙壓力主動(dòng)控制的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有高壓氣體被動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)壓力變化的精度差問(wèn)題，提高了保壓精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋技術(shù)儀器設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及一種空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器及其取樣方法。

背景技術(shù)

隨著人類(lèi)對(duì)深海的探秘，對(duì)深海中各類(lèi)深海懸浮顆粒物(含浮游微生物)的研究具有重要意義，這樣有助于全面認(rèn)識(shí)海底復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。但是由于深海水體的特殊性，在取樣上升過(guò)程中屬于降壓轉(zhuǎn)移的處理，而這種處理方式會(huì)使得高壓水體樣品氣相溶解組分的散失，有機(jī)組分分解以及嗜壓型微生物的大量死亡，難以保持樣品的原始成分與狀態(tài)，那么相應(yīng)地會(huì)影響樣品的后續(xù)處理、分析等研究，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果失真。

經(jīng)過(guò)檢索，專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1453567A公開(kāi)了一種高純度保壓深海熱液取樣器。在該專(zhuān)利文獻(xiàn)所公開(kāi)的技術(shù)方案中，高純度保壓深海熱液取樣器包括：蓄壓筒、蓄壓腔活塞、連接體、樣品筒、閥板、取樣閥、吸水管、充氣閥、微量閥、微量高壓泵。該專(zhuān)利文獻(xiàn)所公開(kāi)的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了氣體保壓、非樣品海水預(yù)吸并隔離和變阻尼節(jié)流控制的功能，但是該高純度保壓深海熱液取樣器無(wú)法對(duì)采集的海水進(jìn)行主動(dòng)保壓，因而，保壓精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器及其取樣方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待取樣的樣品進(jìn)行主動(dòng)保壓，并且采用該取樣裝置取樣時(shí)，保壓精度高、安全性能好、操作方便，使用靈活。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器，包括：耐壓液艙和主動(dòng)控壓系統(tǒng)；

其中，耐壓液艙內(nèi)設(shè)置有取樣腔室、加壓腔室和隔離元件，取樣腔室和加壓腔室分布在隔離元件軸向上的兩側(cè)；主動(dòng)控壓系統(tǒng)與耐壓液艙連接，主動(dòng)控壓系統(tǒng)檢測(cè)取樣腔室和/或加壓腔室內(nèi)的壓力，當(dāng)取樣腔室和/或加壓腔室內(nèi)的壓力低于設(shè)定值后，主動(dòng)控壓系統(tǒng)控制向加壓腔室內(nèi)加壓。

優(yōu)選地，主動(dòng)控壓系統(tǒng)包括：主動(dòng)壓力泵、控制器和壓力測(cè)量單元，壓力測(cè)量單元檢測(cè)取樣腔室和/或加壓腔室內(nèi)的壓力，壓力測(cè)量單元將測(cè)量到的測(cè)量數(shù)據(jù)上傳至所述控制器，由控制器根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)控制主動(dòng)壓力泵調(diào)整加壓腔室內(nèi)的壓力。

優(yōu)選地，還包括開(kāi)關(guān)閥，當(dāng)開(kāi)關(guān)閥處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，取樣腔室通過(guò)開(kāi)關(guān)閥連通至耐壓液艙的外界，外界介質(zhì)通過(guò)開(kāi)關(guān)閥進(jìn)入取樣腔室；其中，開(kāi)關(guān)閥由控制器控制開(kāi)啟或關(guān)閉。

優(yōu)選地，在開(kāi)關(guān)閥關(guān)閉的情況下，通過(guò)控制器的控制，加壓腔室能夠被主動(dòng)壓力泵持續(xù)提供壓力。

優(yōu)選地，主動(dòng)壓力泵連接在耐壓液艙靠近加壓腔室的一側(cè)，用于向加壓腔室注入介質(zhì)進(jìn)行加壓，以平衡加壓腔室與取樣腔室的壓力。

優(yōu)選地，耐壓液艙在加壓腔室的一端設(shè)置有密封裝置。

優(yōu)選地，控制器與主動(dòng)壓力泵、壓力測(cè)量單元和開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行電連接。

優(yōu)選地，隔離元件在壓力的作用下能夠在耐壓液艙內(nèi)移動(dòng)，隔離元件隔絕加壓腔室和取樣腔室內(nèi)的介質(zhì)不會(huì)發(fā)生混合。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種上述空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器的取樣方法，利用所述空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器進(jìn)行取樣。

優(yōu)選地，空艙壓縮式主動(dòng)保壓原位海水取樣器的取樣方法，包括如下步驟：