[發(fā)明專利]水體懸沙原位分時(shí)次取樣與過濾系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110265628.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN113069807A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)立文;陳永華;劉艷霞;姜斌;劉慶奎;胡賀崗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院海洋研究所;中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D29/03
• 分類號(hào): B01D29/03;B01D29/60;B01D29/90;G01N1/14
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

本發(fā)明涉及海洋取樣設(shè)備，具體地說是一種水體懸沙原位分時(shí)次取樣與過濾系統(tǒng)，粗過濾裝置暴露于海水中，水下泵進(jìn)水口通過耐壓水管連接粗過濾裝置，水下泵出水口通過耐壓水管連接水下電磁選通閥組，水下電磁選通閥組的每個(gè)水下電磁閥通過耐壓水管連接一個(gè)水下原位過濾裝置，各水下原位過濾裝置集成放置在水下過濾集成裝置中，水下過濾集成裝置的出水口通過耐壓水管連接水下數(shù)字流量計(jì)的入口，水下數(shù)字流量計(jì)的出口接通海水；水下中控與供電裝置通過防水電纜連接水下泵、水下電磁選通閥組和水下數(shù)字流量計(jì)。本發(fā)明可以在水下對(duì)水體懸沙進(jìn)行原位分時(shí)次取樣和過濾，具有節(jié)省人力、原位保真獲取樣品等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋取樣設(shè)備，具體地說是一種水體懸沙原位分時(shí)次取樣與過濾系統(tǒng)。

背景技術(shù)

海洋中懸浮顆粒物(suspended particles concentration，SPC)(包括浮游微生物和懸浮泥沙等)是沉積物的主要來源，而沉積物是許多痕量元素由表層水向底層水輸送的主要載體，它在元素輸送、循環(huán)和去除中充當(dāng)著重要角色，是元素的一種賦存形態(tài)。水體表層懸浮顆粒量影響著水的透明度和真光層的厚度，從而影響浮游生物的光合作用和初級(jí)生產(chǎn)力；懸浮顆粒物本身可作為微小生物的食物，而這些無機(jī)顆粒物和有機(jī)碎屑到達(dá)海底后成為底棲生物的主要食物來源；地震或濁流能引起大量沉積物的懸浮，使底層水密度大大增加，并常常改變底層水的溫度和鹽度。因而，懸浮顆粒物的精確觀測對(duì)研究海洋物質(zhì)輸運(yùn)和水體要素特征具有重要意義。在近岸海域，懸浮顆粒物的沉積影響著海水水質(zhì)、生物群落和地球化學(xué)形態(tài)。

目前，懸浮顆粒物濃度的測量最根本的方式是通過現(xiàn)場獲取水樣，回實(shí)驗(yàn)室后過濾分析；或基于光學(xué)、聲學(xué)、密度、介電常數(shù)等測量進(jìn)行估計(jì)。因此，其測量方法主要分為兩類，即傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法。傳統(tǒng)方法是現(xiàn)場取水(三點(diǎn)或六點(diǎn)法)，然后對(duì)水樣進(jìn)行過濾、稱重、計(jì)算懸浮顆粒物質(zhì)量濃度，這被認(rèn)為是最準(zhǔn)確的方法；但僅能得到某幾層深度、較大時(shí)間間隔的懸浮顆粒物數(shù)據(jù)，耗時(shí)且耗費(fèi)較大。現(xiàn)代方法是利用光學(xué)、聲學(xué)、密度、介電常數(shù)等傳感器間接觀測懸浮顆粒物濃度，其特點(diǎn)是效率高，連續(xù)采集，可獲得具有較高時(shí)空分辨率的懸浮顆粒物信息；但其測量精度較低，而且這些間接觀測懸浮顆粒物濃度的方法，需要對(duì)所用設(shè)備定期進(jìn)行校準(zhǔn)，并受到適用測量深度的限制。因此，如何省時(shí)省力地實(shí)現(xiàn)多測點(diǎn)、全水深多水層、長時(shí)次懸浮顆粒物濃度的測量，是目前迫切需要解決的問題。海水原位過濾有望成為傳統(tǒng)的海水提升后到實(shí)驗(yàn)室過濾方法的有益補(bǔ)充。

發(fā)明內(nèi)容

為了開展海洋懸浮顆粒物研究，滿足獲取水體樣本的需求，本發(fā)明的目的在于提供一種水體懸沙原位分時(shí)次取樣與過濾系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括分別安裝于載體上的粗過濾裝置、水下泵、水下電磁選通閥組、水下過濾集成裝置、水下數(shù)字流量計(jì)及水下中控與供電裝置，其中水下泵的進(jìn)水口通過耐壓水管與暴露于海水中的所述粗過濾裝置連通，該水下泵的出水口通過耐壓水管連接所述水下電磁選通閥組，所述水下過濾集成裝置中集成有多個(gè)水下原位過濾裝置，所述水下電磁選通閥組中的每個(gè)水下電磁閥分別通過耐壓水管與一個(gè)水下原位過濾裝置連通，每個(gè)所述水下原位過濾裝置的出口通過耐壓水管與所述水下數(shù)字流量計(jì)的進(jìn)水口連通，該水下數(shù)字流量計(jì)的出水口與外界海水相通；所述水下中控與供電裝置內(nèi)具有控制與采集電路板及為控制與采集電路板供電的電源，該控制與采集電路板通過防水電纜分別與所述水下泵、水下電磁選通閥組及水下數(shù)字流量計(jì)相連。

其中：所述水下泵包括密封筒體、電機(jī)、泵頭及進(jìn)出水密封機(jī)構(gòu)，該電機(jī)及泵頭分別安裝于所述密封筒體內(nèi)，所述電機(jī)通過防水電纜與控制與采集電路板相連，所述泵頭由電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述密封筒體上開設(shè)的進(jìn)水口及出水口處均安裝有與泵頭連接的進(jìn)出水密封機(jī)構(gòu)，進(jìn)水口處安裝的所述進(jìn)出水密封機(jī)構(gòu)通過耐壓水管與所述粗過濾裝置連通，出水口處安裝的所述出水密封機(jī)構(gòu)通過耐壓水管與所述水下電磁選通閥組連通；所述密封筒體上安裝有用于與防水電纜相連的水密接插件。