[发明专利]原位自动保压取水装置

说明书

本发明公开了一种原位自动保压取水装置，包括耐压罐、甲烷传感器、取水管、水样存储罐、单片机和用于供电的电池组，单片机和电池组设置在耐压罐内部，甲烷传感器和水样存储罐设置在耐压罐外壁，取水管中部位于耐压罐内部，一端伸出耐压罐与外界相通，另一端伸出耐压罐后通过阀门一与水样存储罐一端连接，水样存储罐另一端设有阀门二，位于耐压罐内部的取水管上依次设有压力开关一、高压电磁阀和压力开关二，甲烷传感器、压力开关一、高压电磁阀和压力开关二均与单片机电连接。本发明除了可以根据压力设置自动进行保压取水过程之外，还可以根据水中甲烷含量等其它的环境参数进行自动保压取水过程。

技术领域

本发明涉及深海取样技术领域，具体涉及一种原位自动保压取水装置。

背景技术

海水中溶解的甲烷和氦同位素等是研究天然气水合物、海底喷发物质来源的主要手段。目前常用的海水取样技术主要利用卡式采水器或者CTD采水器进行采水，这些采水器属于开放或者半开放系统装置，装有海水的采水器在从海底转移到海面的过程中，由于水压的降低，部分水中溶解的甲烷等气体会散失到空气中，同时空气和其它气体也会混入水样，严重污染了水样。而目前应用的保压取水装置又存在诸多问题：1.很难单独运行，通常要借助水下机器人和机械臂的帮助才能执行保压取水任务，其结构类似一个带活塞的管，到了目标区域之后通过机械臂将水样抽取到管子里之后再用机械臂关闭阀门，该操作过程繁琐，取上来的水存在二次转移现象，这为水样的二次污染埋下了隐患；2.只能根据压力触发进行水样采集，无法根据水中某种气体含量进行自动取样操作。

这些保压取水装置的缺陷明显限制了保压取水装置的广泛应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种原位自动保压取水装置，能够根据设定的压力或者水中甲烷含量自动完成深海取水过程，得到准确气体含量和同位素值的水样。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种原位自动保压取水装置，包括耐压罐、甲烷传感器、取水管、水样存储罐、单片机和用于供电的电池组，单片机和电池组设置在耐压罐内部，甲烷传感器和水样存储罐设置在耐压罐外壁，取水管中部位于耐压罐内部，一端伸出耐压罐与外界相通，另一端伸出耐压罐后通过阀门一与水样存储罐一端连接，水样存储罐另一端设有阀门二，位于耐压罐内部的取水管上依次设有压力开关一、高压电磁阀和压力开关二，甲烷传感器、压力开关一、高压电磁阀和压力开关二均与单片机电连接。

进一步地，为了获取实时水质参数，便于后续的分析对照，所述的耐压罐外壁还设有与单片机电连接的温、压、盐传感器。

进一步地，为了获取保压取水过程中的环境参数，所述的耐压罐内部还设有相机、激光测距仪、云台和姿态传感器，耐压罐外壁上设有观察窗，云台相对观察窗布置，相机和激光测距仪安装在云台上。

进一步地，所述的耐压罐采用不锈钢、铝合金或钛合金制成。

进一步地，所述的观察窗采用水下耐压玻璃制成。

本发明的优点在于：

1、本发明除了可以根据压力设置自动进行保压取水过程之外，还可以根据水中甲烷含量等其它的环境参数进行自动保压取水过程。

2、本发明带有拍摄水下环境的相机以及其它监测环境的传感器，可以提供保压取水过程中的周围环境、温度、甲烷含量等水下环境参数，为所取水样提供更为全面的背景资料。

附图说明

图1为本发明原位自动保压取水装置的结构示意图。

附图标识说明：1-耐压罐；2-甲烷传感器；3-取水管；4-水样存储罐；5-单片机；6-电池组；7-阀门一；8-阀门二；9-压力开关一；10-高压电磁阀；11-压力开关二；12-温、压、盐传感器；13-相机；14-激光测距仪；15-云台；16-姿态传感器；17-观察窗；18-后盖。