[发明专利]万向时序矢量海底沉积物捕获器及捕获方法

说明书

本发明涉及海底沉积物采集捕获装置，本发明的万向时序矢量海底沉积物捕获器，包括基座，基座上设有捕获装置，基座上设有转盘，转盘通过转向轴承设置在基座上；转盘上设有捕获装置和转向装置；所述的捕获装置包括捕获管和沉积管，所述捕获管内部中空，其前端开有水平进水口，后端设有竖直向下的出水口，捕获管内部设有内切于捕获管内腔且倾斜设置的滤网；所述沉积管设置在捕获管下方，滤网将流经捕获管内大于滤网孔径的物质拦截，沉积物堆积到沉积管内；沉积管的底端设置在转盘上。本发明的水流通道基本与海水流向平行，避免了海流方向与水流通道方向不同导致沉积物无法捕获的情况，数据捕获准确率高。

技术领域

本发明涉及海底沉积物采集捕获装置，尤其涉及一种定向、定时、立体的沉积物捕获器及沉积物捕获方法。

背景技术

入海泥沙在河口各种水动力的作用下，随水流输运到较远海域。这些沉积物的再悬浮、输运、及沉降堆积等动力过程对海洋环境中的碳循环、化学元素的交换以及污染物的迁移等研究具有重要意义。对水体环境的沉降颗粒进行高分辨率时空尺度上的收集与测定，阐明颗粒物质的来源、组成、时空变化及控制因素，对评价海洋和湖泊在全球变化中所起的作用、水体生态问题的解决以及提高沉积物中古环境代用指标机理的认识和解释具有十分重要的意义。

目前对于沉积物捕获的主要工具为垂向沉积物捕获器，应用于海洋观测，如专利号CN00263855.X，其公开了一种深海时间系列沉积物捕获器，其一般只能获取大尺度内的样品，存在断档、数据不连续的情况。

海床上的泥沙具有水平运动，目前用来收集水平方向沉积物的捕获器较少，本发明人团队设计的三维时序矢量沉积物捕获器，专利号201710832203.0，公开日期2017年12月15日，为沉积物捕获器的第一代产品，可以在多个方向捕获沉积物，但仅限于固定的几个方向，其无法做到随海流方向改变而实现360°精确捕获，其捕获精度有待提高，且存在设备笨重、布放困难、造价高等缺点。

目前还没有可以有效捕获水平向任意时刻和方向沉积物的装置。

发明内容

本发明的技术方案可以克服上述技术缺陷，提供一种万向时序矢量海底沉积物捕获器，其可以随着海流流向自动调节捕获器方向，反应灵敏，能够实现对沉积物通量的定向、立体、长期、时序观测，而且可以精确获取时序悬浮沉积物样品。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明的万向时序矢量海底沉积物捕获器，包括基座，基座上设有捕获装置，基座上设有转盘，转盘通过转向轴承设置在基座上；转盘上设有捕获装置和转向装置；

所述的捕获装置包括捕获管和沉积管，所述捕获管内部中空，其前端开有水平进水口，后端设有竖直向下的出水口，捕获管内部设有内切于捕获管内腔且倾斜设置的滤网；所述沉积管设置在捕获管下方，所述沉积管内部中空、底部密封、顶端开口，其开口与捕获管内腔连通，滤网的过滤面朝向沉积管的开口，滤网将流经捕获管内大于滤网孔径的物质拦截，沉积物堆积到沉积管内；沉积管的底端固定设置在转盘上；

所述的转向装置包括固定支架、支撑杆、浮球，固定支架横跨捕获装置固定设置在转盘上，浮球设置在支撑杆的一端，支撑杆的另一端固定在固定支架上，浮球位于捕获装置的出水口一侧。

浮球与捕获装置终保持水平位置。当海流流过时，浮球在海流驱动下，在捕获装置后方产生力矩，驱动固定支架转动，固定支架与转盘固定连接，从而带动转盘相对于基座通过转向轴承转动，从而带动捕获装置的进水口始终对着海流方向，捕获管可以充分收集沉积物。所述转向轴承通过密封套实现防水防高压功能，可快速实现转向功能。沉积管内的沉积物等于沉积物输入量，沉积管内的沉积物在装置回收后可在实验室进行分析，为便于将沉积管内的沉积物取出，沉积管与捕获管之间可以活动连接(如通过螺纹连接，或其它可拆装方式)。

进一步的，所述基座、底脚、支撑杆、固定支架、转向轴承等均采用316L不锈钢制成，该材料可有效预防海水腐蚀。