[发明专利]一种投放式自主表层沉积物取样装置

说明书

本发明涉及海底勘探装置，旨在提供一种投放式自主表层沉积物取样装置。该装置的整体呈胶囊状，包括半球形的尾部单元；壳体由上部隔板分为两个空腔；壳体的末端由底部隔板封闭，尾部单元与底部隔板之间为可拆卸的固定连接；中部单元由中部隔板分隔为上部的气瓶腔和下部的电气腔，其中气瓶腔内安置电磁阀、高压气瓶和低压气瓶，电气腔内安置控制和检测单元；在中部单元的壳体上沿其轴向均匀设置至少三块翼板；在尾部单元上装有取样管。本发明无需船只出海人工收线，可利用船只沿路抛洒和回收。不需要船只漂泊在海面等待取样结束后再收线返航，船运成本和人力成本较低，特别适合大规模浅海、近海等水域海底表层沉积物取样场合，实用性强。

技术领域

本发明属于海底勘探装置，涉及用于自主下沉及上浮的水底表层取样装置，尤其是涉及一种含有电控浮体的新型水底沉积物取样器。

背景技术

由于全球海洋资源争夺的日渐加剧，海底沉积物的成分分析逐渐成为各国海洋战略的重中之重，提取水底沉积物自然而然成为了愈加关键的环节。国外已经有如“ARGO计划”的批量取样计划，而我国刚刚起步，尚处于人工抛洒人工收线定点取样的初期阶段。我国现在大部分规模化海底取样是由大型船只航行至取样点，抛洒取样器并停留至取样结束后收线返程。这样的取样方式成本昂贵，且耗时久。为了优化以上弊端，投放式自主取样器需要具有自主下沉及上浮功能，并通过计算机精确控制下沉及上浮加速度，实现大量抛放后能够自主取样后浮于水面的功能，因此对取样器的程序控制、信号发射、密封方式、结构设计等提出了较高要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种自主下沉及上浮的投放式自主表层沉积物取样装置。

为解决技术问题，本发明是通过如下技术方案实现：

提供了一种投放式自主表层沉积物取样装置，包括内部中空的壳体；该装置的整体呈胶囊状，包括半球形的尾部单元；壳体由上部隔板分为两个空腔，从而构成半球形的首部单元和圆柱形的中部单元；壳体的末端由底部隔板封闭，尾部单元与底部隔板之间为可拆卸的固定连接；

所述中部单元的内部空腔为密封状态，且由中部隔板分隔为上部的气瓶腔和下部的电气腔，其中气瓶腔内安置电磁阀、高压气瓶和低压气瓶，电气腔内安置控制和检测单元；首部单元的壳体上设有多个用于排水的通孔，其内部空腔中装有气囊，气囊通过两根导气管分别连接高压气瓶和低压气瓶；导气管穿过设于上部隔板的通孔，电磁阀设在位于气瓶腔一侧的导气管上；

在中部单元的壳体上沿其轴向均匀设置至少三块翼板；在尾部单元上装有取样管。

本发明中，所述尾部单元为实心结构，具有一个平行于半球形底面的贯穿通孔，中空管状的取样管安装在半球形端部且垂直于贯穿通孔；取样管的一端设带孔挡板，另一端设花瓣型卡爪，其内部空腔通过带孔挡板与贯穿通孔连通。

本发明中，所述控制和检测单元包括：微处理器模块、加速度传感器、水声Modem接收电路、电磁阀快速驱动电路及电磁阀保持电流检测电路；在壳体上还设有压力传感器；在底部隔板上开槽安装超声波测距传感器；所述微处理器模块通过导线分别连接加速度传感器、水声Modem接收电路、电磁阀快速驱动电路、电磁阀保持电流检测电路、压力传感器和超声波测距传感器，水声Modem接收电路为其余各电路或元件供电。

本发明中，在导气管穿过设于上部隔板的通孔处，设有密封部件。

本发明中，所述尾部单元与底部隔板之间为可拆卸的固定连接是指：在底部隔板处设置电磁铁，在尾部单元的对应位置设置铁块，以电磁吸力实现尾部单元与底部隔板之间的连接。

本发明中，所述上部隔板和中部隔板与壳体的连接处设有三角支撑板。

本发明中，所述翼板呈半椭圆形，具有圆弧形的外边缘和直线的底边；其底边的两端通过槽榫结构嵌在翼板安装座上，翼板安装座通过螺钉固定在壳体表面。对称布置翼板可实现防横向湍流的作用。