本發(fā)明屬于深海生物保壓采樣領(lǐng)域，特別是涉及一種深海保壓采樣桶、采樣器及方法。

背景技術(shù)：

1、深海蘊(yùn)藏著豐富的生物資源。目前，人類對(duì)于深海的生命現(xiàn)象和生命過程的認(rèn)識(shí)非常有限，對(duì)深海生物和基因資源的探索與了解非常不足。深海生物樣品獲取難度大，且在回收過程中因外界環(huán)境壓力變化會(huì)嚴(yán)重受損。對(duì)深海生物進(jìn)行保壓取樣，保持其原位的生理狀態(tài)，是開展深海生物研究的前提條件?？梢哉f，保壓采樣是人類深入研究深海生物、開發(fā)深海生物資源的重要手段之一。

2、現(xiàn)有深海保壓采樣器通常需要搭載潛水器或著陸器到達(dá)海底，并通過液壓系統(tǒng)或電機(jī)觸發(fā)采樣動(dòng)作，不僅采樣系統(tǒng)設(shè)備成本高、系統(tǒng)復(fù)雜，且在大洋科考中單次采樣作業(yè)成本高、耗時(shí)長。

3、pva聚乙烯醇材料是一種水溶性聚合物，具有良好的抗拉強(qiáng)度和高韌性，并可溶于水和海水。因此，將pva材料制造深海保壓采樣器的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，或結(jié)合彈簧等儲(chǔ)能部件制造深海保壓采樣器的動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有望替代液壓系統(tǒng)或電機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無源采樣。

4、因此，本發(fā)明提出一種無源式深海生物保壓采樣器，利用pva材料在水中溶解的特性，建立一種無源式深海保壓采樣器。無需任何液壓、電氣設(shè)備，利用不同直徑或形狀的pva材料，實(shí)現(xiàn)包括布放、釋放配置、采樣動(dòng)作觸發(fā)、浮力調(diào)節(jié)等一系列時(shí)序事件，完成深海生物保壓采樣全過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種深海保壓采樣桶、采樣器及方法，以解決現(xiàn)有采樣系統(tǒng)成本高動(dòng)力源多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種深海保壓采樣桶，包括：

3、采樣桶身，一側(cè)端部上設(shè)置開口，所述開口被深海碎裂板封堵；

4、導(dǎo)向光桿，同軸布置在采樣桶身內(nèi)，其上滑動(dòng)設(shè)置有密封蓋；

5、水溶件，用于將密封蓋與采樣桶身內(nèi)壁相對(duì)固定，用于在深海碎裂板破裂海水進(jìn)入采樣桶身后融化；

6、彈性件，一端與密封蓋遠(yuǎn)離開口一側(cè)相連、另一端與采樣桶身內(nèi)壁相對(duì)固定，用于水溶件融化后將密封蓋推抵于開口處并將開口封閉。

7、更進(jìn)一步的，所述深海碎裂板為玻璃片。

8、更進(jìn)一步的，所述彈性件為彈簧。

9、更進(jìn)一步的，所述開口處設(shè)置有組合密封墊圈，所述密封蓋靠近開口一側(cè)與組合密封墊圈截面形狀相適應(yīng)。

10、更進(jìn)一步的，所述采樣桶身遠(yuǎn)離開口一側(cè)設(shè)置深海觀察玻璃片。

11、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種無源式深海生物保壓采樣器，包括上述的一種深海保壓采樣桶，采樣器還包括：深海采樣桶安裝架，內(nèi)部固定設(shè)置深海保壓采樣桶，側(cè)壁上設(shè)置有阻力板，所述阻力板一端通過彈性鉸鏈與深海采樣桶安裝架側(cè)壁相連，另一端通過水溶件與深海采樣桶安裝架側(cè)壁相連。

12、更進(jìn)一步的，采樣器還包括：至少一個(gè)配重塊，所述配重塊通過水溶件與深海采樣桶安裝架相連。

13、更進(jìn)一步的，采樣器還包括：多個(gè)支腳，每個(gè)所述支腳靠近地面一側(cè)通過水溶件與配重支腳相連。

14、更進(jìn)一步的，采樣器還包括：多個(gè)深海浮球，部分所述深海浮球通過水溶件與深海采樣桶安裝架相連，部分所述深海浮球與深海采樣桶安裝架相連。

15、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種使用如上述的一種無源式深海生物保壓采樣器的方法，包括以下步驟：

16、s1，準(zhǔn)備階段：在采樣器下放前，確保深海碎裂板和水溶件的完整性。

17、s2，下沉過程：首先采樣器入水后在重力作用下開始加速下沉，當(dāng)采樣器下沉至預(yù)定深度時(shí)，配重塊對(duì)應(yīng)的水溶件率先水溶使得配重塊脫落，接著阻力板對(duì)應(yīng)的水溶件水溶，阻力板受向上的海水作用逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平狀態(tài)，一定時(shí)間后，采樣器將達(dá)到穩(wěn)態(tài)速度勻速下降平穩(wěn)著陸；

18、s3，采樣過程：深海碎裂板快到達(dá)海底時(shí)開始破碎，開口被打開，海水涌入深海保壓采樣桶內(nèi)后開始溶解用于連接密封蓋與采樣桶身內(nèi)壁的水溶件，與此同時(shí)放置在深海保壓采樣桶中誘餌會(huì)吸引海底生物靠近并進(jìn)入深海保壓采樣桶；

19、s4，保壓過程：用于連接密封蓋與采樣桶身內(nèi)壁的水溶件溶解后彈性件從壓縮狀態(tài)開始逐漸恢復(fù)形變，帶動(dòng)密封蓋沿導(dǎo)向光桿移動(dòng)并將深海保壓采樣桶內(nèi)部的多余物質(zhì)排出，直至與組合密封墊圈貼合；

20、s5，回收過程：采樣后采樣器在海底靜置一段時(shí)間，直到配重支腳處的水溶件完全水溶，支腳與配重支腳分離，采樣器重量減少后，浮力開始大于重力并開始上浮，在采樣裝置浮出水面前，與深海浮球連接的水溶件水溶使深海浮球脫離減少浮力，減緩上浮加速度，最終采樣器浮出水面。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本采樣器無需動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，整體采用無源設(shè)計(jì)，無需在采樣過程中提供動(dòng)力源，降低了采樣器的復(fù)雜性和成本，同時(shí)避免了因動(dòng)力驅(qū)動(dòng)可能對(duì)深海環(huán)境造成的潛在影響；

23、2、本采樣器通過深海碎裂板對(duì)開口進(jìn)行封堵并在深海中進(jìn)行碎裂的方式，能夠低成本的實(shí)現(xiàn)開口打開，并在開口打開后通過水溶件和彈性件的配合實(shí)現(xiàn)對(duì)密封蓋的驅(qū)動(dòng)，將開口進(jìn)行封堵，配合組合密封墊圈實(shí)現(xiàn)對(duì)開口的封堵，完成保壓，中間不需要任何驅(qū)動(dòng)部件就能夠完成保壓，成本低廉；

24、3、本采樣器通過水溶件的使用，能夠在下潛過程中將阻力板張開同時(shí)將配重塊脫落，從而完成下潛減速，防止著陸的沖擊對(duì)采樣器造成沖擊影響，安全系數(shù)高；

25、4、本采樣器通過水溶件的使用，能夠在采樣器上浮的過程中斷開與深海浮球的連接，使得采樣器降低上浮的加速度，通過對(duì)壓力的保持，不會(huì)對(duì)生物造成壓力上的影響，對(duì)于采樣而言，安全系數(shù)更高。

技術(shù)特征：

1.一種深海保壓采樣桶，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海保壓采樣桶，其特征在于：所述深海碎裂板為玻璃片(1-4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海保壓采樣桶，其特征在于：所述彈性件為彈簧(1-9)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海保壓采樣桶，其特征在于：所述開口處設(shè)置有組合密封墊圈(1-5)，所述密封蓋(1-7)靠近開口一側(cè)與組合密封墊圈(1-5)截面形狀相適應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海保壓采樣桶，其特征在于：所述采樣桶身(1-10)遠(yuǎn)離開口一側(cè)設(shè)置深海觀察玻璃片(1-11)。

6.一種無源式深海生物保壓采樣器，包括如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種深海保壓采樣桶，其特征在于，采樣器還包括：深海采樣桶安裝架(2)，內(nèi)部固定設(shè)置深海保壓采樣桶(1)，側(cè)壁上設(shè)置有阻力板(2-15)，所述阻力板(2-15)一端通過彈性鉸鏈(2-14)與深海采樣桶安裝架(2)側(cè)壁相連，另一端通過水溶件與深海采樣桶安裝架(2)側(cè)壁相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無源式深海生物保壓采樣器，其特征在于，采樣器還包括：至少一個(gè)配重塊(2-12)，所述配重塊(2-12)通過水溶件與深海采樣桶安裝架(2)相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無源式深海生物保壓采樣器，其特征在于，采樣器還包括：多個(gè)支腳(2-5)，每個(gè)所述支腳(2-5)靠近地面一側(cè)通過水溶件與配重支腳(2-6)相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種無源式深海生物保壓采樣器，其特征在于，采樣器還包括：多個(gè)深海浮球(3-1)，部分所述深海浮球(3-1)通過水溶件與深海采樣桶安裝架(2)相連，部分所述深海浮球(3-1)與深海采樣桶安裝架(2)相連。

10.一種使用如權(quán)利要求9所述的一種無源式深海生物保壓采樣器的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種深海保壓采樣桶、采樣器及方法，屬于深海生物保壓采樣領(lǐng)域。解決現(xiàn)有采樣系統(tǒng)成本高動(dòng)力源多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。一種深海保壓采樣桶，包括：采樣桶身，一側(cè)端部設(shè)置開口，開口被深海碎裂板封堵；導(dǎo)向光桿，同軸布置在采樣桶身內(nèi)，其上滑動(dòng)設(shè)置有密封蓋；水溶件，用于將密封蓋與采樣桶身內(nèi)壁相對(duì)固定，用于在深海碎裂板破裂海水進(jìn)入采樣桶身后融化；彈性件，一端與密封蓋遠(yuǎn)離開口一側(cè)相連、另一端與采樣桶身內(nèi)壁相對(duì)固定，用于水溶件融化后將密封蓋推抵于開口處并將開口封閉。它主要用于深海生物采樣。

技術(shù)研發(fā)人員：李國瑞,王豪,周繼凱,張乾,王祥翰,毛思恩,陳永在
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10