本發(fā)明屬于海底沉積物取樣，尤其涉及一種深海柱狀沉積物采樣裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、海底沉積物能夠?yàn)楹Ｑ蟮刭|(zhì)學(xué)研究提供重要信息，重力柱取樣器是一種獲取海底沉積物的重要設(shè)備，重力柱投入到海水中，在重力柱的重力減去浮力之后的加速度作用下，加速向海底移動，最終伸入到海底沉積物中，同時海底沉積物進(jìn)入到重力柱取樣器內(nèi)部形成柱狀沉積物，并最終獲取重力柱內(nèi)的海底沉積物樣品。柱狀沉積物的長度越長，以及越能夠保持原狀獲取對研究得到的信息就越多。因此，可以通過增加重力柱取樣器的重力，來增加柱狀沉積物的長度。但是重力柱取樣器的重力越大，回收的難度也就越大。中國專利(cn107478459b)公開了一種可拋荷載式深海重力柱狀沉積物取樣器，增加取樣管慣性的鉛塊載荷在回收取樣管時永久留在了海底。鉛塊或是其他金屬在海水中不斷的被腐蝕，尤其鉛還是重金屬，既浪費(fèi)了物料成本，還會對海底的生態(tài)環(huán)境造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種深海柱狀沉積物采樣裝置及方法，用于解決上述問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種深海柱狀沉積物采樣裝置，包括：取樣管、樣品管、鉛塊、第一鋼絲繩、吊架、吊架安裝板和刀口，所述吊架安裝板固定安裝在所述取樣管的頂端，所述刀口安裝在所述取樣管的底端，所述樣品管安裝在所述取樣管中，頂端和底端分別抵接所述吊架安裝板和所述刀口，所述樣品管的外壁與所述取樣管的內(nèi)壁滑動連接，所述吊架安裝在所述吊架安裝板的頂端，所述鉛塊設(shè)置為對稱的兩個，所述鉛塊上設(shè)置有滑槽，所述取樣管外壁的兩側(cè)設(shè)置有滑軌，所述滑槽和所述滑軌長度相等，所述滑軌的頂端設(shè)置有限位板，所述滑槽與所述滑軌滑動連接，所述鉛塊頂端設(shè)置有鋼絲繩槽，所述取樣管的側(cè)壁上設(shè)置有吊環(huán)，兩個所述第一鋼絲繩的一端分別固定在兩個所述鋼絲繩槽的底端，另一端分別固定在兩個所述吊環(huán)上。

4、進(jìn)一步地，所述吊架安裝板中心設(shè)置有中心孔，所述吊架安裝板的頂端設(shè)置有樣品保護(hù)蓋，所述樣品保護(hù)蓋鉸接安裝在所述吊架安裝板上，并能夠封堵中心孔。

5、進(jìn)一步地，還包括助力緩沖裝置，所述助力緩沖裝置包括彈簧和固定板，所述固定板固定安裝在所述取樣管的外壁上，并位于所述鉛塊的下方，所述彈簧底端固定安裝在所述固定板上，頂端與所述鉛塊底端抵接。

6、進(jìn)一步地，所述助力緩沖裝置還包括導(dǎo)向橡膠，所述導(dǎo)向橡膠套設(shè)在所述取樣管的外壁上，位于所述彈簧內(nèi)側(cè)，底端與所述固定板抵接。

7、進(jìn)一步地，所述取樣管上設(shè)置有導(dǎo)向部，所述導(dǎo)向部位于所述固定板的下方，用于減小取樣管在水中下沉?xí)r的阻力。

8、進(jìn)一步地，所述刀口中設(shè)置有采樣花瓣。

9、進(jìn)一步地，所述鋼絲繩槽中豎直設(shè)置有多個繞柱，用于所述第一鋼絲繩的纏繞。

10、一種深海柱狀沉積物采樣方法，包括如下步驟：

11、s1、吊架頂端固定采樣船上的鋼絲繩后，將深海柱狀沉積物采樣裝置沉入海中；

12、s2、取樣管下沉過程中從海水從刀口進(jìn)入，穿過樣品管后沖開樣品保護(hù)蓋，減小下沉?xí)r的阻力，同時導(dǎo)向部也能減小取樣管下沉?xí)r的阻力；

13、s3、在鉛塊和取樣管重力的慣性作用下，取樣管底端在刀口的輔助下插入到海底沉積物中，海底的沉積物成柱狀進(jìn)入到樣品管；過程中鉛塊借助滑槽在滑軌上持續(xù)向下滑動并壓縮彈簧，彈簧彈力推動固定板使取樣管持續(xù)向海底沉積物中移動，增加柱狀沉積物的采樣長度；鉛塊的滑槽完全滑出滑軌之后，兩個鉛塊底端在導(dǎo)向橡膠的作用下脫離取樣管；

14、s4、采樣結(jié)束之后，采樣船通過鋼絲繩拉動吊架向上移動，樣品保護(hù)蓋在海水阻力的作用下封堵中心孔，刀口中的采樣花瓣封閉防止海底的柱狀沉積物脫出；取樣管在上升的過程中不斷將第一鋼絲繩從鋼絲繩槽中拉出；取樣管到達(dá)采樣船之后，再分別通過第一鋼絲繩將兩個鉛塊拉出來。

15、本發(fā)明的有益效果在于：

16、本發(fā)明的鉛塊隨著取樣管在海水中下沉，增大了取樣管的慣性，提高了取樣管進(jìn)入海底沉積物中的速度，進(jìn)而增加了海底柱狀沉積物的采樣長度；取樣管開始進(jìn)入海底沉積物后減速，鉛塊在慣性的作用下通過滑槽和滑軌的配合持續(xù)向下移動，并壓縮彈簧，彈簧彈力向下持續(xù)推動固定板，助力取樣管持續(xù)向海底沉積物中移動，進(jìn)一步增加了海底柱狀沉積物的采樣長度；隨后滑槽與滑軌完全脫離，鉛塊底部在導(dǎo)向橡膠的作用下完全脫離取樣柱；取樣管回收結(jié)束之后，通過第一鋼絲繩再分別將兩個鉛塊拉出，減小了回收時采樣船上鋼絲繩的拉力，減小回收難度，避免了鉛塊滯留海底污染海底的生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明一方面實(shí)現(xiàn)了鉛塊的回收，另一方面第一鋼絲繩和鉛塊增加了重力柱的重量，回收過程中第一鋼絲繩從鉛塊中卷出，再回收鉛塊時減小了拉力。

技術(shù)特征：

1.一種深海柱狀沉積物采樣裝置，其特征在于，包括：取樣管(10)、樣品管(20)、鉛塊(30)、第一鋼絲繩(40)、吊架(50)、吊架安裝板(60)和刀口(70)，所述吊架安裝板(60)固定安裝在所述取樣管(10)的頂端，所述刀口(70)安裝在所述取樣管(10)的底端，所述樣品管(20)安裝在所述取樣管(10)中，頂端和底端分別抵接所述吊架安裝板(60)和所述刀口(70)，所述樣品管(20)的外壁與所述取樣管(10)的內(nèi)壁滑動連接，所述吊架(50)安裝在所述吊架安裝板(60)的頂端，所述鉛塊(30)設(shè)置為對稱的兩個，所述鉛塊(30)上設(shè)置有滑槽(31)，所述取樣管(10)外壁的兩側(cè)設(shè)置有滑軌(11)，所述滑槽(31)和所述滑軌(11)長度相等，所述滑軌(11)的頂端設(shè)置有限位板(12)，所述滑槽(31)與所述滑軌(11)滑動連接，所述鉛塊(30)頂端設(shè)置有鋼絲繩槽(32)，所述取樣管(10)的側(cè)壁上設(shè)置有吊環(huán)(13)，兩個所述第一鋼絲繩(40)的一端分別固定在兩個所述鋼絲繩槽(32)的底端，另一端分別固定在兩個所述吊環(huán)(13)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海柱狀沉積物采樣裝置，其特征在于，所述吊架安裝板(60)中心設(shè)置有中心孔(61)，所述吊架安裝板(60)的頂端設(shè)置有樣品保護(hù)蓋(62)，所述樣品保護(hù)蓋(62)鉸接安裝在所述吊架安裝板(60)上，并能夠封堵中心孔(61)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海柱狀沉積物采樣裝置，其特征在于，還包括助力緩沖裝置(80)，所述助力緩沖裝置(80)包括彈簧(81)和固定板(82)，所述固定板(82)固定安裝在所述取樣管(10)的外壁上，并位于所述鉛塊(30)的下方，所述彈簧(81)底端固定安裝在所述固定板(82)上，頂端與所述鉛塊(30)底端抵接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深海柱狀沉積物采樣裝置，其特征在于，所述助力緩沖裝置(80)還包括導(dǎo)向橡膠(83)，所述導(dǎo)向橡膠(83)套設(shè)在所述取樣管(10)的外壁上，位于所述彈簧(81)內(nèi)側(cè)，底端與所述固定板(82)抵接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深海柱狀沉積物采樣裝置，其特征在于，所述取樣管(10)上設(shè)置有導(dǎo)向部(14)，所述導(dǎo)向部(14)位于所述固定板(82)的下方，用于減小取樣管(10)在水中下沉?xí)r的阻力。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海柱狀沉積物采樣裝置，其特征在于，所述刀口(70)中設(shè)置有采樣花瓣(71)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海柱狀沉積物采樣裝置，其特征在于，所述鋼絲繩槽(32)中豎直設(shè)置有多個繞柱(33)，用于所述第一鋼絲繩(40)的纏繞。

8.一種深海柱狀沉積物采樣方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種深海柱狀沉積物采樣裝置及方法，屬于海底沉積物取樣技術(shù)領(lǐng)域，包括：取樣管、樣品管、鉛塊、第一鋼絲繩、吊架、吊架安裝板和刀口，吊架安裝板安裝在取樣管頂端，刀口安裝在取樣管底端，樣品管安裝在取樣管中，吊架安裝在吊架安裝板頂端，鉛塊上設(shè)置有滑槽，取樣管外壁兩側(cè)設(shè)置有滑軌，滑槽和滑軌長度相等，滑軌的頂端設(shè)置有限位板，滑槽與滑軌滑動連接，鉛塊頂端設(shè)置有鋼絲繩槽，取樣管的側(cè)壁上設(shè)置有吊環(huán)，鋼絲繩兩端分別連接吊環(huán)和鋼絲繩槽底端。本發(fā)明鉛塊與取樣管通過滑軌與滑槽的滑動連接，增大取樣管在海水中下沉慣性的同時也持續(xù)助力取樣管向海底沉積物中移動，并且還實(shí)現(xiàn)了取樣管和鉛塊的分別回收，減小了回收難度。

技術(shù)研發(fā)人員：殷征欣,李正元,陳亮,唐盟,鄭浩,謝安遠(yuǎn),張哲,董振,農(nóng)學(xué)偉,劉紫荊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國家海洋局南海調(diào)查技術(shù)中心（國家海洋局南海浮標(biāo)中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9