一種全海深純電磁式采水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于海洋工程領(lǐng)域，尤其涉及一種全海深純電磁式采水裝置。適用于所有深度的海洋及江河湖泊的水體樣本采集和保存。
技術(shù)背景
[0002]一直以來，水體樣本的采集對于研宄海洋及江河湖泊都是十分重要的手段。尤其是在水環(huán)境參數(shù)監(jiān)測，水體營養(yǎng)物質(zhì)監(jiān)測，化學(xué)與地質(zhì)調(diào)查，水體微生物采樣，以及深海的冷泉熱泉研宄中，采集水樣都是必不可少的一個步驟。目前，世界上有實力的幾個國家都在抓緊對海洋資源的探索，需要一種使用方便、靈活，成本較低，又能具有較高準(zhǔn)確度的采水器。
[0003]我們通常使用的南森瓶(Nansan bottle)、范多恩瓶(Van Dorn bottle)、尼斯金瓶(Niskin bottle)、郭福洛瓶(Go-Flo bottle)得到廣泛應(yīng)用。南森瓶就是常說的顛倒采水器，尼斯金瓶是常見的卡蓋式采水器。這四種采水瓶通常是以兩端瓶蓋開啟狀態(tài)固定于采樣纜繩上，并深入目的水層，此時采水瓶處于打開沖洗狀態(tài)。采樣時，沿采樣纜繩滑下使錘，通過使錘擊打擋片或傳動桿來啟動瓶蓋關(guān)閉裝置一一南森瓶會在擋片被擊打時瓶身顛倒依靠重力使兩端瓶蓋密合；范多恩瓶、尼斯金瓶、郭福洛瓶會在傳動桿被擊打時依靠彈簧或橡皮筋的彈力使兩端瓶蓋密合。像這種通過使錘沿采樣纜繩滑動來啟動采水器閉合的方式，信號延遲很長，系統(tǒng)誤差比較大；需要使用又粗又重的鋼絲繩，在深海幾千米甚至一萬米深度的情況下，費時費力，操作復(fù)雜；使錘的擊打效果受多種因素影響，有較大的不確定性，失敗率較高；為了使擋片或傳動桿處于正確的位置和方向，瓶身的擺放位置及瓶口的方向受到了很大限制，一般只能沿采樣纜繩的方向，在江河及水庫水文懸移質(zhì)的監(jiān)測中無法發(fā)揮良好的作用。
[0004]通過對范多恩瓶、尼斯金瓶、郭福洛瓶的傳動桿進(jìn)行改造后可以結(jié)合電控裝置使用。常見到的是帶CTD功能的電控尼斯金瓶采樣陣列。目前電控裝置主要有步進(jìn)電機(jī)脫鉤式和電磁閥脫鉤式。前者主要通過步進(jìn)電機(jī)內(nèi)馬達(dá)的通電轉(zhuǎn)動觸發(fā)傳動裝置使瓶蓋限位繩脫鉤，瓶蓋在彈力作用下閉合。電磁閥脫鉤式主要通過電磁鐵在通電瞬間吸附銜鐵或吸片觸發(fā)傳動裝置使瓶蓋限位繩脫鉤，瓶蓋在彈力作用下閉合。在深海的高水壓、溫度變化等影響下，步進(jìn)電機(jī)容易出現(xiàn)抱軸、誤動作的毛病，造成樣品采集的失敗率較高。電磁閥脫鉤式為了減少釋放鉤來自瓶蓋限位繩的拉力和增大通電瞬間電磁閥觸發(fā)動作的幅度，通常設(shè)有復(fù)雜的杠桿機(jī)構(gòu)、復(fù)位彈簧等，在一些惡劣環(huán)境下使用時容易受到雜物或外力干擾而損壞，影響成功率和使用壽命；較多的杠桿機(jī)構(gòu)也存在系統(tǒng)誤差影響采集水樣的準(zhǔn)確度。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供了一種全海深純電磁式采水裝置，利用瓶身外壁電磁線圈的持續(xù)通電產(chǎn)生的磁場直接吸引瓶蓋內(nèi)塞(內(nèi)嵌永磁體)維持采水瓶的閉合狀態(tài)，電流反向通電產(chǎn)生相反的磁場直接排斥瓶蓋內(nèi)塞(內(nèi)嵌永磁體)維持采水瓶的打開沖洗狀態(tài)，到達(dá)目的水層時，采水命令使電磁線圈再次反向通電產(chǎn)生的磁場直接吸引瓶蓋內(nèi)塞和內(nèi)把(內(nèi)嵌永磁體)，瓶蓋在電磁吸引力作用下閉合，完成采水。中間沒有任何杠桿機(jī)構(gòu)或傳動裝置，降低了系統(tǒng)誤差，提高了成功率，能夠更加準(zhǔn)確地配合各類深潛器完成水樣的時間序列采集或深度序列采集。電磁鐵與瓶身一體化的設(shè)計，使瓶口的朝向不受任何限制，可以靈活地固定在各型深潛器上，還可以多瓶排成陣列滿足較大的水樣需求。
[0006]本實用新型主要是通過下述技術(shù)方案進(jìn)行解決的:
[0007]一種全海深純電磁式采水裝置，包括瓶體，還包括設(shè)置在瓶體的瓶口處的瓶口電磁開合裝置，瓶口電磁開合裝置包括設(shè)置在瓶體的瓶口處的電磁套，電磁套上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上套設(shè)有懸蓋，懸蓋在電磁套的磁場作用下沿導(dǎo)軌靠近瓶口運動并密封瓶口或者沿導(dǎo)軌遠(yuǎn)離瓶口運動并打開瓶口。
[0008]如上所述的電磁套包括套設(shè)在瓶體的瓶口處的內(nèi)層套，內(nèi)層套外部套設(shè)有外層套，外層套內(nèi)設(shè)置有電磁線圈。
[0009]如上所述的懸蓋包括套設(shè)在導(dǎo)軌上的蓋檐，蓋檐朝向瓶口的一面設(shè)置有內(nèi)塞，內(nèi)塞內(nèi)設(shè)置有永磁體。
[0010]如上所述的蓋檐朝向瓶口的一面設(shè)置有外密封圈，瓶體的瓶口內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)密封圈。
[0011]如上所述的蓋檐上設(shè)置有外把和掛鉤，外把上設(shè)置有外把小孔。
[0012]如上所述的導(dǎo)軌上設(shè)置有限位螺母。
[0013]如上所述的瓶體上開設(shè)有出水咀，出水咀上設(shè)置有咀帽。
[0014]如上所述的瓶體上設(shè)置有把手。
[0015]如上所述的瓶體為兩端開口的直筒形，瓶體的兩端瓶口均設(shè)置有瓶口電磁開合裝置。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0017]1，通過調(diào)整電流方向來改變磁場方向，從而吸引或排斥內(nèi)嵌永磁體的瓶蓋來維持采水瓶的閉合或打開沖洗狀態(tài)，無任何傳動裝置，瓶內(nèi)無任何金屬彈簧或橡膠，最大限度排除了外來雜質(zhì)干擾，降低了系統(tǒng)誤差，提高了成功率，能夠更加準(zhǔn)確地配合各類深潛器完成水樣的時間序列采集或深度序列采集。
[0018]2，結(jié)構(gòu)簡單，受惡劣環(huán)境影響小，不易損壞；操作簡便，容易安裝和拆卸，方便維護(hù)和調(diào)試。
[0019]3，采用永磁體作為銜鐵，動作幅度大，同時滿足采水瓶的沖洗和密閉要求。
[0020]4，將電磁線圈與水密線纜及水密接插件整體由樹脂固封在一起，并外加聚氨酯、硅脂等涂層，水密效果好，滲水率低，可以耐受高水壓。
[0021]5，使用非常靈活，在淺水作業(yè)時，可以直接使用船上的電源及開關(guān)通過水下電纜來發(fā)出采水命令；深水作業(yè)時可以用各種深潛器搭載并提供電源、命令等，也可以使用類似蛟龍?zhí)栞d人潛水器機(jī)械臂手持該采水瓶進(jìn)行熱液口水樣的采集。搭載在專用的CTD采水架上，能夠完成更加準(zhǔn)確的?米度序列樣品米集和時間序列樣品米集。
【附圖說明】
[0022]圖1為本裝置側(cè)視結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2為本裝置瓶體與電磁套俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖3為本裝置懸蓋結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4為本裝置瓶體與電磁套結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖5為本發(fā)明電路示意圖。
[0027]圖中:1_瓶體；2-懸蓋；3-電磁套;
[0028]101-瓶身;102-把手;103-立柱;104_出水咀;105_咀帽;106_內(nèi)密封圈；
[0029]201-蓋檐；202_限位孔；203_掛鉤；204_外把；205_外把小孔；206_內(nèi)塞；207_永磁體；208_外密封圈；
[0030]301-內(nèi)層套；302_外層套；303_公頭纜；304_導(dǎo)線；305_導(dǎo)軌；306_限位螺帽。
【具體實施方式】
[0031]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0032]實施例1
[0033]一種全海深純電磁式采水裝置，包括瓶體I，還包括位于瓶體兩端開口處的懸蓋2，懸蓋2內(nèi)嵌合有永磁體207，還包括位于瓶體I外側(cè)兩端開口處的電磁套3，電磁套3固定在瓶體I上并且一端與瓶體I瓶口對齊，電磁套3包括外層套302和內(nèi)層套301，外層套302上設(shè)置有導(dǎo)軌305，導(dǎo)軌305從懸蓋2 (蓋檐201)的限位孔202中穿過。當(dāng)把該采水裝置放入水中前，先給電磁套3通正向電流，使電磁套3與懸蓋2之間產(chǎn)生相互吸引的磁力使懸蓋2閉合，采水瓶處于密閉狀態(tài)。當(dāng)該采水裝置潛入水下3米到10米之間時，預(yù)先設(shè)置的命令使電流反向，電磁套3與懸蓋2之間產(chǎn)生相互排斥的磁