本發(fā)明涉及海底樣品取樣領(lǐng)域，特別是涉及一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置。

背景技術(shù)：

1、海底淤泥含有豐富的地質(zhì)、生物和化學(xué)信息，是研究海洋生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境變化和礦產(chǎn)資源的重要對象。有效的海底淤泥取樣技術(shù)對于獲取高質(zhì)量樣本至關(guān)重要，目前，海底淤泥取樣技術(shù)主要包括海洋鉆井取樣和表層取樣兩種方法。鉆井取樣是指使用鉆井設(shè)備，在指定的海洋區(qū)域進(jìn)行鉆井，通過鉆孔將淤泥樣品提取到地面進(jìn)行分析。這種方法適用于較深的海底，可以獲取較為準(zhǔn)確的淤泥樣品，但鉆井工作一般在海面進(jìn)行，其取樣其成本較大，安裝和拆除的時(shí)間也較長，無法在大面積的海底調(diào)查區(qū)進(jìn)行取樣。表層取樣則是通過使用浮標(biāo)或遙控機(jī)械設(shè)備，將采樣器降至海底表層，采集淤泥樣品。這種方法適用于淺海和近海區(qū)域，操作相對簡單，但由于只能獲取表層樣品，可能存在淤泥垂直分布不均勻的問題。因此現(xiàn)有的海底淤泥取樣器無法實(shí)時(shí)對海底淤泥尤其是深部淤泥進(jìn)行精確取樣。

2、為此，提出一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種海底氣-水-固多相流體取樣裝置，包括：

3、海面無人艇，所述海面無人艇上設(shè)置有壓力源，所述壓力源上連通有輸氣管一；

4、海底取樣機(jī)器人，所述海底取樣機(jī)器人和所述海面無人艇之間通過樣品傳輸管路連接；

5、所述樣品傳輸管路包括u型取樣管、輸氣管二和臍帶纜，所述輸氣管二與所述輸氣管一連通，所述u型取樣管包括控制管和送樣管，所述控制管和所述送樣管相互連通，所述控制管和所述送樣管連通有進(jìn)樣管，所述進(jìn)樣管上安裝有單向閥，所述控制管與所述輸氣管一連通，所述輸氣管一、所述控制管、所述輸氣管二和所述送樣管上均安裝有控制閥，所述控制閥電性連接有控制器，所述控制器安裝在所述海面無人艇上；

6、所述海底取樣機(jī)器人包括上部取樣機(jī)器人和下部取樣機(jī)器人，所述輸氣管二、所述臍帶纜和所述進(jìn)樣管均與所述下部取樣機(jī)器人連接，所述上部取樣機(jī)器人與所述臍帶纜連接，所述上部取樣機(jī)器人上設(shè)置有保護(hù)支架，所述保護(hù)支架上設(shè)置有海底擾動(dòng)器；所述下部取樣機(jī)器人底面固定連接有海底固定纜，所述海底固定纜上固定連接有海底固定錨。

7、優(yōu)選的，所述海底擾動(dòng)器包括擾動(dòng)控制器，所述保護(hù)支架上固定連接有兩塊固定擋板，所述擾動(dòng)控制器規(guī)定連接在兩塊所述固定擋板之間，所述擾動(dòng)控制器上安裝有活動(dòng)軸桿，所述活動(dòng)軸桿上安裝有活動(dòng)臂，所述活動(dòng)臂上安裝有擾動(dòng)頭。

8、優(yōu)選的，所述上部取樣機(jī)器人包括外殼，所述外殼頂面安裝有垂直推進(jìn)器，所述外殼下方安裝有水平推進(jìn)器，所述外殼上安裝有取樣連接管，所述取樣連接管和所述進(jìn)樣管連通，所述取樣連接管上安裝有固定攝像頭和led燈，所述外殼上安裝有活動(dòng)攝像頭，所述保護(hù)支架固定連接在所述外殼上。

9、優(yōu)選的，所述下部取樣機(jī)器人固定連接在所述外殼上，所述下部取樣機(jī)器人上安裝有鏑燈、水下傳感器和水下取樣器，所述取樣連接管與所述下部取樣機(jī)器人連通，所述水下傳感器包括水質(zhì)傳感器和溫度壓力傳感器。

10、優(yōu)選的，所述水下取樣器包括水下取樣管和取樣過濾管，所述水下取樣管安裝在所述下部取樣機(jī)器人上，所述取樣過濾管安裝在所述水下取樣管上。

11、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明的海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置，海底淤泥取樣設(shè)備可針對海底沉積物進(jìn)行實(shí)時(shí)擾動(dòng)與流態(tài)化取樣裝置(水射流、氣體沸騰裝置、攪拌、海水?dāng)嚢?、取樣鉆頭等設(shè)備)、在海底淤泥取樣時(shí)擾動(dòng)或直接對深部淤泥進(jìn)行取樣，取樣時(shí)氣-水-固-生物顆粒物三相同步進(jìn)樣，通過對樣品的各相態(tài)組分與含量變化進(jìn)行分析，可實(shí)時(shí)了解海底淤泥的沉積狀態(tài)與成分變化，實(shí)時(shí)監(jiān)測海底各物質(zhì)與海底微生物變化、海洋地震、海底泄漏等動(dòng)態(tài)，由于海底的取樣裝置于海底進(jìn)行并可在海底實(shí)時(shí)的移動(dòng)取樣，可以較低的成本監(jiān)測大面積調(diào)查區(qū)海底實(shí)時(shí)狀況。

技術(shù)特征：

1.一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置，其特征在于：所述海底擾動(dòng)器(37)包括擾動(dòng)控制器(371)，所述保護(hù)支架(323)上固定連接有兩塊固定擋板(324)，所述擾動(dòng)控制器(371)規(guī)定連接在兩塊所述固定擋板(324)之間，所述擾動(dòng)控制器(371)上安裝有活動(dòng)軸桿(372)，所述活動(dòng)軸桿(372)上安裝有活動(dòng)臂(373)，所述活動(dòng)臂(373)上安裝有擾動(dòng)頭(374)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置，其特征在于：所述上部取樣機(jī)器人(321)包括外殼，所述外殼頂面安裝有垂直推進(jìn)器(311)，所述外殼下方安裝有水平推進(jìn)器(312)，所述外殼上安裝有取樣連接管(301)，所述取樣連接管(301)和所述進(jìn)樣管(214)連通，所述取樣連接管(301)上安裝有固定攝像頭(331)和led燈(341)，所述外殼上安裝有活動(dòng)攝像頭(332)，所述保護(hù)支架(323)固定連接在所述外殼上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置，其特征在于：所述下部取樣機(jī)器人(322)固定連接在所述外殼上，所述下部取樣機(jī)器人(322)上安裝有鏑燈(342)、水下傳感器(35)和水下取樣器(36)，所述取樣連接管(301)與所述下部取樣機(jī)器人(322)連通，所述水下傳感器(35)包括水質(zhì)傳感器(351)和溫度壓力傳感器(352)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海底氣-水-固(生)多相流體取樣裝置，其特征在于：所述水下取樣器(36)包括水下取樣管(361)和取樣過濾管(362)，所述水下取樣管(361)安裝在所述下部取樣機(jī)器人(322)上，所述取樣過濾管(362)安裝在所述水下取樣管(361)上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種海底氣?水?固多相流體取樣裝置，包括海面無人艇，海面無人艇上設(shè)置有壓力源，壓力源上連通有輸氣管一；海底取樣機(jī)器人和海面無人艇之間通過樣品傳輸管路連接；樣品傳輸管路包括U型取樣管、輸氣管二和臍帶纜，輸氣管二與輸氣管一連通，U型取樣管包括控制管和送樣管，控制管和送樣管相互連通，進(jìn)樣管上安裝有單向閥，控制管與輸氣管一連通，輸氣管一、控制管、輸氣管二和送樣管上均安裝有控制閥，控制閥電性連接有控制器。本裝置對對海底沉積物進(jìn)行實(shí)時(shí)擾動(dòng)與流態(tài)化取樣，在海底淤泥取樣時(shí)擾動(dòng)或直接對深部淤泥進(jìn)行取樣，取樣時(shí)氣?水?固?生物顆粒物三相同步進(jìn)樣，可以較低的成本監(jiān)測大面積調(diào)查區(qū)海底實(shí)時(shí)狀況。

技術(shù)研發(fā)人員：魏寧,王文東,楊列
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8