[发明专利]一种拖缆控制式水底淤积物采样球

说明书

技术领域

本发明涉及一种水底淤积物采样装置，尤其是涉及一种拖缆控制式水底淤积物采样球。

背景技术

在环保领域的对水底淤积物(如违法倾倒的固体废弃物)采样取证工作以研究水体环境的污染种类、污染程度以及污染物的迁移演化规律；在考古领域的水底泥层下取样以结合C14同位素方法分析水底遗迹的年代规律等工作都需要方便有效、可靠性强、适应性好的水底淤积物采样装置，以能够在不同的水体环境中最大限度的连续采取水底淤积物样品以用于后续的分析化验，以期获得包括水底淤积物及其蕴含的水样在内的元素、化合物组分的科研数据。如何在尽量降低取样装置破坏性的基础上做到取样的代表性和兼顾对不同淤积物-水体系统的适应性是本领域的技术难点。

目前在上述领域应用的主要是普通的挖斗型挖掘设备(类似船载挖掘机的挖掘臂)，这类设备不是特别针对水底淤积物的取样而设计的，其应用中的主要问题在于(1)挖掘臂前段的挖斗没有闭合的结构，不能同时采样淤积物及其蕴含的废水，没有充分的样品原位代表性；(2)一般这类挖斗的破坏性较强且不易控制，对于考古领域的水底泥层下取样基本不适用。

授权公告号为CN102435460B的中国发明专利公开了一种深水底泥采样装置，这一发明的主要目的在于能确保抓斗(底泥采样器的主要部件)能够在下水过程中工作正常，不会因抓斗在下水过程中关闭而影响采泥过程；然而，这种挖斗的破坏性同样较强且不易控制，对于考古领域的水底泥层下取样不适用。

授权公告号为CN202511997U的中国实用新型专利公开了一种水底采样器，该装置包括钢管、活塞、取样缸筒。钢管分为两截由接口连接，其下方固定连接取样缸筒，活塞上方连接的活塞推杆置于钢管内。该水底采样器的原理是利用钢管内人工造成的真空负压作用提取水底泥沙类物质。该专利从原理来看，主要是利用类似唧筒的负压作用吸取样品；另外，根据该实用新型文本的描述：“这种水底采样器仅适用于水底泥沙、细沙、中细沙和泥草混合物情况，不适合大颗粒砂石的采集要求”；根据该描述，该吸取式水底采样器采集的样品应该是粘度较小、流动性较强的砂质和水体混合物，对于含有粘度较大的泥状水底淤积物的采样基本不适用，即使采集到样品也不具有均匀性，因而不可能具有科研意义上的原位代表性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种拖缆控制式水底淤积物采样球，以解决目前现有的水底淤积物采样装置破坏性较强且采样不具有原位代表性的问题，还能够兼顾对不同淤积物-水体系统的适应性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种拖缆控制式水底淤积物采样球，包括密封腔、驱动马达、活塞、套筒及叶瓣，所述的密封腔上方设有开口，所述的活塞设在开口处，所述的套筒设在活塞上端，所述的叶瓣设有若干个，所述的叶瓣中上部与密封腔的外端转动连接，所述的叶瓣的上端与套筒连接，所述的叶瓣的下端为自由端，所述的驱动马达设在密封腔内，并通过螺杆与活塞连接；

所述的驱动马达带动活塞及与活塞连接的套筒上下移动，套筒的上下移动带动叶瓣闭合或开启，取样前，所述的叶瓣为张开状态，取样时，所述的叶瓣完全闭合在一起形成球形。这种瓣形开合结构的采样装置，抓着力强并有较好的密封性，能够最大限度的采取胶状、泥沙状等不同形态的水底淤积物，并保证所采样本的完整性和原位代表性。

所述的密封腔内设有振动马达及与振动马达相连的偏心铁。偏心铁用于产生振动，利于采样装置在抵达水/淤泥界面阻力较大时能够方便的插入淤泥内部进行采样。

优选地，所述的振动马达设置有两个。

所述的密封腔由耐锈蚀耐水压的特种不锈钢制成。

所述的密封腔外侧中央安装有设有监控摄像头，在监控摄像头周围设有聚光灯，用于观察采样球所抵达的位置以及水底的情况。

所述的套筒上方设有用于吊放密封腔及叶瓣的主缆绳。

所述的活塞与密封腔上方的开口处设有密封圈。

所述的螺杆下端与驱动马达连接，上端伸入到活塞内部并与活塞配合连接。

所述的叶瓣共设有4个，4个叶瓣闭合时围成球形。

所述的叶瓣中上部与密封腔的外端通过叶瓣转轴转动连接。

所述的叶瓣的上端通过铰接件与套筒连接。

所述的叶瓣是一套可以更换的组件。采样球的尺寸大小可以根据任务目标如采样量来确定，并能够适应不同深度水体底部淤积物的采样要求。