[实用新型]一种全海深断电电磁式采水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋工程领域，具体涉及一种全海深断电电磁式采水装置。适用于所有深度的海洋及江河湖泊的水体样本采集和保存。

背景技术

一直以来，水体样本的采集对于研究海洋及江河湖泊都是十分重要的手段。尤其是在水环境参数监测，水体营养物质监测，化学与地质调查，水体微生物采样，以及深海的冷泉热泉研究中，采集水样都是必不可少的一个步骤。目前，世界上有实力的几个国家都在积极推进对海洋资源的探索，需要一种使用方便、灵活，成本较低，可靠性高，又能具有较高准确度的采水器。

我们通常见到的南森瓶（Nansan bottle）、范多恩瓶（Van Dorn bottle）、尼斯金瓶（Niskin bottle）、郭福洛瓶（Go-Flo bottle）得到广泛应用。南森瓶就是常说的颠倒采水器，尼斯金瓶是常见的卡盖式采水器。这四种采水瓶通常是以两端瓶盖开启状态固定于采样缆绳上，并深入目的水层，此时采水瓶处于打开冲洗状态。采样时，沿采样缆绳滑下使锤，通过使锤击打挡片或传动杆来启动瓶盖关闭装置——南森瓶会在挡片被击打时瓶身颠倒依靠重力使两端瓶盖密合；范多恩瓶、尼斯金瓶、郭福洛瓶会在传动杆被击打时依靠弹簧或橡皮筋的弹力使两端瓶盖密合。像这种通过使锤沿采样缆绳滑动来启动采水器闭合的方式，信号延迟很长，系统误差比较大；需要使用又粗又重的钢丝绳，在深海几千米甚至一万米深度的情况下，费时费力，操作复杂；使锤的击打效果受多种因素影响，有较大的不确定性，失败率较高；为了使挡片或传动杆处于正确的位置和方向，瓶身的摆放位置及瓶口的方向受到了很大限制，一般只能沿采样缆绳的方向，在江河及水库水文悬移质的监测中无法发挥良好的作用。

通过对范多恩瓶、尼斯金瓶、郭福洛瓶的传动杆进行改造后可以结合电控装置使用。常见到的是带CTD功能的电控尼斯金瓶采样阵列。目前电控装置主要有步进电机脱钩式和电磁阀脱钩式。前者主要通过步进电机内马达的通电转动触发传动装置使瓶盖限位绳脱钩，瓶盖在弹力作用下闭合。电磁阀脱钩式主要通过电磁铁在通电瞬间吸附衔铁或吸片触发传动装置使瓶盖限位绳脱钩，瓶盖在弹力作用下闭合。在深海的高水压、温度变化等影响下，步进电机容易出现抱轴、误动作的毛病，造成样品采集的失败率较高。电磁阀脱钩式为了减少释放钩来自瓶盖限位绳的拉力和增大通电瞬间电磁阀触发动作的幅度，通常设有复杂的杠杆机构、复位弹簧等，在一些恶劣环境下使用时容易受到杂物或外力干扰而损坏，影响成功率和使用寿命；较多的杠杆机构也存在系统误差影响采集水样的准确度。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种全海深断电电磁式采水装置。使用电磁铁的持续吸附力直接牵引瓶盖限位绳维持采水瓶的打开冲洗状态，到达目的水层时，采水命令使电磁铁断电，瓶盖在弹力作用下闭合，完成采水。中间没有任何杠杆机构或传动装置，降低了系统误差，提高了成功率，能够更加准确地配合各类深潜器完成水样的时间序列采集或深度序列采集。电磁铁与瓶身一体化的设计，使瓶口的朝向不受任何限制，可以灵活地固定在各型深潜器上，也能够满足江河水库检测悬移物的需要，还可以多瓶排成阵列满足较大的水样需求。电磁铁直接与瓶盖限位绳相连的设计，使其不受瓶身大小的影响，只需调整限位绳的长度就能适应不同规格的采水瓶。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种全海深断电电磁式采水装置，包括两端开口的瓶体，还包括2个卡盖（2），2个卡盖的内侧均设置有内把，2个卡盖的外侧均设置有外把，两个内把之间通过穿过瓶体两端的橡胶绳连接，其中一个卡盖的外把通过电磁铁限位绳与电磁铁释放模块一端连接，另一个卡盖的外把通过铁块限位绳与电磁铁释放模块的另一端连接，电磁铁限位绳与铁块限位绳均分别穿过设置在瓶体两端外侧的限位环。

如上所述的卡盖包括内塞、与内塞连接的帽檐和套设在内塞上的外密封圈，瓶体开口处设置有内密封圈，卡盖与瓶体开口处闭合时，外密封圈和内密封圈紧密闭合。

如上所述的电磁铁释放模块包括锅形铁壳、铁块和设置在锅形铁壳内的铁芯，铁芯一端与锅形铁壳的底部连接，铁芯另一端与锅形铁壳的锅口处平齐，铁芯上缠绕有到导线圈，锅形铁壳上设置有电磁铁圆环，铁块上设置有铁块圆环。

如上所述的导线圈与公头缆一端连接，公头缆另一端穿出锅形铁壳，公头缆与锅形铁壳之间通过树脂密封，导线圈通过树脂密封在锅形铁壳内。

如上所述的铁块的厚度大于等于2倍的锅形铁壳。

如上所述的铁块为圆形铁块，铁块与铁芯吸合的一面为平整面，铁块的直径大于圆形的锅形铁壳开口的直径。