[实用新型]一种浅水海域含沙水体原位自动采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种浅水海域含沙水体原位自动采集装置，用于浅水海域正常海况或风暴作用下与海洋悬浮泥沙、海洋沉积动力相关的含沙水体原位、连续、自动取样。

背景技术

海洋环境污染监测、海洋水文观测、海洋化学、地质调查和沉积物再悬浮过程研究等，均需要现场采取一定条件下、一定体积的水样，进而在船上或实验室内通过相应设备进行实验分析。

根据研究目的的不同，采集海水水样时所用的采水器、采水方法、采水要求差别较大。目前，采水器的类型主要有南森采水器、多瓶采水器和球盖式采水器等，此外还有专门的海洋微生物采水器，如佐贝尔采水器、复背式采水器和无菌采水袋等。以上这些采水器主要是针对海洋化学、海洋生物研究而设计的，考虑了采水器的材质化学稳定性、生物无菌性等特殊要求，满足化学、生物研究所需海水样品的采集，而未考虑采水器与海水流向、流速等力学性质的关系，及其对海水流向、流速的影响。

海洋悬浮泥沙研究是海洋沉积环境及海洋动力环境研究中的一个重要方面，关系到泥沙的起动与沉降、沉积物输运、海底冲淤等诸多方面，海水悬浮泥沙浓度是表征海洋环境的一个重要参数。但海水中悬浮泥沙浓度这一指标有着不同于其它海水物理、化学、生物指标的特点，就是其与海洋水动力条件密切相关，海水的流向、流速条件显著地制约着悬沙浓度。所以对海洋含沙水体取样所需的采水器需要考虑海水流速、流向的影响，顺着海水流向方向采样，采水器对海水流速的影响最小，不会造成水中悬浮泥沙的沉降，才能更准确的采集到真正代表海水挟沙量的代表性样品。而目前存在的各式采水器均无法识别海水流向并在海流方向上采样，所以无法满足海洋学研究中对于海水悬浮泥沙含量的更精确要求。因此，发明一个适用于海水悬浮泥沙取样要求的、可以控制采水方向实现顺海水流向方向采样的采水装置是非常有必要的。

同时，在对海水中悬浮泥沙的含量、沉积与再悬浮等沉积动力学问题进行研究时，往往需要多个站位同步采集一个潮周期内各时刻(通常为25h)的海水水样，目前海水取样方法主要是通过将多条船舶准确定位在不同的取样点处，船舶上的人员同步利用采水器以一定时间间隔对特定站位、特定离底高度的含沙水体进行取样。这种传统的取样方式工作量大，花费高、时间长，消耗大量的人力、物力。在出现水体流速较大、尤其是研究暴风沉积作用时，采水器往往偏离预定采样点，采样深度也会出现偏差，取样结果受人为因素影响较大。另外，利用船只和人力在暴风天气下对研究区海域进行一个潮周期的海水取样具有较高的危险性。

因此，提出一种能够准确控制采样方向、采样深度、采样时间，操作方便、实用性强、人为因素影响小的一种浅水海域含沙水体原位自动采集装置，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种浅水海域含沙水体原位自动采集装置，以填补目前没有适用于海洋悬浮泥沙取样的含沙水体原位自动采集装置的空白，满足海洋学研究中对于海洋含沙水体的取样要求。

一种浅水海域含沙水体原位自动采集装置，其特征在于包括三角支架，该三角支架顶端设有用于调节三角支架夹角的角度控制器，角度控制器上方设有进水控制盘、正下方设有竖直的固定杆，由电池仓、单片机、密封盖和压力传感器组成的采水装置控制系统安装在所述的固定杆上，固定杆下端通过旋转式固定座连接管状的采水器，使采水器在水平方向上旋转，采水器后侧设有四个控制采水器随海流方向变化旋转的姿态控制翼，内部设有电机和挡流板；采水器通过设置在固定杆内部的连通管与所述进水控制盘内的抽气孔相连，抽气孔下部由密封螺栓进行密封，进水控制盘中部设有通孔，通孔下半部为不可旋转固定孔，上半部为可旋转固定孔，进水控制盘通过不可旋转固定孔固定在固定杆上，真空瓶固定盘通过可旋转固定孔内的转轴安装在进水控制盘上方，进水控制盘和真空瓶固定盘之间通过固定杆上的紧固螺丝和多个均匀分布在外侧的密封卡扣实现二者的紧密贴合与密封，进水控制盘侧面安装有步进电机以控制真空瓶固定盘的步进式旋转，所述真空瓶固定盘边缘位置设有一圈采水瓶进水孔和排水孔，且采水瓶进水孔和排水孔相互间隔且均匀排列，采水瓶进水孔上安装有真空采水瓶。

所述该三角支架底部设有可加荷载的底座。

所述角度控制器可以控制三角支架的打开程度，进而可以调节采水器的离底高度，满足不同离底高度水体的采样要求。

所述装置的采水控制系统由电池仓、单片机、密封盖和压力传感器组成，可以实现对设备采水开始时间、采样间隔和采样数量的设定，其中采水开始时间的设定方式有两种：一种是设定固定的开始时间，另一种是设定当压力传感器测取的波浪压力大于某一数值时自动启动。