[实用新型]一种自主采水作业的全海深智能采水装置、科考船

说明书

本实用新型属于深水采集技术领域，公开了一种自主采水作业的全海深智能采水装置、科考船，包括用于上浮到用户设定的深度处自动触发进行相应采水作业的智能采水子系统；用于智能采水子系统上浮至水面后将自身坐标通过卫星、灯光、无线电进行报告，并用于进行搜寻和回收的水面定位通信系统；自主采水作业的全海深智能采水装置进一步包括：基础平台，浮力单元，抛载系统。本实用新型从浅水到11000米均可进行采水作业；用户设定好参数后，采水作业自主智能进行；采水系统作业过程与科考船完全脱离，不依赖科考船的缆绳，科考船可并行开展别的作业。

技术领域

本实用新型属于深水采集技术领域，尤其涉及一种自主采水作业的全海深智能采水装置及方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

海洋科考中需要对不同深度的海水样品进行采集，目前广泛使用的采水系统是基于船载绞车与缆绳的CTD采水器。

这种采水器的作业流程为：通过绞车将采水器下放，通过放缆长度和电缆 (或者光电复合缆)传回的CTD数据判断采水器到达的水下深度，当采水器到达采水深度后发送采水命令，触发采水机构关闭采水瓶。

目前CTD采水器通常配备有8个甚至更多的采水瓶，可以实现一次布放中采集整个剖面的多个不同深度处的水样。

但是现有的CTD采水器需要依赖于船上配备的绞车，CTD采水器的最大采水深度往往受限制于科考船绞车的缆绳长度与起吊能力，而现有的科考船只有非常少数配备了全海深(全海深深度约11000米)绞车，这就使得绝大部分现有的CTD采水器无法完成全海深采水作业。

此外CTD采水器作业过程中还需要母船配合调整船位，保持坐标基本不变的情况下随海流方向调整船身，以防止缆绳绞入船舶的螺旋桨等部件。

除了专用的CTD采水器，近年来科学家也将采水瓶安装至着陆器、无人潜水器、载人潜水器等海洋航行平台上进行采水作业，但是大都受到平台的能力限制，通常不能对剖面的不同深度采水而只能在完成近海底的一次性采水；而且采水量很多时候也不能满足科考需求；

更重要的是这些深海航行平台大都造价昂贵、作业布放回收难度大、作业成本高、采水效率不高，从而带来采水成本居高不下。

而随着国家深海科学的发展，海洋生物学、生态学等学科的研究需要大量(几十升至上百升)全海深水样，而且需要整个剖面不同深度的水样，而受到科考船绞车与缆绳的限制，目前市场上尚没有经济高效的全海深采水装用设备。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的科考船只有非常少数配备了全海深(全海深深度约11000米) 绞车，这就使得绝大部分现有的CTD采水器无法完成全海深采水作业。

此外CTD采水器作业过程中还需要母船配合调整船位，保持坐标基本不变的情况下随海流方向调整船身，以防止缆绳绞入船舶的螺旋桨等部件。

(2)现有技术中着陆器、无人潜水器、载人潜水器等海洋航行平台大都受到平台的能力限制，通常不能对剖面的不同深度采水而只能在完成近海底的一次性采水；而且采水量很多时候也不能满足科考需求；

(3)现有技术中，深海航行平台大都造价昂贵、作业布放回收难度大、作业成本高、采水效率不高，带来采水成本居高不下。

解决上述技术问题的难度和意义：

要突破现有采水技术操作困难、作业成本高昂的问题，需要一种专用的采水工具，脱离科考船绞车与缆绳的束缚，自主上浮下潜并完成采水作业。这样的采水系统研制面临几个困难：

(1)耐受11000米海水压力的采水执行器