一種可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海底沉積物提取裝置領(lǐng)域，尤其是一種能夠提高操作安全性和樣本采集效率的可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的海洋沉積物取樣活動中，總是先了解海洋底質(zhì)的大致情況，確定取樣條件后才開始投放取樣設(shè)備。但是近年來的深?？瓶蓟顒又?，由于水深較大，通常超過2000米，且海洋相對陌生，海洋底質(zhì)環(huán)境不明，無法確定海洋底質(zhì)是否適合沉積物取樣。
[0003]深海沉積物取樣的難點是首先如何判斷海洋底質(zhì)環(huán)境符合取樣設(shè)備工作要求；其次如何判斷哪個區(qū)域的沉積物是最有價值的，并可以“所見即所得”的取出來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高操作安全性和樣本采集效率的可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置和方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置，其特征是由甲板控制器(I)、水下密封艙(2)、深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)和取樣器(4)組成，其中，甲板控制器(I)和水下密封艙(2)通過船載光線纜(5)連接，深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)和取樣器(4)分別安裝在水下密封艙(2)的兩側(cè)，取樣器(4)通過釋放器(6)與水下密封艙⑵連接。
[0006]所述水下密封艙(2)的平衡桿上設(shè)置有高度計(7)。
[0007]所述深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)由重錘(8)、水下攝像機和照明燈(9)組成，其中，水下攝像機和探照燈(9)通過旋轉(zhuǎn)架(10)安裝在重錘(8)上。
[0008]所述釋放器(6)通過A型吊與取樣器(4)連接。
[0009]可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置的使用方法，其特征是包括下列步驟:
[0010](I)甲板上，將設(shè)備安裝，釋放器上設(shè)置有安全銷，待裝置入水前，拔出安全銷；
[0011](2)釋放器采用杠桿平衡原理，重錘設(shè)備通過杠桿力矩的關(guān)系，與取樣器的達到力矩平衡的效果；
[0012](3)取樣器通過船載A型吊投放，待距離海底平面不足200米時，安裝于平衡桿上的高度計開始工作，并實時的反映距離海底的距離，精度不低于I厘米；
[0013](4)當(dāng)深海海底沉積物識別系統(tǒng)距離海底平面大約5米距離時，操作人員可通過船上的甲板控制單元，開啟水下攝像機和探照燈，視頻信息通過水下密封艙內(nèi)的信號采集器采集并由船載光纖纜傳遞回甲板，實現(xiàn)海底沉積物的“所見”，光纖纜的延時小于I秒，同軸纜則小于5秒；
[0014](5)甲板操作人員可通過甲板控制器觀測海底沉積物，并識別海底沉積物的特性，判斷海底沉積物的情況是否適合取樣或是否有取樣價值，若適合取樣，則甲板操作人員指揮A型吊繼續(xù)釋放裝置，當(dāng)重錘觸底后，裝置的平衡狀態(tài)被打破，深海沉積物取樣器的取樣管被釋放，并貫入海洋底質(zhì)沉積物中，實現(xiàn)取樣；
[0015](6)若海洋底質(zhì)沉積物不適合取樣，或取樣價值不高，甲板操作人員可指揮具備動力定位的科考船做慢速運動，通?？梢苿?00米左右，尋找更合適的海底底質(zhì)環(huán)境，完成取樣工作；
[0016](7)取樣結(jié)束后，甲板操作人員可指揮A型吊回收裝置。
[0017]本發(fā)明的效果是:可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置，由甲板控制器、水下密封艙、深海海底沉積物識別系統(tǒng)和取樣器組成，其中，甲板控制器和水下密封艙通過船載光線纜連接，深海海底沉積物識別系統(tǒng)和取樣器分別安裝在水下密封艙的兩側(cè)，取樣器通過釋放器與水下密封艙連接。
[0018]通過本發(fā)明，本發(fā)明所提供的裝置和方法可以實現(xiàn)“所見及所得”的沉積物取樣，既可以提取寶貴的深海海洋底質(zhì)沉積物樣本，還可以獲得海洋底質(zhì)的視頻資料。通過本發(fā)明，既可以有效的避免取樣設(shè)備在陌生的海域中取樣所帶來的危險性，還可以為操作人員提供了選擇的機會，幫助操作人員尋找最有價值的沉積物底質(zhì)，并有效的提取樣本。
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1中深海海底沉積物識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1中，可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置，由甲板控制器1、水下密封艙2、深海海底沉積物識別系統(tǒng)3和取樣器4組成，其中，甲板控制器I和水下密封艙2通過船載光線纜5連接，深海海底沉積物識別系統(tǒng)3和取樣器4分別安裝在水下密封艙2的兩側(cè)，取樣器4通過釋放器6與水下密封艙2連接。
[0023]水下密封艙2的平衡桿上設(shè)置有高度計7。深海海底沉積物識別系統(tǒng)3由重錘8、水下攝像機和照明燈9組成，其中，水下攝像機和探照燈9通過旋轉(zhuǎn)架10安裝在重錘8上。釋放器6通過A型吊與取樣器4連接，圖中，11是刀口，12是拉環(huán)，15是卸扣。
[0024]可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置的使用方法，包括下列步驟:
[0025](I)甲板上，將設(shè)備安裝，釋放器上設(shè)置有安全銷，待裝置入水前，拔出安全銷；
[0026](2)釋放器采用杠桿平衡原理，重錘設(shè)備通過杠桿力矩的關(guān)系，與取樣器的達到力矩平衡的效果；
[0027](3)取樣器通過船載A型吊投放，待距離海底平面不足200米時，安裝于平衡桿上的高度計開始工作，并實時的反映距離海底的距離，精度不低于I厘米；
[0028](4)當(dāng)深海海底沉積物識別系統(tǒng)距離海底平面大約5米距離時，操作人員可通過船上的甲板控制單元，開啟水下攝像機和探照燈，視頻信息通過水下密封艙內(nèi)的信號采集器采集并由船載光纖纜傳遞回甲板，實現(xiàn)海底沉積物的“所見”，光纖纜的延時小于I秒，同軸纜則小于5秒；
[0029](5)甲板操作人員可通過甲板控制器觀測海底沉積物，并識別海底沉積物的特性，判斷海底沉積物的情況是否適合取樣或是否有取樣價值，若適合取樣，則甲板操作人員指揮A型吊繼續(xù)釋放裝置，當(dāng)重錘觸底后，裝置的平衡狀態(tài)被打破，深海沉積物取樣器的取樣管被釋放，并貫入海洋底質(zhì)沉積物中，實現(xiàn)取樣；
[0030](6)若海洋底質(zhì)沉積物不適合取樣，或取樣價值不高，甲板操作人員可指揮具備動力定位的科考船做慢速運動，通常可移動100米左右，尋找更合適的海底底質(zhì)環(huán)境，完成取樣工作；
[0031](7)取樣結(jié)束后，甲板操作人員可指揮A型吊回收裝置。
【主權(quán)項】
1.可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置，其特征是由甲板控制器(I)、水下密封艙(2)、深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)和取樣器(4)組成，其中，甲板控制器(I)和水下密封艙(2)通過船載光線纜(5)連接，深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)和取樣器(4)分別安裝在水下密封艙(2)的兩側(cè)，取樣器(4)通過釋放器(6)與水下密封艙(2)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置，其特征是所述水下密封艙(2)的平衡桿上設(shè)置有高度計(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置，其特征是所述深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)由重錘(8)、水下攝像機和照明燈(9)組成，其中，水下攝像機和探照燈(9)通過旋轉(zhuǎn)架(10)安裝在重錘(8)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置，其特征是所述釋放器(6)通過A型吊與取樣器(4)連接。5.可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置的使用方法，其特征是包括下列步驟: (1)甲板上，將設(shè)備安裝，釋放器上設(shè)置有安全銷，待裝置入水前，拔出安全銷； (2)釋放器采用杠桿平衡原理，重錘設(shè)備通過杠桿力矩的關(guān)系，與取樣器的達到力矩平衡的效果； (3)取樣器通過船載A型吊投放，待距離海底平面不足200米時，安裝于平衡桿上的高度計開始工作，并實時的反映距離海底的距離，精度不低于I厘米； (4)當(dāng)深海海底沉積物識別系統(tǒng)距離海底平面大約5米距離時，操作人員可通過船上的甲板控制單元，開啟水下攝像機和探照燈，視頻信息通過水下密封艙內(nèi)的信號采集器采集并由船載光纖纜傳遞回甲板，實現(xiàn)海底沉積物的“所見”，光纖纜的延時小于I秒，同軸纜則小于5秒； (5)甲板操作人員可通過甲板控制器觀測海底沉積物，并識別海底沉積物的特性，判斷海底沉積物的情況是否適合取樣或是否有取樣價值，若適合取樣，則甲板操作人員指揮A型吊繼續(xù)釋放裝置，當(dāng)重錘觸底后，裝置的平衡狀態(tài)被打破，深海沉積物取樣器的取樣管被釋放，并貫入海洋底質(zhì)沉積物中，實現(xiàn)取樣； (6)若海洋底質(zhì)沉積物不適合取樣，或取樣價值不高，甲板操作人員可指揮具備動力定位的科考船做慢速運動，通?？梢苿?00米左右，尋找更合適的海底底質(zhì)環(huán)境，完成取樣工作； (7)取樣結(jié)束后，甲板操作人員可指揮A型吊回收裝置。
【專利摘要】一種能夠提高操作安全性和樣本采集效率的可辨識海底沉積物并精確提取長巖芯的裝置。技術(shù)方案是：其特征是由甲板控制器(1)、水下密封艙(2)、深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)和取樣器(4)組成，其中，甲板控制器(1)和水下密封艙(2)通過船載光線纜(5)連接，深海海底沉積物識別系統(tǒng)(3)和取樣器(4)分別安裝在水下密封艙(2)的兩側(cè)，取樣器(4)通過釋放器(6)與水下密封艙(2)連接。本發(fā)明還公開了其使用方法。
【IPC分類】G01N1/08
【公開號】CN105043810
【申請?zhí)枴緾N201510280225
【發(fā)明人】楊剛
【申請人】國家海洋局第一海洋研究所
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年5月28日