[发明专利]负压抽提式原位时序气密采水技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及水下环境与资源探测的流体原位采集技术，属于物质或物体的探测领域，专利分类号G01V。

背景技术

水下环境与资源探测常常需要对各种气、水异常及其派生的地球化学标志进行探查。特别是底层水和海底浅表沉积物的孔隙水中保留大量有用的海底地球化学信息，因而成为探测的重要对象。为此我们和国内同行已发展了多种原位气密采集技术(发明专利《沉积物孔隙水原位气密采集系统》，专利号：ZL2008101260922，专利权人：中国地质科学院矿产资源研究所等；发明专利《负压抽提式原位气密采水技术》，专利号：ZL2011102056667，专利权人：中国地质科学院矿产资源研究所)。

由于环境等原因，有时采集对象的成分会在采集过程中发生变化，即开始阶段采集到的样品和后来采集到的样品的成分会有不同，因此有必要发展时序气密采集底层水和孔隙水的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运用负压抽提原理在原地时序采集底层水或沉积物孔隙水，即按采集时间先后次序，将样品分别存储在不同储水室的采水方法。

本发明的技术方案是：在一个气密采集瓶壳体内有多个储水室串联，在进水口与第一个储水室之间为前盖，内含一个单向阀，第一个储水室和第二个储水室之间安放一个分隔活塞，也内含一个单向阀，第二个储水室和第三个储水室之间也安放一个分隔活塞，内含一个单向阀，如此类推。最末储水室底端是一个抽提活塞，其下为工作腔，开一个外压引入口。每个储水室侧旁壳体均开出水口和缓冲室。一个外接压力源由水箱和负压源组成，水箱灌满清水，可对外开放即压力等于环境压力，或再加低水压；负压源灌满空气或抽真空。采水瓶外压引入口通过一个三位三通阀选择接入水箱或负压源，或关闭。

采样瓶在下水采样前，从外压口向工作腔打入清水，抽提活塞上移，推动各分隔活塞上移到采水瓶顶部，然后将工作腔与水箱连通。采水瓶下水到达采样位置后外压引入口接入负压源，抽提活塞在负压驱动下向下运动，带动各分隔活塞向下移动，抽提进水口处的水顶开单向阀进入第一个储水室，直到第一分隔活塞被第一分隔台阶阻挡停止移动，负压驱动水顶开第一分隔活塞内含的单向阀进入第二储水室，推动第二分隔活塞下移，直到第二分隔活塞被第二分隔台阶阻挡停止移动，负压驱动水顶开第二个分隔活塞的单向阀进入第三储水室，推动第三分隔活塞下移，如此类推，直到各储水室顺序采满水样，采水过程结束。将采样瓶上提回收，随着水深减小，各储水室连接的缓冲室外部压力随外部压力降低，储水室中压力较高的水推动缓冲室活塞右移，保持与外部压力的平衡。孔隙水样品中的水溶气因压力下降而可能释放出来的气体，也得以保存。

将采样瓶上提回收到甲板。打开各储水室出水口，将样品转移至样瓶，即可用于各种必要的检测。

本发明由于采用的上述时序采集技术，将采集到的水样按采集先后顺序储存到不同储水室中，满足了研究不同采集时段水样特性变化的需要。

附图说明

图1是本发明的负压抽提式原位时序气密采水技术原理图，其左表示负压抽提式原位时序气密采水瓶的结构，其右为压力源连接流程。图中O-进水口，A-壳体，B-前盖，C1-第1储水室，C2-第2储水室，C3-第3储水室，D1-第1单向阀，D2-第2单向阀，D3-第3单向阀，E1-第1分割活塞，E2-第2分割活塞，F-抽提活塞，G-工作腔，H-外压引入口，I1-第1过水管，I2-第2过水管，J1-第1缓冲室，J2-第2缓冲室，J3-第3缓冲室，K1-第1出水口，K2-第2出水口，K3-第3出水口，L1-第1限位台阶，L2-第2限位台阶，N-三位三通阀，P-压力源，P1-水箱，P2-负压源

具体实施方式

以下结合附图对本发明的采水过程进行详细说明。