[发明专利]高坝深库分层水样及沉积物柱样一体化人工智能采样装置

权利要求书

1.一种高坝深库分层水样及沉积物柱样一体化人工智能采样方法，其特征在于，所述采样方法使用的采样装置包括采样装置主舱体（1）、姿态平衡传感器（2）、推进器（3）、平衡底座（4）和采样器主体（5）；所述姿态平衡传感器（2）和采样器主体（5）设置在采样装置主舱体（1）内部；所述推进器（3）设置在采样装置主舱体（1）外侧；所述平衡底座（4）位于采样装置主舱体（1）底端；所述采样器主体（5）由上到下依次设置有高频震动传感器（6）、阵列式采水器（7）、阵列式采泥器（8）、密封舱（9）和照明摄像系统（10）；所述阵列式采水器（7）为圆盘形多通道阵列式采水器，阵列式采水器（7）采用真空负压抽吸，采水器各采样管中设置有水压感应装置；

所述阵列式采泥器（8）为圆盘形多通道阵列式采泥器，所述阵列式采泥器（8）采用真空负压方式来实现密封，并通过高频震动传感器（6）来推动阵列式采泥器（8）的采样管进入水下沉积物中，所述圆盘形多通道阵列式采泥器独立位于圆盘形多通道阵列式采水器下方，所述圆盘形多通道阵列式采泥器形成的圆盘面积小于圆盘形多通道阵列式采水器形成的圆盘面积；

所述采样装置配备有水上智能操作界面；所述采样装置利用脐带绳作为采样装置的安全绳；所述阵列式采水器（7）搭载水质多参数分析仪；

所述采样方法，包括如下步骤：

（1）在进行样品采集开始时，根据不同深大水库特征及水体跃层分布规律，在水上智能操作界面进行预先设置，完成对分层水样距离间隔的精确设置与遥控，利用脐带绳作为采样装置的安全绳进行二次保护，当整个采样装置在水中矢量向下时，放置安全绳来为整个采样装置提供牵引的能量，在预设置的水深处，通过遥控推进器（3）和姿态平衡传感器（2）来实现采样装置主舱体（1）的姿态平衡，进而通过多通道的阵列式采水器（7）来实现分层水样的采集，在整个分层水体的剖面采集过程中，同步利用搭载的水质多参数分析仪，完成对特定水深及整个垂向剖面水体的实时观测，并将监测数据实时传送到水上智能操作界面的系统中；

（2）在采样装置主舱体（1）距离沉积物表面100cm时，通过水上操作遥控驱动推进器（3），再经过姿态平衡传感器（2）来引导采样装置达到平衡状态，照明摄像系统（10）的水下高清摄像机在采样器主体（5）的前后端及矢量向下的位置上，通过水上智能操作界面分析水下地形及底质类型，选择最佳的采样点位，当采样点位不适合进行作业时，通过操作遥控来激发推进器（3）来调整整个采样装置的位置，其次通过调节采样装置上的姿态平衡传感器（3）来实现整个采样装置的微姿态调整，从而获得最佳的采样点位；

（3）在采样装置平衡底座（4）落到拟采集的底质表面后，通过调整密封舱（9）浮力来进一步增大采样装置向下的压力，为下一步沉积物柱芯的采集起到稳固的支撑作用；

（4）通过遥控高频振动传感器（6）来缓慢推动阵列式采泥器（8）的采样管向下移动并逐渐接触到沉积物表面，初始利用低速回转的采样钻头模式来实现采样管无扰动地进入到沉积物中，当进入到表层沉积物3~5cm后，转化到高速振动模式来推进采样管插入到沉积物中；

（5）阵列式采泥器（8）完成沉积物采样后，通过调整高频振动传感器（6）来实现采样管逐渐脱离沉积物，同时并通过安全脐带绳、推进器（3）和姿态平衡传感装置（2）来保持采样装置主舱体处于平衡状态；

（6）通过安全脐带绳回收水下整个采样装置，卸下阵列式采水器（7）和阵列式采泥器（8），利用沉积物精确切分装置、厌氧手套箱辅助配件来获得原位完整的分层水样和沉积物柱芯样品，至此完成整个采样过程。

2.根据权利要求1所述的高坝深库分层水样及沉积物柱样一体化人工智能采样方法，其特征在于：所述推进器（3）为气体推进器。

3.根据权利要求2所述的高坝深库分层水样及沉积物柱样一体化人工智能采样方法，其特征在于：在采样装置主舱体（1）外侧设置有2-4个所述推进器（3）。

4.根据权利要求1所述的高坝深库分层水样及沉积物柱样一体化人工智能采样方法，其特征在于：所述高频震动传感器（6）为高频声波振动传感装置，推动阵列式采泥器（8）的采样管进入水下沉积物中，通过每分钟上千次的微距振动有效采集硬质底泥。