[发明专利]一种深海海水原位取样器

说明书

本发明提供一种深海海水原位取样器，属于海洋技术仪器设备领域。所述取样器特征在于：包括取样筒组件、电磁铁组件和连接框架组件。所述取样器以取样筒、筒内活塞、筒外活塞进行海水取样，并在筒外活塞上反向安装Y型密封圈，既能起到密封作用又能进行压力释放。所述取样器以恒力发条作为取样动力源，以失电电磁铁作为采样控制信号以减少对载体能源的消耗。本发明可在任意时刻对任意海域的海水进行无污染原位取样，尤其将其搭载在全海深自主式水下机器人(AUV)上，可在水下11000m处对压力高达110MPa的海水进行无污染原位取样。所述取样器在南海海试时于1546.97m处成功取回水样，同时在实验室130MPa静水压力试验时成功从压力罐中取出水样。

技术领域

本发明专利涉及一种全海深海水取样器，特别适用于在全海深大压力环境下配备于自主式水下机器人(AUV)在水下11000m，对110MPa的海水进行无污染原位取样。属于海洋技术仪器设备领域。

背景技术

马里亚纳海沟是一个极端复杂的环境，其最深处为11034m，海水压力超过110MPa，为地球的最深点。海沟中海水中的成分可以在一定程度上标识其资源的种类及蕴藏量。同时，追踪海水中气体浓度的异常分布特征有助于识别海底的热液活动和探寻海洋资源。如何获得原位高纯度的全海深海水样品已经成为各国研究的重点。研究全海深海水原位取样器对探索大洋深处，开发海洋资源供了技术支持和理论指导。

目前，一系列的海水取样器已被研制出来。专利申请号为201611181520.2，名称为《海水取样装置及海水取样系统》的中国专利，研制了一种自动海水取样装置，其通过释放重块打开取样限位开关，在自身重力的作用下实现原本分离的上封盖、取样瓶体和下封盖在中心轴上的闭合和密封，但未考虑因海水不同深度处压力的变化对取样器的影响。专利申请号为201010290255.8，名称为《深海微生物自动保压取样器》的中国专利，研制了深海微生物自动保压取样器，其通过设置挡水片的破裂域值来控制取样深度，但挡水片的破裂需要在一定深度下才能实现，因此不能实现在任意海域内对海水进行采样。专利申请号为03120942.6，名称为《高纯度保压深海热液取样器》的中国专利，给出了解决样品中含有非样品海水问题的方法，其通过多个液压阀配合进行海水取样和密封保压，但液压阀在110MPa的压力下工作极易失效，通过液压阀在全海深环境下无污染取样不能安全可靠的实现。

上述海水取样器在配备全海深AUV方面存在以下困难：其一，现有海水取样器多为浅海域海水取样器，不涉及全海深大压力环境对海水的取样；其二，液压阀等液压元器件在110MPa的环境下不适用，因此采用液压阀作为开关装置和密封装置进行取水的方法在全海深环境下很难完成；其三，现有海水取样器取样深度范围有限，不能在任意时刻对任意海深的海水进行取样；其四，取样装置结构越复杂，有相对运动的元件越多、需要控制的元器件越多，取样器失效概率越大，同时，在水下11000m且AUV能源有限的情况下，执行机构每多做一个动作都会增加能源消耗和AUV自身的危险性。

发明内容

本发明专利的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种取样信号简单、动作少，能够在全海深环境下在任意时刻对任意海域的海水进行无污染原位取样的全海深海水原位取样器，为对海洋资源的考察和研究提供技术支持和装备支撑。