[发明专利]一种深海底边界层可控序列采水装置及布放方法

说明书

本发明提供了一种深海底边界层可控序列采水装置及布放方法,包括采水架、采水瓶、声学释放器、浮体、抛载配重和释放花盘机构构成。通过本发明的技术方案，一次布放回收可多个采水瓶非同步可控采水，满足事件变化观测研究中的连续采水需要，注重事件过程变化的连续跟踪；采水过程可控、可靠，使用安全便捷。采用投放式布放、抛重自浮回收，作业船无需动力定位，降低了对作业船只、作业海况的要求；还可提前将设备投放坐底等待扰动恢复，采水过程中没有线缆连接，有效解决了底边界层采水扰动难题。本发明结构设计合理，工作过程稳定，应用范围广，具有较高的科学和商业价值。

技术领域

本发明涉及海洋探测技术领域，具体而言，特别涉及一种深海底边界层可控序列采水装置及布放方法。

背景技术

获得正确的海水样本是海洋研究第一步，也是最重要的一步。目前，采水装置主要应用于海洋上层水体的取样分析，控制方式多采用同轴线缆或钢缆连接控制，对作业船和作业海况具有一定要求，对坐底装置的拖拽扰动不可避免，无法达到真实反映底边界层样品的目的。CN105823655A提出了一种无缆式深水采水装置，利用脱钩声学释放器等机械结构实现采水，但其只能实现多瓶同步采水，无法实现多时间序列可控采水，无法完成对事件（如内孤立波等）过程变化的连续追踪。目前，尚没有一种同时满足时间序列可控、取水过程扰动小、用于底边界层连续采水的装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种深海底边界层可控序列采水装置及布放方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种深海底边界层可控序列采水装置，包括采水架、采水瓶、声学释放器、浮体、抛载配重和释放花盘，所述采水架主体呈圆柱型框架，采水架的顶部为第一不锈钢箍，其底部为第二不锈钢箍，第一不锈钢箍与第二不锈钢箍之间通过等距的5根第一立柱固定连接，第一不锈钢箍的顶部固定安装有5根第一横杆，5根第一横杆的一端分别固定在第一不锈钢箍的上表面且与5根第一立柱的位置相对应，5根第一横杆的另一端汇聚至第一不锈钢箍的圆心点上方且该点处固定安装有吊点，每根第一横杆的中点垂直向采水架内部安装有第二立柱，5根第二立柱的底端固定安装有第一采水瓶钢箍，第一采水瓶钢箍设置在采水架内的中部位置，第一采水瓶钢箍的外侧通过5根第二横杆与第一立柱固定连接，第一采水瓶钢箍的上方设有第二采水瓶钢箍，第二采水瓶钢箍固定安装在第二立柱的中部，第一采水瓶钢箍沿其圆周外壁均匀设有10个带有通孔的下安装块，第二采水瓶钢箍沿其圆周外壁均匀设有10个带有凹槽的上安装块，第一采水瓶钢箍和第二采水瓶钢箍圆内均平行固定装有2个释放器抱箍；

声学释放器设有2个，其中一个为抛载释放器，另一个为采水释放器，抛载释放器和采水释放器分别与释放器抱箍同轴安装，抛载释放器和抛载配重之间通过花篮螺丝连接，采水释放器的下方固定设置有卷盒；

采水释放器自上而下依次为第二挂载荷吊点、第二声学换能器、第二水密控制舱和第二释放转轴，第二水密控制舱的顶端固定安装有第二声学换能器，第二挂载荷吊点通过支撑杆固定安装第二水密控制舱上方，第二水密控制舱内设有电池组、控制电路和执行电机；第二水密控制舱内的执行电机驱动连接第二释放转轴；

卷盒包括盒身，盒身内中心位置固定装有卷轴，盒身顶部盖有盒盖，卷轴与第二释放转轴同轴安装通过卷轴上的螺丝连接固定，卷轴上缠绕安装有柔性钢丝，柔性钢丝的另一端连接在释放花盘上；

第一立柱和第二立柱上对扣安装有浮体；

采水瓶包括瓶身，瓶身为上下通透两端开放的中空结构，瓶身的上下两端分别设有顶盖和底盖，顶盖和底盖通过贯穿瓶身的弹力皮筋连接，顶盖和底盖的末端分别设有无弹性连接绳，无弹性连接绳的另一端为套环挂钩，瓶身外壁上部垂直固定安装有固定轴销，固定轴销的顶端装有弹性端帽，固定轴销的下端插入下安装块的通孔上，通过下压弹性端帽与上安装块的凹槽对准并契合卡入；