專利名稱：一種海底熱液自動(dòng)采樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種海底熱液采樣設(shè)備，具體說是涉及一種可以實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示 熱液溫度的海底熱液自動(dòng)采樣器。
背景技術(shù)：
海底熱液活動(dòng)在調(diào)節(jié)海水和洋殼內(nèi)部物質(zhì)和熱量交換過程中起到非常重要的作 用，除了廣泛分布于大洋中脊地帶和弧后盆地的深海熱液口外，海底熱液口還大量存在于 火山海面下翼部和海底火山頂部等淺海地區(qū)。獲取樣品是研究熱液活動(dòng)的必要手段，目前 國(guó)內(nèi)外已開展了對(duì)熱液采樣器的研究，但目前大多數(shù)熱液采樣器都注重于深海應(yīng)用，而且 需要依靠深潛器進(jìn)行復(fù)雜的操作，不能方便用于淺海熱液口取樣。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種同時(shí)適用于深海和淺水熱液采樣、并且可以實(shí)現(xiàn)熱 液溫度實(shí)時(shí)測(cè)量和顯示的海底熱液自動(dòng)采樣器。本實(shí)用新型的海底熱液自動(dòng)采樣器包括固定在支架上的開閥腔體、采樣腔、內(nèi)有 溫度測(cè)量電路板的溫度測(cè)量電路腔和內(nèi)有顯示電路板的溫度顯示電路腔，采樣腔內(nèi)設(shè)有采 樣活塞，采樣腔的入口端與采樣閥的出口端相連，采樣腔的充氣端連接充氣閥，采樣閥的入 口端連接采樣管，開閥腔體與采樣閥同軸相連，開閥腔體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)彈簧，驅(qū)動(dòng)彈簧的兩端 分別與閥芯推桿和彈簧座抵住，閥芯推桿的頂部圓柱體置入開閥腔體的中心軸孔中，閥芯 推桿的錐體部分位于開閥腔體中，在閥芯推桿的錐體上套有內(nèi)表面與錐面吻合的第一觸發(fā) 環(huán)，第一觸發(fā)環(huán)的端面抵住開閥腔體的端面，開閥腔體的端蓋和彈簧座分別具有軸向通孔， 彈簧座的一端置入端蓋的軸向通孔中，在彈簧座上套有第二觸發(fā)環(huán)，第二觸發(fā)環(huán)的兩個(gè)端 面分別與彈簧座的臺(tái)階面和開閥腔體的端蓋抵住，第一觸發(fā)環(huán)和第二觸發(fā)環(huán)各自包括4個(gè) 沿直徑方向分開的等分環(huán)，4個(gè)等分環(huán)由線圈環(huán)繞固定為一個(gè)整體，所說的線圈由不銹鋼絲 和尼龍線連接構(gòu)成，其中尼龍線纏繞在電阻上，電阻的兩端通過第一水密線纜與溫度測(cè)量 電路板的開關(guān)閥信號(hào)線相連，溫度測(cè)量電路板的測(cè)溫信號(hào)線連接溫度探頭，所說的溫度顯 示電路腔的兩端分別固定有端蓋和透明有機(jī)玻璃窗，顯示電路板固定在端蓋上，顯示電路 板的信號(hào)線引出端蓋，通過第二水密線纜與溫度測(cè)量電路板的溫度數(shù)據(jù)傳輸線相連，顯示 電路板上連接有LED顯示屏和磁性干簧管，在對(duì)應(yīng)于磁性干簧管位置的腔體外套有一個(gè)環(huán) 形磁鐵。本實(shí)用新型的采樣器利用采樣腔一側(cè)的壓縮氮?dú)庋a(bǔ)償壓力，具有良好的保壓性 能。采樣器同時(shí)采用溫度測(cè)量電路腔和溫度顯示電路腔，可判斷不同熱液點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度并 實(shí)時(shí)顯示，從而找到最佳熱液點(diǎn)進(jìn)行采樣；采樣觸發(fā)信號(hào)由環(huán)形磁鐵發(fā)起，將磁鐵向外拉 動(dòng)，即可觸發(fā)采樣，動(dòng)作簡(jiǎn)潔，利于淺水時(shí)潛水員作業(yè)。此外，采樣器也可以工作在全自動(dòng)模 式，在控制電路中預(yù)先設(shè)定一個(gè)溫度值，當(dāng)測(cè)量的熱液溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)就自動(dòng)觸發(fā)采 樣。采樣器的整體結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，適合于潛水員或深潛器機(jī)械手的操作，能夠滿足淺海和深海熱液采樣要求。
圖1是海底熱液自動(dòng)采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；a為正視圖、b為a圖的A_A剖視圖；圖2是溫度顯示電路腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是開閥腔體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是觸發(fā)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a是觸發(fā)環(huán)的軸向剖面圖，b是俯視圖，c是線 圈纏繞在電阻上的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1 圖4，本實(shí)用新型的海底熱液自動(dòng)采樣器，包括固定在支架8上的開閥 腔體3、采樣腔6、內(nèi)有溫度測(cè)量電路板的溫度測(cè)量電路腔9和內(nèi)有顯示電路板的溫度顯示 電路腔12，采樣腔6內(nèi)設(shè)有采樣活塞10，采樣腔6的入口端與采樣閥2的出口端相連，采樣 腔6的充氣端連接充氣閥7，采樣閥2的入口端連接采樣管1，開閥腔體3與采樣閥2同軸 相連，開閥腔體3內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)彈簧31，驅(qū)動(dòng)彈簧31的兩端分別與閥芯推桿37和彈簧座35 抵住，閥芯推桿37的頂部圓柱體置入開閥腔體3的中心軸孔中，閥芯推桿37的錐體部分位 于開閥腔體3中，在閥芯推桿37的錐體上套有內(nèi)表面與錐面吻合的第一觸發(fā)環(huán)30，第一觸 發(fā)環(huán)30的端面抵住開閥腔體3的端面，開閥腔體3的端蓋33和彈簧座35分別具有軸向通 孔，彈簧座35的一端置入端蓋33的軸向通孔中，在彈簧座35上套有第二觸發(fā)環(huán)32，第二 觸發(fā)環(huán)32的兩個(gè)端面分別與彈簧座35的臺(tái)階面和開閥腔體3的端蓋33抵住，第一觸發(fā)環(huán) 30和第二觸發(fā)環(huán)32各自包括4個(gè)沿直徑方向分開的等分環(huán)42，4個(gè)等分環(huán)由線圈40環(huán)繞 固定為一個(gè)整體，所說的線圈40由不銹鋼絲和尼龍線連接構(gòu)成，其中尼龍線纏繞在電阻41 上，電阻41的兩端通過第一水密線纜5與溫度測(cè)量電路板的開關(guān)閥信號(hào)線相連，溫度測(cè)量 電路板的測(cè)溫信號(hào)線連接溫度探頭11，所說的溫度顯示電路腔12的兩端分別固定有端蓋 29和透明有機(jī)玻璃窗25，顯示電路板固定在端蓋四上，顯示電路板的信號(hào)線引出端蓋29， 通過第二水密線纜20與溫度測(cè)量電路板的溫度數(shù)據(jù)傳輸線相連，顯示電路板上連接有LED 顯示屏沈和磁性干簧管27，在對(duì)應(yīng)于磁性干簧管27位置的腔體外套有一個(gè)環(huán)形磁鐵23。采樣器使用前，采樣活塞10位于采樣腔6的最左側(cè)，同時(shí)采樣管1和采樣閥2充 滿采樣區(qū)海水，采樣活塞10右側(cè)根據(jù)海水深度，充入液氮，從而起到保壓作用。電路板觀 插上電池，放入溫度顯示電路腔12中，套上電磁環(huán)23，然后再接上第二水密線纜20，最后整 體固定在支架8上。當(dāng)需要采樣的時(shí)候，深潛器上的機(jī)械手夾持住采樣器的手柄4，把采樣管1和溫度 探頭11插入熱液噴口中，所測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)通過溫度顯示電路腔12 —側(cè)的透明有機(jī)玻璃 窗25被外界(攝像頭或者潛水員)接收，當(dāng)溫度值滿足采樣要求時(shí)，操作員拉動(dòng)環(huán)形磁鐵 23，溫度顯示電路腔12產(chǎn)生開閥信號(hào)，并通過第二水密線纜20將信號(hào)傳輸給溫度測(cè)量電路 板，溫度測(cè)量電路板通過第一水密線纜5給第一觸發(fā)環(huán)30通電，第一觸發(fā)環(huán)上的電阻迅速 升溫，纏繞在電阻上的尼龍線被燒斷，4個(gè)等分環(huán)失去約束而散開，閥芯推桿37向左移動(dòng)推 動(dòng)采樣閥2的閥芯，采樣閥2打開；在壓力差的作用下，熱液由采樣管1經(jīng)過采樣閥2進(jìn)入采樣腔6，熱液推動(dòng)采樣活塞10向右運(yùn)動(dòng)，位于采樣活塞10右側(cè)的液氮體積變小，從而壓力 增高，當(dāng)壓力達(dá)到平衡時(shí)采樣停止。采樣結(jié)束后，溫度測(cè)量電路板通過第一水密線纜5給第 二觸發(fā)環(huán)32通電，第二觸發(fā)環(huán)上的電阻迅速升溫，纏繞在電阻上的尼龍線被燒斷，4個(gè)等分 環(huán)失去約束而散開，彈簧座35由于4個(gè)等分環(huán)的散開而向右移動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)彈簧31完全恢復(fù) 到自由狀態(tài)，采樣閥2關(guān)閉。
權(quán)利要求1. 一種海底熱液自動(dòng)采樣器，其特征在于包括固定在支架(8)上的開閥腔體(3)、采樣 腔(6)、內(nèi)有溫度測(cè)量電路板的溫度測(cè)量電路腔(9)和內(nèi)有顯示電路板的溫度顯示電路腔 (12)，采樣腔(6)內(nèi)設(shè)有采樣活塞(10)，采樣腔(6)的入口端與采樣閥O)的出口端相連， 采樣腔(6)的充氣端連接充氣閥(7)，采樣閥O)的入口端連接采樣管(1)，開閥腔體(3) 與采樣閥O)同軸相連，開閥腔體(3)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)彈簧(31)，驅(qū)動(dòng)彈簧(31)的兩端分別與 閥芯推桿(37)和彈簧座(35)抵住，閥芯推桿(37)的頂部圓柱體置入開閥腔體(3)的中心 軸孔中，閥芯推桿(37)的錐體部分位于開閥腔體(3)中，在閥芯推桿(37)的錐體上套有 內(nèi)表面與錐面吻合的第一觸發(fā)環(huán)(30)，第一觸發(fā)環(huán)(30)的端面抵住開閥腔體(3)的端面， 開閥腔體(3)的端蓋(3 和彈簧座(3 分別具有軸向通孔，彈簧座(3 的一端置入端蓋 (33)的軸向通孔中，在彈簧座(3 上套有第二觸發(fā)環(huán)(32)，第二觸發(fā)環(huán)(3 的兩個(gè)端面 分別與彈簧座(3 的臺(tái)階面和開閥腔體(3)的端蓋(3 抵住，第一觸發(fā)環(huán)(30)和第二觸 發(fā)環(huán)(3 各自包括4個(gè)沿直徑方向分開的等分環(huán)0幻，4個(gè)等分環(huán)由線圈00)環(huán)繞固定 為一個(gè)整體，所說的線圈GO)由不銹鋼絲和尼龍線連接構(gòu)成，其中尼龍線纏繞在電阻Gl) 上，電阻Gl)的兩端通過第一水密線纜(5)與溫度測(cè)量電路板的開關(guān)閥信號(hào)線相連，溫度 測(cè)量電路板的測(cè)溫信號(hào)線連接溫度探頭(11)，所說的溫度顯示電路腔(1 的兩端分別固 定有端蓋09)和透明有機(jī)玻璃窗(25)，顯示電路板固定在端蓋09)上，顯示電路板的信號(hào) 線引出端蓋( )，通過第二水密線纜OO)與溫度測(cè)量電路板的溫度數(shù)據(jù)傳輸線相連，顯示 電路板上連接有LED顯示屏06)和磁性干簧管(27)，在對(duì)應(yīng)于磁性干簧管(XT)位置的腔 體外套有一個(gè)環(huán)形磁鐵Q3)。
專利摘要本實(shí)用新型公開的海底熱液自動(dòng)采樣器包括固定在支架上的開閥腔體、采樣腔、溫度測(cè)量電路腔和溫度顯示電路腔。本實(shí)用新型的采樣器利用開閥腔體內(nèi)的電控觸發(fā)機(jī)構(gòu)來控制采樣閥，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采樣。采樣器能在采樣過程中測(cè)量并實(shí)時(shí)顯示熱液的溫度，從而有助于尋找最佳的采樣點(diǎn)。采樣器的整體結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，適合于潛水員或深潛器機(jī)械手的操作，能夠滿足淺海和深海熱液采樣要求。
文檔編號(hào)G01K1/02GK201828431SQ20102050860
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者史劍光, 吳世軍, 楊燦軍, 楊磊, 陳鷹, 黃豪彩, 黃鐸佳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)