本發(fā)明涉及深海熱液采樣技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種大容量原位流體取樣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海底熱液活動(dòng)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)海洋科學(xué)研究中的重大事件之一，熱液口附近不但蘊(yùn)藏有大量的金屬硫化物資源，而且蘊(yùn)育了極端環(huán)境下獨(dú)特的生物群落，對深海熱液噴口及其生態(tài)系統(tǒng)的研究具有極其重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而獲取高質(zhì)量的熱液樣品是目前進(jìn)行熱液活動(dòng)研究的最有效和最重要的手段之一。

為此，國際上開發(fā)了多種多樣的深海熱液采樣設(shè)備，主要有非氣密采樣器和氣密采樣器兩種。由于海底高壓極端環(huán)境影響以及熱液流體的高溫、強(qiáng)腐蝕性和富含高濃度顆粒物等特性影響，給采集高純度、無污染的深海熱液樣品帶來了極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前，國際上只能完成熱液噴口的小體積保真取樣，而大容量(≥100l)采樣設(shè)備研究進(jìn)展緩慢，大多數(shù)的海水大容量采樣設(shè)備并不能完成熱液噴口的原位流體采集和保存，而流體的大體積采樣對于研究熱液流體的痕量元素組成、遷移和分布具有重要意義，尤其是對au、ag等貴金屬和稀土元素的進(jìn)一步富集和測試分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種大容量原位流體取樣系統(tǒng)，操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大容量(≥100l)采集高純度、無污染深海熱液樣品的要求。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種大容量原位流體取樣系統(tǒng)，包括水樣采集頭、水泵、控制倉和水樣品箱，其中水樣品箱上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，水樣采集頭通過軟管與水樣品箱上的進(jìn)水口相連，水泵和控制倉設(shè)置于水樣品箱上，并且在所述控制倉內(nèi)設(shè)有一個(gè)啟動(dòng)磁元件，在所述水樣采集頭內(nèi)設(shè)有與所述啟動(dòng)磁元件配合的磁體，在水樣品箱內(nèi)交錯(cuò)設(shè)有多層導(dǎo)流隔板，海水樣品通過所述多層導(dǎo)流隔板作用在水樣品箱往復(fù)折彎流動(dòng)。

所述水泵和控制倉設(shè)置于水樣品箱設(shè)有出水口的一側(cè)，其中所述水泵設(shè)置于所述出水口外側(cè)，在所述水泵下方設(shè)有控制倉。

在所述水樣采集頭上設(shè)有機(jī)械手柄。

所述機(jī)械手柄包括把手和連接板，所述把手底端與所述連接板的一端傾斜固連，所述連接板的另一端與所述水樣采集頭固連。

所述水樣采集頭包括采集頭進(jìn)水口和采集頭本體，在所述采集頭本體內(nèi)設(shè)有磁體，所述機(jī)械手柄與所述采集頭本體固連。

所述采集頭進(jìn)水口設(shè)置于采集頭本體前端，在所述采集頭本體尾端設(shè)有軟管。

多個(gè)水樣品箱依次連接，并且所述水樣采集頭通過軟管與輸入端的水樣品箱上的進(jìn)水口相連，在輸出端的水樣品箱上設(shè)有水泵和控制倉。

相鄰兩個(gè)水樣品箱的進(jìn)水口和出水口通過軟管連接。

系統(tǒng)不工作時(shí)，水樣采集頭收在控制倉一側(cè)并與所述啟動(dòng)磁元件吸引，水樣采集頭離開控制倉側(cè)壁后，控制倉內(nèi)的控制系統(tǒng)檢測到磁變信號，系統(tǒng)開始工作。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1、本發(fā)明操作方便且能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，當(dāng)機(jī)械手拿起水樣采集頭時(shí)，系統(tǒng)即開始工作，將水樣采集頭放回時(shí)，系統(tǒng)停止工作。

2、本發(fā)明的每個(gè)水樣品箱可單獨(dú)配合控制倉和水泵使用，也可以多個(gè)水樣品箱連接起來配合一套控制倉、水泵和水樣采集頭使用，完成一個(gè)站位的大體積采樣，滿足大容量(≥100l)深海熱液樣品采集的使用要求。

3、本發(fā)明在水樣品箱內(nèi)交錯(cuò)設(shè)有多層導(dǎo)流隔板，使海水樣品在水樣品箱內(nèi)呈上下往復(fù)折彎流動(dòng)，保證目標(biāo)水樣純度的同時(shí)能夠盡快排盡非目標(biāo)水樣。

4、本發(fā)明的水樣品箱整體呈長方體型，既提高了空間利用效率，也方便搬運(yùn)和連接。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為圖1中的水樣采集頭示意圖，

圖3為本發(fā)明采用多個(gè)水樣品箱時(shí)的示意圖。

其中，1為水樣采集頭，2為機(jī)械手柄，3為軟管，4為水泵，5為出水口，6為進(jìn)水口，7為導(dǎo)流隔板，8為控制倉，9為啟動(dòng)磁元件，10為水樣品箱，11為采集頭進(jìn)水口，12為采集頭本體，13為把手，14為連接板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

如圖1～3所示，本發(fā)明包括水樣采集頭1、水泵4、控制倉8和水樣品箱10，其中所述水樣品箱10上端兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水口6和出水口5，所述水樣采集頭1通過軟管3與所述水樣品箱10上的進(jìn)水口6相連，水泵4設(shè)置于所述水樣品箱10設(shè)有出水口5的一側(cè)，并且設(shè)置于所述出水口5外側(cè)，海水樣品由所述水樣采集頭1采集后沿著軟管3流動(dòng)，由所述進(jìn)水口6進(jìn)入水樣品箱10內(nèi)，并在所述水泵4作用下由所述出水口5流出。本實(shí)施例中，所述水泵4為陶瓷泵。

如圖1所示，在所述水樣品箱10設(shè)有出水口5的一側(cè)，在所述水泵4下方設(shè)有控制倉8，在所述控制倉8內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)和電池，在所述控制倉8底部設(shè)有一個(gè)啟動(dòng)磁元件9，如圖2所示，所述水樣采集頭1包括采集頭進(jìn)水口11和采集頭本體12，采集頭進(jìn)水口11設(shè)置于采集頭本體12前端，在所述采集頭本體12尾端設(shè)有軟管3，在所述采集頭本體12內(nèi)設(shè)有磁體，系統(tǒng)不工作時(shí)，水樣采集頭1收在控制倉8一側(cè)，控制倉8內(nèi)的控制系統(tǒng)檢測水樣采集頭1內(nèi)嵌磁體的磁場，使系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)機(jī)械手夾取水樣采集頭1離開控制倉8側(cè)壁后，控制倉8內(nèi)的控制系統(tǒng)檢測到磁變信號后，開啟系統(tǒng)工作，此時(shí)水泵4啟動(dòng)，同時(shí)水樣采集頭1開始采集樣品。所述水樣采集頭1內(nèi)部結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域公知技術(shù)，本發(fā)明只是在其中內(nèi)嵌一個(gè)磁體與所述啟動(dòng)磁元件9配合，所述啟動(dòng)磁元件9也為本領(lǐng)域公知技術(shù)。

如圖1～2所示，為了方便機(jī)械手夾取水樣采集頭1，本發(fā)明在所述采集頭本體12上設(shè)有機(jī)械手柄2，所述機(jī)械手柄2包括把手13和呈條狀的連接板14，所述把手13為t型，且底端與所述連接板14的一端傾斜固連，所述連接板14的另一端與采集頭本體12固連。要采集高純度、無污染的深海熱液樣品，就需水樣采集頭1直接接觸海底熱液噴口，由于熱液噴口溫度高達(dá)350℃以上且呈酸性(噴口中心)或弱堿性(噴口附近混合后)，腐蝕性很強(qiáng)，考慮以上因素，本實(shí)施例中的水樣采集頭1和機(jī)械手柄2均采用耐高溫、耐腐蝕的316l不銹鋼制成。

為保證測量數(shù)據(jù)真實(shí)，要求采集高純度、無污染的深海熱液樣品，那么水樣品箱10內(nèi)不能遺留非目標(biāo)水樣，如圖1所示，本發(fā)明在所述水樣品箱10內(nèi)設(shè)有多層導(dǎo)流隔板7，所述多層導(dǎo)流隔板7交錯(cuò)設(shè)置，使海水樣品在水樣品箱10內(nèi)呈上下往復(fù)折彎流動(dòng)，保證目標(biāo)水樣純度的同時(shí)也能夠盡快排盡非目標(biāo)水樣。

考慮到空間利用效率和搬運(yùn)便捷性，所述水樣品箱10整體呈長方體型。另外每個(gè)水樣品箱10可單獨(dú)配合控制倉8和水泵4使用，即每個(gè)水樣品箱10采集一處樣品，rov一次下潛可搭載多個(gè)獨(dú)立的原位流體取樣系統(tǒng)，也可以如圖3所示，多個(gè)水樣品箱10連接起來配合一套控制倉8、水泵4和水樣采集頭1使用，完成一個(gè)站位采樣大體積水樣品，多個(gè)水樣品箱10連接使用時(shí)，相鄰兩個(gè)水樣品箱10的進(jìn)水口6和出水口5通過軟管3連接，所述水樣采集頭1通過軟管3與輸入端的水樣品箱10上的進(jìn)水口6相連，在輸出端的水樣品箱10上設(shè)有水泵4和控制倉8。

本發(fā)明的工作原理為：

本發(fā)明在所述控制倉8底部設(shè)有一個(gè)啟動(dòng)磁元件9，水樣采集頭1內(nèi)設(shè)有磁體，系統(tǒng)不工作時(shí)，水樣采集頭1收在控制倉8一側(cè)，控制倉8內(nèi)的控制系統(tǒng)檢測水樣采集頭1內(nèi)嵌磁體的磁場，保證系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)機(jī)械手夾取水樣采集頭1離開控制倉8側(cè)壁后，控制倉8內(nèi)的控制系統(tǒng)檢測到磁變信號后，開啟系統(tǒng)工作，水泵4啟動(dòng)，同時(shí)水樣采集頭1開始采集樣品。為了方便機(jī)械手夾取水樣采集頭1，本發(fā)明在所述采集頭本體12上設(shè)有機(jī)械手柄2，另外本發(fā)明在所述水樣品箱10交錯(cuò)設(shè)置有多層導(dǎo)流隔板7，使海水樣品在水樣品箱10內(nèi)呈往復(fù)折彎流動(dòng)，保證目標(biāo)水樣純度的同時(shí)能夠盡快排盡非目標(biāo)水樣。每個(gè)水樣品箱10可單獨(dú)配合控制倉8和水泵4使用，也可以如圖3所示，多個(gè)水樣品箱10連接起來配合一套控制倉8、水泵4和水樣采集頭1使用，完成一個(gè)站位大體積水樣品采樣。