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)：

海底熱液活動的發(fā)現(xiàn)是20世紀海洋科學(xué)研究中的重大事件之一，熱液口附近不但蘊藏有大量的金屬硫化物資源，而且蘊育了極端環(huán)境下獨特的生物群落，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)濟價值，而獲取高質(zhì)量的熱液樣品是目前進行熱液活動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一步富集和測試分析。

技術(shù)實現(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)有進水口和出水口，水樣采集頭通過軟管與水樣品箱上的進水口相連，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)有一個啟動磁元件，在所述水樣采集頭內(nèi)設(shè)有與所述啟動磁元件配合的磁體，在水樣品箱內(nèi)交錯設(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。

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)有機械手柄。

所述機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，所述機械手柄與所述采集頭本體固連。

所述采集頭進水口設(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。

相鄰兩個水樣品箱的進水口和出水口通過軟管連接。

系統(tǒng)不工作時，水樣采集頭收在控制倉一側(cè)并與所述啟動磁元件吸引，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)機械手拿起水樣采集頭時，系統(tǒng)即開始工作，將水樣采集頭放回時，系統(tǒng)停止工作。

2、本發(fā)明的每個水樣品箱可單獨配合控制倉和水泵使用，也可以多個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，保證目標(biāo)水樣純度的同時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)明采用多個水樣品箱時的示意圖。

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

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。

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，由所述進水口6進入水樣品箱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)有一個啟動磁元件9，如圖2所示，所述水樣采集頭1包括采集頭進水口11和采集頭本體12，采集頭進水口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，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，此時水泵4啟動，同時水樣采集頭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)嵌一個磁體與所述啟動磁元件9配合，所述啟動磁元件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)有機械手柄2，所述機械手柄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，考慮以上因素，本實施例中的水樣采集頭1和機械手柄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，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，保證目標(biāo)水樣純度的同時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便捷性，所述水樣品箱10整體呈長方體型。另外每個水樣品箱10可單獨配合控制倉8和水泵4使用，即每個水樣品箱10采集一處樣品，rov一次下潛可搭載多個獨立的原位流體取樣系統(tǒng)，也可以如圖3所示，多個水樣品箱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，完成一個站位采樣大體積水樣品，多個水樣品箱10連接使用時，相鄰兩個水樣品箱10的進水口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)有一個啟動磁元件9，水樣采集頭1內(nèi)設(shè)有磁體，系統(tǒng)不工作時，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，同時水樣采集頭1開始采集樣品。為了方便機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)有機械手柄2，另外本發(fā)明在所述水樣品箱10交錯設(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，保證目標(biāo)水樣純度的同時能夠盡快排盡非目標(biāo)水樣。每個水樣品箱10可單獨配合控制倉8和水泵4使用，也可以如圖3所示，多個水樣品箱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，完成一個站位大體積水樣品采樣。