专利名称：一种海底热液自动采样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海底热液采样设备，具体说是涉及一种可以实时测量并显示 热液温度的海底热液自动采样器。
背景技术：
海底热液活动在调节海水和洋壳内部物质和热量交换过程中起到非常重要的作 用，除了广泛分布于大洋中脊地带和弧后盆地的深海热液口外，海底热液口还大量存在于 火山海面下翼部和海底火山顶部等浅海地区。获取样品是研究热液活动的必要手段，目前 国内外已开展了对热液采样器的研究，但目前大多数热液采样器都注重于深海应用，而且 需要依靠深潜器进行复杂的操作，不能方便用于浅海热液口取样。发明内容本实用新型的目的是提供一种同时适用于深海和浅水热液采样、并且可以实现热 液温度实时测量和显示的海底热液自动采样器。本实用新型的海底热液自动采样器包括固定在支架上的开阀腔体、采样腔、内有 温度测量电路板的温度测量电路腔和内有显示电路板的温度显示电路腔，采样腔内设有采 样活塞，采样腔的入口端与采样阀的出口端相连，采样腔的充气端连接充气阀，采样阀的入 口端连接采样管，开阀腔体与采样阀同轴相连，开阀腔体内设有驱动弹簧，驱动弹簧的两端 分别与阀芯推杆和弹簧座抵住，阀芯推杆的顶部圆柱体置入开阀腔体的中心轴孔中，阀芯 推杆的锥体部分位于开阀腔体中，在阀芯推杆的锥体上套有内表面与锥面吻合的第一触发 环，第一触发环的端面抵住开阀腔体的端面，开阀腔体的端盖和弹簧座分别具有轴向通孔， 弹簧座的一端置入端盖的轴向通孔中，在弹簧座上套有第二触发环，第二触发环的两个端 面分别与弹簧座的台阶面和开阀腔体的端盖抵住，第一触发环和第二触发环各自包括4个 沿直径方向分开的等分环，4个等分环由线圈环绕固定为一个整体，所说的线圈由不锈钢丝 和尼龙线连接构成，其中尼龙线缠绕在电阻上，电阻的两端通过第一水密线缆与温度测量 电路板的开关阀信号线相连，温度测量电路板的测温信号线连接温度探头，所说的温度显 示电路腔的两端分别固定有端盖和透明有机玻璃窗，显示电路板固定在端盖上，显示电路 板的信号线引出端盖，通过第二水密线缆与温度测量电路板的温度数据传输线相连，显示 电路板上连接有LED显示屏和磁性干簧管，在对应于磁性干簧管位置的腔体外套有一个环 形磁铁。本实用新型的采样器利用采样腔一侧的压缩氮气补偿压力，具有良好的保压性 能。采样器同时采用温度测量电路腔和温度显示电路腔，可判断不同热液点的实时温度并 实时显示，从而找到最佳热液点进行采样；采样触发信号由环形磁铁发起，将磁铁向外拉 动，即可触发采样，动作简洁，利于浅水时潜水员作业。此外，采样器也可以工作在全自动模 式，在控制电路中预先设定一个温度值，当测量的热液温度达到预设温度时就自动触发采 样。采样器的整体结构紧凑，外形尺寸小，适合于潜水员或深潜器机械手的操作，能够满足浅海和深海热液采样要求。
图1是海底热液自动采样器的结构示意图；a为正视图、b为a图的A_A剖视图；图2是温度显示电路腔的结构示意图；图3是开阀腔体的结构示意图；图4是触发环的结构示意图，其中，a是触发环的轴向剖面图，b是俯视图，c是线 圈缠绕在电阻上的示意图。
具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型。参照图1 图4，本实用新型的海底热液自动采样器，包括固定在支架8上的开阀 腔体3、采样腔6、内有温度测量电路板的温度测量电路腔9和内有显示电路板的温度显示 电路腔12，采样腔6内设有采样活塞10，采样腔6的入口端与采样阀2的出口端相连，采样 腔6的充气端连接充气阀7，采样阀2的入口端连接采样管1，开阀腔体3与采样阀2同轴 相连，开阀腔体3内设有驱动弹簧31，驱动弹簧31的两端分别与阀芯推杆37和弹簧座35 抵住，阀芯推杆37的顶部圆柱体置入开阀腔体3的中心轴孔中，阀芯推杆37的锥体部分位 于开阀腔体3中，在阀芯推杆37的锥体上套有内表面与锥面吻合的第一触发环30，第一触 发环30的端面抵住开阀腔体3的端面，开阀腔体3的端盖33和弹簧座35分别具有轴向通 孔，弹簧座35的一端置入端盖33的轴向通孔中，在弹簧座35上套有第二触发环32，第二 触发环32的两个端面分别与弹簧座35的台阶面和开阀腔体3的端盖33抵住，第一触发环 30和第二触发环32各自包括4个沿直径方向分开的等分环42，4个等分环由线圈40环绕 固定为一个整体，所说的线圈40由不锈钢丝和尼龙线连接构成，其中尼龙线缠绕在电阻41 上，电阻41的两端通过第一水密线缆5与温度测量电路板的开关阀信号线相连，温度测量 电路板的测温信号线连接温度探头11，所说的温度显示电路腔12的两端分别固定有端盖 29和透明有机玻璃窗25，显示电路板固定在端盖四上，显示电路板的信号线引出端盖29， 通过第二水密线缆20与温度测量电路板的温度数据传输线相连，显示电路板上连接有LED 显示屏沈和磁性干簧管27，在对应于磁性干簧管27位置的腔体外套有一个环形磁铁23。采样器使用前，采样活塞10位于采样腔6的最左侧，同时采样管1和采样阀2充 满采样区海水，采样活塞10右侧根据海水深度，充入液氮，从而起到保压作用。电路板观 插上电池，放入温度显示电路腔12中，套上电磁环23，然后再接上第二水密线缆20，最后整 体固定在支架8上。当需要采样的时候，深潜器上的机械手夹持住采样器的手柄4，把采样管1和温度 探头11插入热液喷口中，所测得的温度数据通过温度显示电路腔12 —侧的透明有机玻璃 窗25被外界(摄像头或者潜水员)接收，当温度值满足采样要求时，操作员拉动环形磁铁 23，温度显示电路腔12产生开阀信号，并通过第二水密线缆20将信号传输给温度测量电路 板，温度测量电路板通过第一水密线缆5给第一触发环30通电，第一触发环上的电阻迅速 升温，缠绕在电阻上的尼龙线被烧断，4个等分环失去约束而散开，阀芯推杆37向左移动推 动采样阀2的阀芯，采样阀2打开；在压力差的作用下，热液由采样管1经过采样阀2进入采样腔6，热液推动采样活塞10向右运动，位于采样活塞10右侧的液氮体积变小，从而压力 增高，当压力达到平衡时采样停止。采样结束后，温度测量电路板通过第一水密线缆5给第 二触发环32通电，第二触发环上的电阻迅速升温，缠绕在电阻上的尼龙线被烧断，4个等分 环失去约束而散开，弹簧座35由于4个等分环的散开而向右移动，使驱动弹簧31完全恢复 到自由状态，采样阀2关闭。
权利要求1. 一种海底热液自动采样器，其特征在于包括固定在支架(8)上的开阀腔体(3)、采样 腔(6)、内有温度测量电路板的温度测量电路腔(9)和内有显示电路板的温度显示电路腔 (12)，采样腔(6)内设有采样活塞(10)，采样腔(6)的入口端与采样阀O)的出口端相连， 采样腔(6)的充气端连接充气阀(7)，采样阀O)的入口端连接采样管(1)，开阀腔体(3) 与采样阀O)同轴相连，开阀腔体(3)内设有驱动弹簧(31)，驱动弹簧(31)的两端分别与 阀芯推杆(37)和弹簧座(35)抵住，阀芯推杆(37)的顶部圆柱体置入开阀腔体(3)的中心 轴孔中，阀芯推杆(37)的锥体部分位于开阀腔体(3)中，在阀芯推杆(37)的锥体上套有 内表面与锥面吻合的第一触发环(30)，第一触发环(30)的端面抵住开阀腔体(3)的端面， 开阀腔体(3)的端盖(3 和弹簧座(3 分别具有轴向通孔，弹簧座(3 的一端置入端盖 (33)的轴向通孔中，在弹簧座(3 上套有第二触发环(32)，第二触发环(3 的两个端面 分别与弹簧座(3 的台阶面和开阀腔体(3)的端盖(3 抵住，第一触发环(30)和第二触 发环(3 各自包括4个沿直径方向分开的等分环0幻，4个等分环由线圈00)环绕固定 为一个整体，所说的线圈GO)由不锈钢丝和尼龙线连接构成，其中尼龙线缠绕在电阻Gl) 上，电阻Gl)的两端通过第一水密线缆(5)与温度测量电路板的开关阀信号线相连，温度 测量电路板的测温信号线连接温度探头(11)，所说的温度显示电路腔(1 的两端分别固 定有端盖09)和透明有机玻璃窗(25)，显示电路板固定在端盖09)上，显示电路板的信号 线引出端盖( )，通过第二水密线缆OO)与温度测量电路板的温度数据传输线相连，显示 电路板上连接有LED显示屏06)和磁性干簧管(27)，在对应于磁性干簧管(XT)位置的腔 体外套有一个环形磁铁Q3)。
专利摘要本实用新型公开的海底热液自动采样器包括固定在支架上的开阀腔体、采样腔、温度测量电路腔和温度显示电路腔。本实用新型的采样器利用开阀腔体内的电控触发机构来控制采样阀，实现自动采样。采样器能在采样过程中测量并实时显示热液的温度，从而有助于寻找最佳的采样点。采样器的整体结构紧凑，外形尺寸小，适合于潜水员或深潜器机械手的操作，能够满足浅海和深海热液采样要求。
文档编号G01K1/02GK201828431SQ20102050860
公开日2011年5月11日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者史剑光, 吴世军, 杨灿军, 杨磊, 陈鹰, 黄豪彩, 黄铎佳 申请人:浙江大学