一種用於海洋監測調查和採樣的輔助架的製作方法
2023-06-14 10:45:16
本實用新型涉及一種用於海洋監測調查和採樣的輔助架，屬於海洋環境監測領域。
背景技術：
溫鹽深儀(CTD)和海流計在海洋監測中進行連續測量時，一般在監測船隻上進行簡單固定後下放至海水中，船隻停穩後進行連續數據測量，CTD和海流計會受到潮汐等因素影響而難以固定在指定深度層；
海洋浮遊生物拖網使用淺水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型三種浮遊生物網在船上進行拖拽作業對浮遊動植物進行採集，分別按項目拖拽，每站位都要進行3次以上作業，如遇到需要大量浮遊生物樣品的情況時，採集工作量和拖拽量更是成倍增加，而且因為海水動力的原因，船隻在作業期間往往會發生位移變化，進而導致拖網位置發生移動，從而因為海水理化性質的瞬時性及不可再現性導致採樣誤差；
海洋環境調查沉積物樣品的採集一般根據中華人民共和國國家標準(GB17378.3-2007)進行，通常選用抓斗式採泥器，將絞車與採泥器連接後慢速開動絞車將採泥器放入水中，穩定後，常速下放至離海底3～5m，再全速降至海底，然後慢速提升採泥器離底後快速提至水面，再行慢速，當採泥器高過船舷時，停車，將其降至接樣板上後將樣品轉移至樣品瓶中。
在日常海洋監測調查工作中，溫鹽深儀和海流計的連續測量、浮遊生物樣品和沉積物樣品的採集都面臨著一些實際困難：
溫鹽深儀(CTD)和海流計是海洋及其它水體理化和水文參數調查的必要設備，溫鹽深儀可連續監測海洋及其它水體中的水溫、鹽度、溶解氧、電導率及壓力等，用以研究海水及其它水體的物理化學性質、水層結構和水團運動狀況，電磁海流計則是測量海流速度和方向的專業儀器。但在實際海洋外業調查工作中，如果只是單獨用鉛垂把CTD和海流計吊掛在船舷上，則隨潮水漲落無法使儀器固定在一定深度的水層，甚至可能觸底損壞儀器。另一方面，由於CTD和海流計都是連續記錄數據型儀器，手工調整深度後也難以剔除不良數據，而且數據連續性和可比性較差。
海洋監測調查工作中浮遊生物樣品依靠拖網進行採集，工作時間久且勞動強度大，一般單人拖取樣品只能單獨Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型網依次拖取，不僅費時費力，還不能保證各型網獲取樣品數據上的平行性，雖然已經有杆式及其它方法可做到平行採樣，但此類方法僅適用於有卷揚機的船隻，對於在沒有卷揚機的漁船上進行浮遊生物樣品的採集就無法採用此類方法，主要在於平行拖拽多組樣品所需牽引力太大，單獨靠人力實施拖拽非常困難。
海洋監測調查工作中沉積物樣品的採集一直比較困難，一般需要攜帶沉重的抓斗式採泥器，以及更沉重的絞車，而絞車安裝繁瑣，條件要求苛刻，有時甚至因為船隻條件限制只能捨棄絞車直接用繩索人力操縱採泥器進行手工採樣，但因手工下放採泥器不穩定導致成功率很低，極大地降低了沉積物採樣效率。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種海洋環境監測調查的輔助工具，具體地說是一種用於海洋環境監測調查的輔助架，可保證監測數據的連續性，有效保護儀器設備，改善工作舒適度和提高工作效率。
一種用於海洋監測調查和採樣的輔助架，所述輔助架包括支撐架，所述支撐架的主體為不鏽鋼管，所述不鏽鋼管的上端活動連接支撐杆，所述支撐杆的自由端側與不鏽鋼管)的頂端通過鋼絲及花籃螺絲相連接；不鏽鋼管的下端活動連接固定杆所述固定杆的自由端側與不鏽鋼管的底端通過鋼絲及花籃螺絲相連接；所述支撐杆上固定至少兩個定滑輪；所述不鏽鋼管的中上部固定一根與不鏽鋼管相垂直的鋼棒；在不鏽鋼管的下部固定兩根相平行的鋼棒I，所述鋼棒I垂直於不鏽鋼管；所述固定杆的自由端固定與其相垂直的鋼條，所述鋼條設有若干通孔。
進一步地，所述輔助架包括若干動滑輪。
進一步地，所述活動連接為鉸接或銷連接。
本實用新型所述用於海洋監測調查和採樣的輔助架主要由支撐架和滑輪組組成，所述支撐架的主體為一根長的不鏽鋼管，兩端用螺絲固定兩根可上下調角度的短的不鏽鋼管(支撐杆和固定杆)，支撐杆自由端的末端固定至少兩個定滑輪；主體不鏽鋼管底端的固定杆末端固定一根打了等距孔洞的鋼條，使用時下方關節處(支撐架底部)利用繩索固定於船舷處，鋼條用螺絲或鋼釘固定於甲板上，根據海洋監測調查任務選取相應的配件，並根據海洋監測船隻的實際情況調整好輔助架角度，此裝置即組裝完成。不鏽鋼管正中靠上的位置焊接鋼棒，下端焊兩根鋼棒I，鋼棒的作用是利於用繩索纏繞兩根鋼棒I之間的位置並將其固定在船舷上，這裡是整套設備最重要的受力點，因此必須使用高強度繩索固定於船舷內側。
本實用新型所述不鏽鋼管的頂端連接鋼絲，鋼絲另一端連接花籃螺母，花籃螺母的另一端連接支撐杆的中部；所述不鏽鋼管的底端連接鋼絲，鋼絲另一端連接花籃螺母，花籃螺母的另一端連接固定杆的中部。
本實用新型所述輔助架所用花籃螺絲用於調節不鏽鋼管和固定杆間、不鏽鋼管和支撐杆間的角度，以保證支撐杆在使用時可以平行於海面。其中，所述花籃螺絲可商業購得。
本實用新型所述輔助架進一步包括拖取構件，所述拖取構件適用於拖取浮遊生物工況。
本實用新型所述拖取構件優選由上下兩個架體組成，其中，
所述上架體由一個橫杆和與其垂直固定的兩個調節管I組成，所述橫杆上側等距固定四個鐵環，下側等距固定三個鐵環；所述調節管I上設有若干等距設置的貫穿管壁的通孔；
所述下架體由一個橫杆和與其垂直固定的兩個調節管II組成，所述橫杆上側等距固定三個鐵環，所述調節管II上設有若干等距設置的貫穿管壁的通孔；所述兩個調節管II可以插入兩個調節管I中。
進一步地，所述輔助架包括輔助件，所述輔助件為兩根鋼絲，兩個鋼絲均穿入萬向環；在兩根鋼絲的四個末端固定卡扣，所述卡扣用於與上架體橫杆上的鐵環相連接。
更進一步地，所述上架體和下架體上的橫杆長度相等，且上架體下側的三個鐵環與下架體橫杆上側的三個鐵環間的間距相等。
本實用新型的有益效果是：海洋環境調查和採樣工作中，利用輔助架滑輪組的調節作用，溫鹽深儀或海流計就可以隨海潮的漲落固定在指定的距海底深度位置，保證了監測數據的連續性並保護了儀器設備。另外，利用輔助架滑輪組進行浮遊生物樣品採集時，可在無卷揚機的情況下保證人力採樣的效率，同時得到數據平行性較好的生物樣品。在不方便攜帶和安裝絞車的小型監測船隻上進行沉積物採樣時，輔助架可利用定滑輪調整拖拽方向，改善工作舒適度，若與起線機聯合使用可顯著提高採樣效率。
附圖說明
圖1為一種用於海洋監測調查和採樣的輔助架的示意圖；
圖2為輔助件的示意圖；
圖3為拖取構件的示意圖；
圖4為一種用於海洋監測調查和採樣的輔助架的示意圖的側面示意圖；
圖5(a)～(f)為支撐架主體、花籃螺母、支撐杆、固定杆、花籃螺母、鋼條的示意圖；
圖6為利用動滑輪組自動保持溫鹽深儀或海流計深度的工況示意圖(工況A)；
圖7為利用輔助架代替絞車進行沉積物採集的工況示意圖(工況C)；
圖8(a)～(b)為利用輔助架滑輪組拖取浮遊生物樣品的工況示意圖(工況B)。
具體實施方式
下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。
下述實施例中所述試驗方法，如無特殊說明，均為常規方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。
實施例1
一種用於海洋監測調查和採樣的輔助架，所述輔助架包括支撐架，所述支撐架的主體為不鏽鋼管101，所述不鏽鋼管101的上端鉸接支撐杆102，所述支撐杆102的自由端側與不鏽鋼管101的頂端通過鋼絲及花籃螺絲相連接；不鏽鋼管101的下端鉸接固定杆103，所述固定杆103的自由端側與不鏽鋼管101的底端通過鋼絲及花籃螺絲相連接；所述支撐杆102上固定兩個定滑輪104和一個動滑輪；所述不鏽鋼管1的中上部固定一根與不鏽鋼管101相垂直的鋼棒105；在不鏽鋼管101的下部固定兩根相平行的鋼棒I106，所述鋼棒I106垂直於不鏽鋼管101；所述固定杆103的自由端固定與其相垂直的鋼條107，所述鋼條107設有若干通孔。
所述不鏽鋼管101的頂端連接鋼絲，鋼絲另一端連接花籃螺母，花籃螺母的另一端連接支撐杆102的中部；所述不鏽鋼管101的底端連接鋼絲，鋼絲另一端連接花籃螺母，花籃螺母的另一端連接固定杆103的中部。
所用花籃螺絲用於調節不鏽鋼管101和固定杆103間、不鏽鋼管101和支撐杆102間的角度，以保證支撐杆在使用時可以平行於海面。
工況A利用輔助架滑輪組自動保持溫鹽深儀或海流計深度
海洋監測中往往要求保持溫鹽深儀或海流計在距離海底一定深度連續測量，本實施例中首先用繩索連接監測設備5(溫鹽深儀或海流計)和輔助架滑輪組，設備下方固定一鉛錘A6，上方按次序串聯滑輪組(如圖6所示)，動滑輪下方安裝鉛錘B9，出海前應調試鉛錘A6和鉛錘B9的重量使鉛錘A6的重量GA與鉛錘B9的重量GB，以及監測設備5的重量GS，使其符合GB/2﹤GA+GS-FA+S的重量關係，其中FA+S為監測設備5及鉛錘A6的海水浮力。同時，預留動滑輪和鉛錘B9兩端足夠長的繩索，當下放監測設備5和鉛錘A6時，由於GA+GS-FA+S﹥GB/2的拉力平衡關係，鉛錘A6會拖拽監測設備5至監測海域底部，同時鉛錘B9可保持對連接監測設備5和鉛錘A6之間繩索的牽引力，使其基本保持豎直(如圖6所示)，這樣只需要預先設定好監測設備5與鉛錘A6之間的繩索長度，即設定了設備距離海底的指定深度。當海水漲潮時，監測船隻4和輔助架及監測設備5整體上移，但由於GA+GS-FA+S﹥GB/2的拉力平衡關係，動滑輪和鉛錘B9會抬高，其兩端的繩索會縮短，滑輪組在監測設備5與鉛錘A6這端的繩長會增加，同時由於鉛錘B9的牽引作用使監測設備5，以及監測設備5與鉛錘A6之間的繩索保持豎直，這樣就保證了在監測海域漲潮過程中設備停留在預先指定的深度。另一方面，當海水退潮時，監測船隻4和輔助架及監測設備5整體下移，同樣由於鉛錘B9的牽引作用使監測設備5，以及監測設備5與鉛錘A6之間的繩索保持豎直，而不至於使得監測設備5與鉛錘A6之間的繩索鬆弛，從而有效地保證了設備的預設距海底深度。綜上，通過輔助架的調節作用，溫鹽深儀或海流計就可以隨海潮的漲落自動固定在指定的距海底深度位置。
工況C利用輔助架代替絞車進行海洋調查中沉積物樣品採集
海洋近岸調查時所用的監測船隻4往往沒有卷揚機，使用絞車或者單獨人工操作都有其局限性(甲板空間狹小不易攜帶及安裝絞車，採用人工繩索拖拽非常費力)。本裝置(輔助架)可以提供一種方案，如圖7所示用繩索連接抓斗式採泥器7後通過定滑輪104進行拖拽，因為在不方便攜帶絞車的小型監測船隻4上，輔助架相對攜帶和安裝較為簡單，利用定滑輪104可以調整拖拽方向，一定程度上提高了工作時的舒適感，如果小型監測船隻上有起線機(小型自動起漁網設備)，可與輔助架聯合使用，沉積物的採樣效率就可以進一步提高。
實施例2
一種用於海洋監測調查和採樣的輔助架，所述輔助架包括支撐架，所述支撐架的主體為不鏽鋼管101，所述不鏽鋼管101的上端鉸接支撐杆102，所述支撐杆102的自由端側與不鏽鋼管101的頂端通過鋼絲及花籃螺絲相連接；不鏽鋼管101的下端鉸接固定杆103，所述固定杆103的自由端側與不鏽鋼管101的底端通過鋼絲及花籃螺絲相連接；所述支撐杆102上固定兩個定滑輪104和一個動滑輪；所述不鏽鋼管1的中上部固定一根與不鏽鋼管101相垂直的鋼棒105；在不鏽鋼管101的下部固定兩根相平行的鋼棒I106，所述鋼棒I106垂直於不鏽鋼管101；所述固定杆103的自由端固定與其相垂直的鋼條107，所述鋼條107設有若干通孔。
所述不鏽鋼管101的頂端連接鋼絲，鋼絲另一端連接花籃螺母，花籃螺母的另一端連接支撐杆102的中部；所述不鏽鋼管101的底端連接鋼絲，鋼絲另一端連接花籃螺母，花籃螺母的另一端連接固定杆103的中部。
所用花籃螺絲用於調節不鏽鋼管101和固定杆103間、不鏽鋼管101和支撐杆102間的角度，以保證支撐杆在使用時可以平行於海面。
所述輔助架包括拖取構件，所述拖取構件由上下兩個架體組成，其中，所述上架體由一個橫杆201和與其垂直固定的兩個調節管I202組成，所述橫杆201上側等距固定四個鐵環203，下側等距固定三個鐵環203；所述調節管I202上設有若干等距設置的貫穿管壁的通孔；所述下架體由一個橫杆201和與其垂直固定的兩個調節管II204組成，所述橫杆201上側等距固定三個鐵環203，所述調節管II204上設有若干等距設置的貫穿管壁的通孔；所述兩個調節管II204可以插入兩個調節管I202中。所述上架體和下架體上的橫杆201長度相等，且上架體下側的三個鐵環203與下架體橫杆201上側的三個鐵環203間的間距相等。
所述輔助架包括輔助件，所述輔助件為兩根鋼絲301，兩個鋼絲均穿入萬向環302；在兩根鋼絲的四個末端固定卡扣303，所述卡扣用於與上架體橫杆201上的鐵環203相連接。
工況B利用輔助架滑輪組拖取浮遊生物樣品。
在海洋監測調查中，採集浮遊生物樣品時輔助架可根據圖8的連接方式進行，首先根據不同工作任務和浮遊生物網型(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型網)確定採用一組還是兩組動滑輪(兩組相對更加省力)，根據要求選擇是否安裝輔助件(一組動滑輪時使用)，然後依據工作實際需要把網具8依次固定於拖取構件上並根據網具8調節好長度(利用拖取構件調節管I202和調節管II204的不同孔位置穿螺絲調節整體的長短)，輔助架安裝好即可實現人力拖拽。實際海洋監測調查工作中，很多情況下船隻是不具備卷揚機等自動機械設備的，使用此輔助架在保證樣品採集平行性的同時，也提高了人力採樣工作的效率。