пробоотборник грунтаЭто специальный инструмент для сбора проб донных отложений (донных масс) водоема, принцип работы которого в основном основан наМеханический захват, гравитация / давление или вибрационная поддержкаОбразцы грунта на определенной глубине полностью удаляются путем разрушения адсорбционной силы основания и пробоотборника. Различные типы пробоотборников работают несколько по - разному в зависимости от сценария применения (например, океан, озеро, река) и требований к точности, и вот основные принципы общих типов:

I. СОДЕРЖАНИЕХватающийся пробоотборник грунта: гравитационное замыкание + механическая блокировка

Это классический, широко используемый тип (например, грейфер Петерсона, коробчатый грейфер), подходящий для среднего твердого основания (осадок, глина).

　　структура:: Состоит из двух симметричных полукруглых / квадратных челюстных пластин (похожих на "раковину"), соединенных ротором, внутренняя часть челюстной пластины обычно покрыта резиновыми или металлическими зубьями для усиления захвата; В верхней части есть блок - противовес, который обеспечивает начальную гравитацию, частично с триггерным механизмом (например, разрыв веревки, запуск удара).

　　Рабочий процессА.

Отбор проб опускается на дно воды через трос, и вес позволяет челюсти открываться естественным образом (или плотно прикрепляться к дну из - за собственного веса);

Когда пробоотборник контактирует с субстратом и подвергается определенной ударной силе (или искусственно затягивает трос, чтобы запустить замок), щековая пластина закрывается и захватывает субстрат, как « зажим»;

При подъеме кабеля гравитационные или механические замки челюстной пластины остаются закрытыми, чтобы предотвратить выпадение образца и в конечном итоге вернуть глубокие образцы донной массы на поверхность воды.

　　Ключ:: Опираясь на гравитационное замыкание, целостность захвата шлама или рыхлого дна хуже (уязвимость к утечке).

II.Столбчатый пробоотборник (поршневой / гравитационный): непрерывный забор стержня + защита от возмущений

Для приобретенияОбразец грунта в вертикальном профиле без возмущений(Например, изучение возраста осадочного слоя, вертикального распределения загрязняющих веществ), часто используется в исследованиях морской геологии, озерных отложений.

1. Гравитационный цилиндрический пробоотборник

　　структура:: жёсткая металлическая труба (пробоотборник, диаметр обычно 5 ~ 10 см, длина 1 ~ 6 м), с режущими зубами внизу; Верхняя часть имеет тяжелый молот (обеспечивает нижний импульс), частично с устройством выпуска.

　　Принцип:: Использование кинетической энергии тяжелого молота для отбора пробДавление на дноТвердость стенки трубы используется для того, чтобы отрезать донную массу от окружающего осадочного слоя и получить непрерывный образец стержня.

　　Ограничения:: Конструкция без защиты от возмущений, при ударе вниз легко сжать или смешать образец в трубке с верхним слоем воды, подходит для более жесткого основания.

Поршневой цилиндрический пробоотборник (тип Уокера / Walker Corer)

　　структура:: Увеличение на основе гравитационных пробоотборниковПоршневая система- Внутри пробоотборника находится движущийся вверх и вниз поршень, который соединяется с наземным контрольным концом через кабель; На дне пробоотборника также есть режущие зубы.

　　ПринципА.

Перед сдачей поршень закрепляется на верхней части пробоотборника (близко к отверстию);

Когда пробоотборник контактирует с днищем, наземный конец ослабляет поршневой кабель, который тонет вместе с пробоотборником из - за гравитации, ноОтрицательное давление между поршнями и стенками трубЭто эквивалентно образцу в трубке "всасывания", чтобы избежать притока воды в образец возмущения в трубке при ударе вниз;

Тяжелый молот продолжает нажимать, трубка отбора проб дополнительно прижимается к дну, поршень остается на верхней части образца, чтобы убедиться, что полученный образец сердечника является полным и не сжимается.

　　преимуществоСпособность в значительной степени поддерживать вертикальную структуру и первоначальное состояние образца является основным инструментом для изучения осадочной среды.

III.Вибрационный пробоотборник грунта: ВЧ - разрывная адсорбция

В отношенииЛегко адсорбируемое дно, такое как шлам и ил(Обычный грейфер трудно захватить, легко протекающий образец), вибрация разрушает "вакуумную адсорбцию" или трение субстрата и пробоотборника.

　　структура:: Интеграция на основе грейферов или цилиндрических пробоотборниковвибрационный Н - образный авиационный(Или гидравлические вибрационные устройства), частота вибрации обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч Гц.

　　ПринципА.

После того, как пробоотборник опускается на дно, запускается вибрационное устройство, высокочастотная вибрация делает его между пробоотборником и субстратомРезкое снижение статического трения / адсорбции*

Для грейферов: вибрационная вспомогательная челюстная пластина более плотно встраивается в дно, уменьшая утечку; Для цилиндрических пробоотборников: вибрация помогает корпусу трубы легче давить на шлам, избегая при этом прилипания образца к стенке трубы;

При вышеупомянутом значении вибрация все еще предотвращает попадание проб на дно воды из - за чрезмерной адсорбции.

　　приложение:: Точный отбор проб из морских шламовых районов и районов эвтрофикационного ила озер.

IV.Буровой пробоотборник грунта: вращающееся резание + управление глубиной

дляОтбор проб глубинного грунта(Например, от нескольких метров до нескольких десятков метров ниже морского дна) Подводная версия, подобная наземной буровой установке, должна быть оснащена платформой (например, научно - исследовательской буровой установкой, подводным роботом ROV).

　　Принцип: ПринятоСверло вращающееся(с режущими зубами) дробление твердой субстраты (например, гравия, выветривающийся слой фундамента) при использовании буровых труб для доставки сломанных образцов на землю; Благодаря контролю давления и скорости бурения осуществляется точный отбор проб на различных глубинах.

　　особенность:: Глубина отбора проб большая, но оборудование сложное, высокая стоимость, в основном для геологоразведки или специальных научных потребностей.

V.Другие специальные виды

　　Многотрубный пробоотборник:: Одноразовая децентрализация может одновременно собирать несколько образцов цилиндрических сердечников (например, 6 труб, 12 труб) для повышения эффективности отбора проб, применимых к широкому спектру региональных обследований;

　　Самоходный пробоотборник:: При отсутствии необходимости в непрерывном кабельном соединении по прибытии на дно автоматически инициируется отбор проб и всплытие (например, глубоководный посадочный аппарат) для отбора проб в нейтральной зоне или в окружающей среде (например, глубоководной гидротермальной зоне).

Резюме: основная логика

Суть всех пробоотборников -Преодоление сцепления донной массы, сцепления с окружающими осадками и плавучести / сопротивления водыЦеленаправленное дно "отделить" и полностью удалить. Выбор того, какой пробоотборник будет выбран, зависит от типа субстрата (мягкий / твердый), требуемой формы образца (массивный / цилиндрический), глубины отбора проб и цели исследования (например, требуется ли профиль без возмущений).