1.一种原序底泥采样器,其特征在于:包括采样机构、制冷系统、探测机构、稳固机构和提升机构,其中:
所述的采样机构包括顶盖(103)、防水保护套管(106)、盘管蒸发器(107)、采样管(109)、异径接头(110)和外套管底盖(118),所述的顶盖(103)上表面固连有管箍(101),在顶盖(103)下表面开设有与顶盖(103)同心的外侧环形槽(104)和内侧环形槽(105),所述的外侧环形槽(104)嵌入密封圈后连接有防水保护套管(106),所述的内侧环形槽(105)嵌入密封圈后连接有采样管(109),在防水保护套管(106)与采样管(109)形成的环形腔体内装有保温材料层(116),所述的盘管蒸发器(107)穿过保温材料层(116)环绕在采样管(109)外周,该盘管蒸发器(107)与制冷系统排气端相连通,用于对采样管(109)制冷;所述的异径接头(110)的大径端套装于防水保护套管(106)上并用胶水密封固接,该异径接头(110)的小径端与采样管(109)的间隙处装有衬托层(111),并用O型圈(117)嵌入所述间隙外端口,所述的外套管底盖(118)压住O型圈(117)并通过螺栓与异径接头(110)固连;
所述的探测机构固定于顶盖(103)上,用于预测待采样底泥的冻结厚度;
所述的稳固机构固连于提升机构上,提升机构通过管箍(101)与采样机构相连,稳固机构和提升机构用于采样机构的释放、稳固以及提升。
2.根据权利要求1所述的一种原序底泥采样器,其特征在于:所述的探测机构包括探针导管(303)、探针自锁夹和探针(301),其中:所述的探针自锁夹设置在顶盖(103)上表面,所述的探针导管(303)固连在顶盖(103)下表面并与顶盖(103)上的相应开口连通,所述的探针(301)一端设有探针吊环(302),探针(301)另一端穿过探针导管(303)伸入采样管(109)内,并通过探针自锁夹将探针(301)固定。
3.根据权利要求1所述的一种原序底泥采样器,其特征在于:所述的提升机构包括把手(401)和延长钢管(403),延长钢管(403)的两端设有外丝,延长钢管(403)一端与管箍(101)螺纹连接,延长钢管(403)的另一端与连接管螺纹连接,最上端的延长钢管(403)上焊接有把手(401),用于提升采样机构;所述的稳固机构中设有至少3个稳定锚(405),该稳定锚(405)通过绕线机构(404)拉紧固定,用于稳固采样机构,所述的绕线机构(404)固定在把手(401)上。
4.根据权利要求2所述的一种原序底泥采样器,其特征在于:所述的探针自锁夹包括定夹片(305)、止回棘爪(307)和棘轮(308),所述的定夹片(305)固定于顶盖(103)上,在定夹片(305)尾部开设有水平方向的变向孔(304),由定夹片(305)、止回棘爪(307)和棘轮(308)组成棘轮机构,定夹片(305)与棘轮(308)的贴合处形成至少3个探针夹孔(306),变向孔(304)中穿过的引绳与棘轮(308)尾端的引绳环(309)连接,用于控制探针夹孔(306)的开合。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种原序底泥采样器,其特征在于:所述的制冷系统包括压缩机(201)、冷凝器(203)、四通阀(202)、管路控制元件和输送管(205),所述的压缩机(201)、冷凝器(203)、四通阀(202)、管路控制元件通过输送管(205)相连,该输送管(205)的排气端通过设置在顶盖(103)上的管路孔(209)与盘管蒸发器(107)连通。
6.根据权利要求4所述的一种原序底泥采样器,其特征在于:所述的顶盖(103)上对称设置两个排水孔(115),在该排水孔(115)中装有活动的排水盖(114)。
7.根据权利要求5所述的一种原序底泥采样器,其特征在于:所述的采样管(109)为直径在135~145mm之间的不锈钢管,盘管蒸发器(107)为直径6~8mm的铜管,衬托层(111)为UPVC材质且厚度均匀。
8.一种原序底泥采样方法,其特征在于,使用权利要求1~7中任一项所述原序底泥采样器进行采样,其步骤为:
步骤一、释放采样机构:
根据水深安装原序底泥采样器的延长钢管(403),握住延长钢管(403)将采样机构放至水底,放置时保持延长钢管(403)位于竖直方向;
步骤二、固定采样机构:
通过把手(401)将采样管(109)插入泥底后,在采样机构四周方向放入4个稳定锚(405),摇动绕线机构(404)中的摇杆将稳定锚(405)上的缆绳(406)收紧,锁住绕线机构(404)的转轴;
步骤三、样品冻结:
开启制冷系统,冷凝器(203)输送的制冷剂在盘管蒸发器(107)中循环,利用制冷剂气化将采样管(109)中的底泥样品冷冻;
步骤四、采样器回收:
冷冻2~3个小时,先提拉引绳环(309)上的引绳打开探针自锁夹,沿采样管(109)径向由外向内依次提拉探针吊环(302)上的引绳,如果引绳提拉不动,提出采样机构,卸下延长钢管(403)后将采样机构放入保温箱送至实验室;
步骤五、底泥样品分离:
调节四通阀(202),使制冷系统处于制热状态并启动,取出采样管(109)内壁的冻结样品块,再进行分割取样,完成采样。