ЗОНД ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ВОДЫ И ДОННЫХ ОСАДКОВ
PROBE FOR SAMPLING WATER AND BOTTOM SEDIMENTS

Изобретение относится к области океанологии, гидрофизики, геохимии и экологии морей и может быть использовано для получения первичного материала с целью анализа взвеси, гидрохимии и микробиологического состава воды, а также для исследования связи донных осадков с картиной подводных течений и временное их распределение.
Известен пробоотборник придонной воды, содержащий балластную камеру, поплавок, соединенный через механизмы с сосудом для пробы воды, и различные пружины и рычаги для обеспечения его работы (1). Данный пробоотборник позволяет исследовать только слой придонной воды без самого осадочного слоя.
Известен зонд для отбора проб воды из донных осадков, подвешенный на кабель-тросе и содержащий емкости с управляемыми клапанами и пробоотборную трубку, погружаемую в осадки (2). Данное устройство взято автором за прототип по совокупности существенных признаков. Известный зонд также не способен исследовать всю толщу воды в исследуемой точке, кроме того, исследовать собственно осадки на дне океана он не способен.
Целью настоящего предложения является возможность исследования всей толщи воды в сочетании с их перемещением и составом осадков, которые они несут в себе, особенно, в придонном слое, который они формируют.
Поставленная цель достигается тем, что в известном зонде, подвешенном на кабель-тросе и содержащем емкости с управляемыми клапанами и пробоотборную трубку, зонд выполнен в виде конусообразного контейнера, разделенного на секции, каждая из которых снабжена клапаном забора воды, внизу контейнера (конуса) расположен блок управления с датчиками направления и скорости течений, к которому через датчик натяжения (веса) на расстоянии не менее 5-ти метров подвешена пробоотборная трубка, заглубляемая в осадки с инерционной массой на верху.
Возможность осуществления.
На Фиг. 1 показана конструкция зонда для отбора воды и донных осадков. Он содержит: конический контейнер 1 для отбора проб воды на разных глубинах, пробоотборную трубку 2 с грузом 3 в верхней ее части. В верхней части контейнера 1 расположены водозаборные клапаны 4, каждый из которых установлен над секцией 5, образуемой делением всего пространства контейнера 1 перегородками 6. Количество секций 5 может быть различным, и определяется постановкой задачи. В нижней части конуса 1 закреплен блок управления 7 с набором регистраторов параметров течений (их скорости и направления), датчиков солености, температуры и пр. Контейнер 7 соединен с пробоотборной трубкой 2 тросом 8, на котором установлен датчик натяжения 9. Длина троса 8 должна быть не мене 5 метров (при максимальной скорости спуска зонда не более 2 м/с). Весь зонд подвешен на корабельной лебедке на кабель-тросе 10.
Работа с зондом осуществляется следующим образом. В точке отбора проб с борта судна, без торможения лебедки, зонд спускается на максимальной скорости, которую обеспечивают груз 3 пробоотборной трубки 2 и гидродинамическое сопротивление контейнера 1 (именно поэтому его поверхность конусообразная). На практике скорость 5 м/с вполне достижима. При такой скорости пробоотборная трубка врезается в грунт. Датчик натяжения 9 через блок управления 7 подает команду на тормоз лебедки, спуск контейнера 1 прекращается. Учитывая механическую инерционность всей системы, времени 2,5 сек и длины троса 8 (5 метров) вполне достаточно, чтобы контейнер 1 не врезался в дно. Одновременно с остановкой судовой лебедки блок управления подает команду на открытие одного из клапанов 4 забора воды. Другие датчики блока управления фиксируют скорость и направление придонного течения, соленость и пр. характеристики воды на максимальной глубине. Судовая лебедка включается и далее выполняется программа контроля профиля характеристик течений с одновременным водозабором воды в секции контейнера 1.
Таким образом, предлагаемый зонд позволяет исследовать всю динамику донных осадков в исследуемых точках океана, получая информацию о взвеси в момент исследования, и временной разрез осадков, который обеспечивает глубина погружения пробоотборной трубки. Ее реальная величина не менее 0,5 м.
Источники информации
1. Патент России №2369858.
2. Патент России №2446388.