Amostrador de substânciaÉ uma ferramenta específica para a coleta de amostras de sedimentos (substância) no fundo da água, cujo princípio de funcionamento é baseado principalmente emGravação mecânica, accionamento por gravidade/pressão ou assistência vibratóriaDestruindo a adsorção do substrato e do amostrador, a amostra do substrato de uma profundidade específica é retirada inteira. Os diferentes tipos de amostradores funcionam de forma ligeiramente diferente, dependendo de cenários de aplicação (como oceanos, lagos, rios) e necessidades de precisão diferentes.

Um,Amostrador de substância de agarre: fechamento por gravidade + bloqueio mecânico​

Este é um tipo clássico e amplamente utilizado (por exemplo, pega Peterson, pega caixa) para substâncias médias e duras (lama, argila).

　　EstruturaComposto por duas mandíbulas semicírculas / quadradas simétricas (semelhantes a "conchas"), ligadas por eixos rotativos, com dentes de borracha ou metal constantemente revestidos no interior da mandíbula para aumentar a força de agarre; Na parte superior, há blocos de apoio que fornecem a gravidade inicial, em parte com mecanismos de gatilho (por exemplo, ruptura de corda, gatilho de impacto).

　　Processo de trabalho：

O amostrador é colocado no fundo da água através de um cabo para que a placa de mandíbula se abra naturalmente (ou por auto-adesão);

Quando o amostrador entra em contato com a substância e é submetido a uma certa força de impacto (ou o aperto artificial do cabo desencadeia o fechador), a placa de mandíbula é fechada para agarrar a substância como um "pinço";

Quando o cabo é levantado, o bloqueio gravitacional ou mecânico da mandíbula permanece fechado para evitar que a amostra caia e, finalmente, traz a amostra de substância profunda de volta à superfície da água.

　　chaveFechamento impulsionado pela gravidade, com má integridade de agarramento para lama macia ou substâncias soltas (fácil fuga de amostras).

Dois.Amostrador de coluna (tipo pistão/gravitação): coleta contínua de núcleos + proteção contra perturbações​

Para necessidade de obterAmostra de substância de perfil vertical não perturbada(por exemplo, estudos sobre a idade dos sedimentos, distribuição vertical de poluentes) são comuns em geologia marinha e estudos sobre sedimentos de lagos.

1. amostrador em forma de coluna gravitacional

　　EstruturaUm tubo de metal rígido (tubo de amostragem, diâmetro geralmente de 5 a 10 cm, comprimento de 1 a 6 m), com dentes de corte na parte inferior; Na parte superior, há um martelo pesado (que fornece impulso inferior), em parte com dispositivo de liberação.

　　Princípios: O tubo de amostragem dependerá da energia dinâmica do martelo pesadoPressionar na substânciaUtilize a dureza da parede do tubo para cortar a ligação do substrato com os sedimentos circundantes, obtendo assim uma amostra de núcleo de coluna contínua.

　　Limitações: Sem design anti-perturbação, é fácil comprimir ou misturar amostras no tubo durante a pressão, adequado para substâncias mais duras.

2. amostrador de coluna de pistão (Walker Corer)

　　Estrutura: Aumento com base em tubos de amostragem gravitacionalSistema de Pistão- Dentro do tubo de amostragem há um pistão móvel para cima e para baixo, que é ligado à extremidade de controle do solo por cabo; Há também dentes de corte na parte inferior do tubo de amostragem.

　　Princípios：

Antes da descentralização, o pistão é fixado na parte superior do tubo de amostragem (perto da abertura do tubo);

Quando o tubo de amostragem entra em contato com a substância, a extremidade do solo relaxa o cabo do pistão e o pistão afunda com o tubo de amostragem devido à gravidade, masFormação de pressão negativa entre o pistão e a parede do tuboEquivalente a "absorver" a amostra dentro do tubo para evitar que o fluxo de água flua para dentro do tubo para perturbar a amostra;

O martelo pesado continua a pressionar para baixo, o tubo de amostragem é pressionado ainda mais no substrato e o pistão é mantido no topo da amostra para garantir que a amostra do núcleo obtida seja completa e não comprimida.

　　VantagensA capacidade de manter a estrutura vertical e o estado original da amostra é a ferramenta central para o estudo do ambiente de sedimentação.

Três.Amostrador de substância vibratório: adsorção de ruptura de vibração de alta frequência​

ParaSubstratos de fácil adsorção de lama macia e lama(A pega comum é difícil de pegar e é fácil de fugar), destruindo a "adsorção ao vácuo" ou a força de atrito do substrato com o amostrador por vibração.

　　Estrutura: integrado com base em um tubo de amostragem em forma de pinça ou colunaMotor de vibração(ou dispositivos de vibração hidráulica), a frequência de vibração é geralmente de centenas a milhares de hertz.

　　Princípios：

Após a descentralização do amostrador para a substância, iniciar o dispositivo de vibração, vibração de alta frequência permite que o amostrador e a substânciaFrição estática/adesão drasticamente reduzida；

Para o tipo de agarre: a mandíbula auxiliar de vibração incorpora-se mais firmemente no substrato, reduzindo a fuga de amostras; Para tubos de amostragem em forma de coluna: a vibração ajuda o tubo a ser pressionado mais facilmente na lama macia, evitando que a amostra se pegue à parede do tubo;

Quando mencionado acima, a vibração ainda evita que a amostra permaneça no fundo da água devido à força de adesão excessiva.

　　AplicaçõesAmostragem precisa de lamas marinhas suaves e lamas ricos em nutrientes de lagos.

Quatro.Amostrador de substância perfurado: corte rotativo + controle de profundidade​

Para usoAmostragem de substância profunda(Por exemplo, alguns metros a dezenas de metros abaixo do fundo do mar), a versão subaquática semelhante à plataforma terrestre precisa ser equipada com plataformas (por exemplo, perfuradoras de navios de investigação científica, robôs subaquáticos ROV).

　　Princípios: PassadoBroca giratória(com dentes de corte) quebrar substâncias duras (por exemplo, cascalho, camadas de rocha de base), ao mesmo tempo em que a amostra quebrada é transportada para o solo usando uma barra de perfuração; Controle a pressão de perfuração e a velocidade de rotação para amostragem precisa em diferentes profundidades.

　　CaracterísticasA amostragem é profunda, mas o equipamento é complexo e caro, principalmente para exploração geológica ou necessidades especiais de pesquisa científica.

Cinco.Outros tipos especiais​

　　Amostrador multituboUma única descentralização pode coletar várias amostras de núcleo de coluna simultaneamente (por exemplo, 6 tubos, 12 tubos), melhorando a eficiência da amostragem, aplicável a uma ampla gama de pesquisas regionais;

　　Amostrador de retorno automáticoSem conexão contínua de cabo, a amostragem é ativada automaticamente e flutuada após chegar ao fundo da água (por exemplo, um aterrissador de profundidade) para amostragem em áreas não habitadas ou ambientes (por exemplo, áreas hidrotermais de profundidade).

Resumo: lógica básica

A essência de todos os amostradores de substância éSuperar a força interna do substrato, a adesão aos sedimentos circundantes e a flotabilidade/resistência do corpo de águaA substância alvo é "separada" e removida completamente. O tipo de amostrador escolhido depende do tipo de substância (macio/rígido), da forma de amostra desejada (bloco/coluna), da profundidade de amostragem e da finalidade do estudo (por exemplo, se é necessário um perfil não perturbado).