专利名称：深海热液喷口原位温度长期探测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可长期探测海底热液喷口环境温度的探测系统。
背景技术：
温度高达三百多摄氏度的滚烫热液从海底热液喷口向上喷射，当遇到冰冷的海水时会矿化成高达13米的烟囱状金属硫化物的矿物，在“烟囱”附近还群集着大量的海底生物。这一过程如果使之在人工制造的培养篮中发生，并且原位记录此过程中的一些特征参数，那么就可以对海底热液喷发及其周围的独特生命形式作深入地研究，从而为人类研究生命起源和深部生物圈提供一个重要的窗口。对海底热液温度探测的传统方法是借助于深潜器用测温装置对喷发的热液进行短暂的测试以便粗略得知喷口的喷发温度，它不能得知热液在矿化过程中的温度情况，尤其难以对其温度进行原位长期的探测从而建立热液矿化后形成的“烟囱”状沉积物的温度场，从而难以进一步研究海底热液成矿机理。
发明内容
本发明的目的是提供一种深海热液喷口原位温度长期探测系统，以便能于深海热液喷口原位长期探测并记录深海热液在矿化过程中的温度活动。
本发明所提供的深海热液喷口原位温度长期探测系统，包括一培养帽，为一圆台形的筒体，在培养帽的内腔中分层定位多路热电偶的头部，形成多层多个测温点，一底座，通过一内锥孔与培养帽的锥壁相配合，将培养帽安装固定在底座之上，一连接腔，安装固定在底座的一侧，连接腔与培养帽之间由所述的多路热电偶相连接，多路热电偶的尾部被引入连接腔，一电路腔，其腔内安装设置具有多路温度采集、处理和储存功能的电路板和电源，它通过水密接插件与连接腔相连接，在连接腔中，分别与多路热电偶的尾部相连接的多路热电偶导出线通过水密接插件引入电路腔，接入多路温度采集、处理和储存功能的电路板的输入接口。
在本发明的培养帽腔内，除了多根热电偶占去的空间外，其余的空间都将成为热液矿化的堆积和生物附着的空间，可在所述的培养帽腔内各层间布设有网线以便矿物堆积和生物附着。
可以在所说的培养帽1、底座2和连接腔3的重心位置处安装有手柄，以便于系统的放置和回收。
本发明的连接腔和电路腔可采用1Cr17Ni2材料制作而成，且采用压力容器的设计原则进行设计以便使系统能适应海底的高压环境；培养帽和底座是要与高温的热液直接接触的，因而培养帽可采用不锈钢材料制作而成，底座亦可采用1Cr17Ni2材料制作。
本发明进一步的优化设计方案是提供9路温度采集与处理的探测系统，在培养帽的内腔中分3层设置定位9路热电偶的头部，每层设置3个测温点，每层的3个测温点在培养帽(1)内腔1/2半径的圆周处均布设置，上层与下层的测温点之间相互成60°的圆心角错位，形成3层9个测温点。
本发明的有益效果在于深海热液喷口原位温度长期探测系统具有多路温度采集与处理的功能，能在深海极端环境下工作。设计的系统能原位长期探测并记录深海热液在矿化过程中的温度活动，并能采集海底矿物和生物样本。为建立海底热液矿化后形成的“烟囱”状沉积物的温度场提供了一个硬件测试平台，从而为进一步研究海底热液成矿机理提供有价值的参考。
图1为本发明的深海热液喷口原位温度长期探测系统的结构图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明实施例的技术细节作进一步的详细说明。
参照图1，本深海热液喷口原位温度长期探测系统实施例为9路温度采集与处理的探测系统，包括培养帽1、底座2、连接腔3和电路腔4；培养帽1内定位有第一热电偶5的头部、第二热电偶6的头部、第三热电偶7的头部、第四热电偶8的头部、第五热电偶9的头部、第六热电偶10的头部、第七热电偶11的头部、第八热电偶12的头部和第九热电偶13的头部，形成9个测温点；底座2的内锥孔与培养帽1的锥壁配合固定连接；连接腔3安装在底座2的一侧，在培养帽1、底座2与连接腔3的重心位置处装有手柄18；第一热电偶5、第二热电偶6、第三热电偶7、第四热电偶8、第五热电偶9、第六热电偶10、第七热电偶11、第八热电偶12和第九热电偶13连结培养帽1和连接腔3；连接腔3与电路腔4之间通过第一水密接插件14和第二水密接插件15相连接；电路腔4内设置具有多路温度采集、处理和储存功能的电路板的电路板16和电池17；第一热电偶5的尾部、第二热电偶6的尾部、第三热电偶7的尾部、第四热电偶8的尾部、第五热电偶9的尾部、第六热电偶10的尾部、第七热电偶11的尾部、第八热电偶12的尾部和第九热电偶13的尾部在连接腔3内与第一水密接插件14和第二水密接插件15中的多路热电偶导出线连接，这些多路热电偶导出线通过第一水密接插件14和第二水密接插件15引入电路腔4并接入多路温度采集、处理和储存功能的电路板的输入接口。
在培养帽1里定位的9个热电偶的头部分为3层进行设置的，在每层上设置3个测温点。每层的3个测温点在培养帽1内腔1/2半径的圆周处均布设置，即3个测温点彼此与圆心成120°角布置，同时上层与下层的测温点之间相互成60°的圆心角错位，形成3层9个测温点。所述的用于测量9个测温点温度的9根热电偶均采用铠装有内径为3mm的钛管的热电偶。培养帽1内除了9根热电偶占去的空间外，其余的空间都为热液矿化的堆积和生物附着的空间，在每层上布设有网线以便矿物的堆积和生物的附着。9根热电偶的头部在培养帽1里探测热液在矿化过程中的温度，热电偶的尾部在连接腔3内将测得的数据传给第一水密接插件14和第二水密接插件15中的多路热电偶导出线，再通过第一水密接插件14和第二水密接插件15再将9路数据传至电路腔4内的电路板16进行处理和保存。
在海底实际使用时，电路腔4应该远离连接腔3约两米左右，以便电路腔4在温度较低的海水环境下工作。在回收系统时，注意轻拿轻放，以免培养帽1内生长的矿物和附着的生物样本脱落。
权利要求
1.一种深海热液喷口原位温度长期探测系统，其特征在于包括一培养帽(1)，为一圆台形的筒体，在培养帽(1)的内腔中分层定位多路热电偶的头部，形成多层多个测温点，一底座(2)，通过一内锥孔与培养帽(1)的锥壁相配合，将培养帽(1)安装固定在底座(2)之上，一连接腔(3)，安装固定在底座(2)的一侧，连接腔(3)与培养帽(1)之间由所述的多路热电偶连接，多路热电偶的尾部被引入连接腔(3)，一电路腔(4)，腔内安装设置具有多路温度采集、处理和储存功能的电路板和电源，它通过水密接插件与连接腔(3)相连接，在连接腔(3)中，分别与多路热电偶的尾部相连接的多路热电偶导出线通过水密接插件引入电路腔(4)，接入多路温度采集、处理和储存功能的电路板的输入接口。
2.根据权利要求1所述的深海热液喷口原位温度长期探测系统，其特征在于所述的在培养帽(1)的内腔中分3层设置定位9路热电偶的头部，每层设置3个测温点，每层的3个测温点在培养帽(1)内腔1/2半径的圆周处均布设置，上层与下层的测温点之间相互成60°的圆心角错位，形成3层9个测温点。
3.根据权利要求1或2所述的深海热液喷口原位温度长期探测系统，其特征在于所述的培养帽(1)腔内各层间布设有用于矿物堆积和生物附着的网线。
4.根据权利要求1所述的深海热液喷口原位温度长期探测系统，其特征在于连接腔(3)与电路腔(4)之间通过两个水密接插件(14、15)相连接。
5.根据权利要求1所述的深海热液喷口原位温度长期探测系统，其特征在于在所说的培养帽(1)、底座(2)和连接腔(3)的重心位置处安装有手柄(18)。
6.根据权利要求1所述的深海热液喷口原位温度长期探测系统，其特征在于所述的培养帽(1)由不锈钢材料制成。
7.根据权利要求1所述的深海热液喷口原位温度长期探测系统，其特征在于所述的底座(2)、连接腔(3)和电路腔(4)由1Cr17Ni2材料制成。
全文摘要
本发明提供一种深海热液喷口原位温度长期探测系统，包括培养帽、底座、连接腔和电路腔，该系统配置有多路热电偶用于深海热液喷口温度的原位探测，多路热电偶的头部分层布设于培养帽腔内，形成多层多个测温点，多路热电偶连接到连接腔，再通过水密接插件连接到电路腔中所设置的具有多路温度采集、处理和储存功能的电路板，从而将培养帽腔内多个测温点的测温数据传至电路腔4内的电路板16进行处理和保存。本系统具有耐高压、高温和多路温度采集等特点，能在深海极端环境下记录海底热液在矿化过程中的温度活动，并能采集海底矿物和生物样本。
文档编号G01K7/02GK1884986SQ20061003604
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月22日 优先权日2006年6月22日
发明者周怀阳, 杨灿军, 吴怀超, 彭晓彤, 陈鹰, 牛彬, 周勇, 张佳帆, 季福武 申请人:中国科学院广州地球化学研究所, 浙江大学