一种科考海水取样系统及船舶的制作方法

本发明涉及科考船技术领域，尤其涉及一种科考海水取样系统及船舶。

背景技术：

在全球变暖的大背景下，对海洋环境进行的监测已经成为常态。对海洋环境的监测常用的手段就是从海水中获取海水样品进行分析研究。

现有的海水取样装置通常是将海水抽取至海水箱中，当海水箱中海水到达指定液位后，海水泵将不对海水进行抽取，待需进行海水测试时再从海水箱中抽取海水试样。这样使得海水箱中海水仅能取待监测海域中局部区域的海水，试样存在较大偏差，从而导致实验数据存在一定的片面性；并且对不同待监测海域进行海水取样时，均存储至同一海水箱，这样存在上一海水试样可能并未完全排出，下一海水试样已进入该海水箱中，从而导致海水箱中的海水试样并不纯净，进而导致实验数据与实际情况存在较大偏差。

为此，亟需提供一种科考海水取样系统及船舶以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提供一种科考海水取样系统及船舶，以确保海水试样的纯净度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种科考海水取样系统，包括：

取水系统，包括取水泵，所述取水泵的吸水口用于抽取大海中海水，所述取水泵的出水口连通至实验室；

排水系统，包括泄放舱和排水泵，所述取水泵抽取的海水未进入所述实验室的部分排至所述泄放舱中，所述排水泵能将所述泄放舱中海水排放至大海中。

作为优选，所述取水泵的吸水口连接有吸水管，所述吸水管设置有第一开关阀。

作为优选，所述吸水管串联设置有两个所述第一开关阀。

作为优选，两个所述第一开关阀中一个为电气控制的开关阀，另一个为手动控制的开关阀。

作为优选，所述取水泵的出水口和所述实验室通过出水管连通，所述出水管上设置有第二开关阀；

所述科考海水取样系统中还包括海水处理装置，所述海水处理装置与所述所述第二开关阀并联，所述取水泵的出水口排出的海水能选择性通过所述第二开关阀到达所述实验室、通过所述海水处理装置到达实验室、或直接排至所述泄放舱中。

作为优选，所述泄放舱设置有高位液位计和低位液位计，所述高位液位计、所述低位液位计以及所述排水泵均与电子控制器通讯连接，所述电子控制器根据所述低位液位计和所述高位液位计的液位信号控制所述排水泵的启停。

作为优选，所述高位液位计位于所述泄放舱高度的80％～85％处，所述低位液位计位于所述泄放舱高度的1％～3％处。

作为优选，所述泄放舱设置有高高位液位计和预警装置，所述高高位液位计位于所述泄放舱高度的90％～95％，所述高高位液位计和所述预警装置均与所述电子控制器通讯连接，所述电子控制器根据所述高高位液位计的液位信号控制所述预警装置发出预警信号。

作为优选，所述泄放舱的入口处设置有用于过滤杂质的多孔板。

一种船舶，包括上述任意一种科考海水取样系统。

本发明的有益效果：

通过使得取水系统中的取水泵出口直接与实验室连通，且设置有能将多余海水排出的排水系统，从而使得科考海水取样系统可让取水泵持续工作，当需要对指定海域海水进行监测时，实验室可直接从取水泵的出水口获取；相比于现有技术中通过将指定海域海水抽取至海水箱中，其可能存在与其他海域中海水混合存放的问题，本发明中的科考海水取样系统能确保海水试样的纯净度。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种科考海水取样系统的原理图；

图2是本发明实施例中的一种泄放舱的侧视图；

图3是本发明实施例中的一种排水沟的侧视图。

图中：

1、取水泵；2、实验室；3、第一开关阀；41、第二开关阀；42、第三开关阀；5、海水处理装置；6、泄放舱；7、排水泵；81、高位液位计；82、低位液位计；83、高高位液位计；9、排水沟；10、吸水管；100、大海。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实施例公开一种科考海水取样系统，其包括取水系统和排水系统，取水系统，包括取水泵1，取水泵1的吸水口能抽取大海100中海水，取水泵1的出水口直接连通至实验室2；排水系统包括泄放舱6和排水泵7，取水泵1抽取的海水未进入实验室2的部分排至泄放舱6中，排水泵7能将泄放舱6中海水排放至大海100中。这样设置的科考海水取样系统可让取水泵1持续工作，当需要对指定海域海水进行监测时，实验室2可直接从取水泵1的出水口获取；相比于现有技术中通过将指定海域海水抽取至海水箱中，其可能存在与其他海域中海水混合存放的问题，本实施例中的科考海水取样系统能确保海水试样的纯净度。

具体地，取水泵1的吸水口连接有吸水管10，其中吸水管10可采用由pp材质制成的管材，吸水管10通过内涂塑工艺可与船底等金属部件连接。吸水管10通过采用由pp材质制成的管材，可减少钢管等长时间在海水浸泡中出现腐蚀从而需要定期更换等问题，同时还可以避免钢管腐蚀导致海水试样受污染等问题。另外由pp材质制成的管材，口径通常较小，在一定程度上可以避免海水中部分杂质通过吸水管10进入到取水泵1及科考海水取样系统的其他部件中，进而影响系统中各元件的使用寿命。并且，吸水管10采用类似pp材质等强防腐材质的非金属管材可进一步确保海水试样的纯净度。

进一步地，为了尽可能减少以往海水试样或之前通过的海域中海水在科考海水取样系统中存储，进而影响需要监测的海水试样，可选在与取水泵1连接的吸水管10处设置第一开关阀3，且可选将第一开关阀3设置于吸水管10靠近其自由端的一端，以减少吸水管10中海水的存储量，进而可以减小吸水管10中存储的海水对待监测的海水试样的影响。另外，本实施例中在吸水管10串联设置有两个第一开关阀3，当其中一个开关阀失效时，另一开关阀依然可以起到相同作用，从而提高了科考海水取样系统的可靠性。其中，两个第一开关阀3中可选一个为电气控制的开关阀，另一为手动控制的开关阀，当电气系统产生故障时，操作人员依然可以通过手动控制阻止海水过多地进入到吸水管10中。同理，取水泵1和排水泵7也均可设置为两个，当其中一个失效时，另一个依然可以继续工作，以确保科考海水取样系统的可靠性。

进一步地，取水泵1的出水口和实验室2通过出水管连通，出水管上设置有第二开关阀41；科考海水取样系统中还包括海水处理装置5，海水处理装置5与第二开关阀41并联，取水泵1的出水口排出的海水能选择性通过第二开关阀41到达实验室2、通过海水处理装置5到达实验室2、或直接排至泄放舱6中。其中可选，在海水处理装置5的入口处设置第三开关阀42，当要求取水泵1抽取的海水不需处理，直接进入实验室2时，可将第二开关阀41打开，第三开关阀42处于关闭状态，以使海水直接到达实验室2中；当要求取水泵1抽取的海水需要经过预处理时，可将第二开关阀41关闭，将第三开关阀42打开，海水经过海水处理装置5进行预处理后再进入到实验室2中，从而满足实验室2不同的试验需求。于其他实施例中，海水处理装置5本身具有开启和关闭功能时，可不设置第三开关阀43。其中海水预处理可包括对海水进行除泡；另外，当实验室2中不需要对海水进行监测时，可选第二开关阀41及海水处理装置5均处于关闭状态，从而使得多余的海水直接排至泄放舱6中。当然，经过海水处理装置5等排出的废水、以及实验室2做完实验的废水等均是可以排放至泄放舱6中。于本实例中，可选泄放舱6位于海水处理装置5及实验室2下方，当需要排出废水时，废水可直接在重力作用下流入泄放舱6中。进一步可选，泄放舱6的入口处设置有用于过滤杂质的多孔板，以避免杂质等继续排放至大海100中。

另外，为了节约能源，排放系统中的排水泵7并非持续工作，其可以通过泄放舱6中海水容量以确定其排水泵7是否需要工作。具体地，本实施例中，如图2所示，泄放舱6设置有高位液位计81和低位液位计82，高位液位计81、低位液位计82以及排水泵7均与电子控制器通讯连接，电子控制器根据低位液位计82和高位液位计81的液位信号控制排水泵7的启停。当泄放舱6中海水容量处于高位液位计81所能监测的范围时，排水泵7被启动工作，直至泄放舱6中海水容量处于低位液位计82所能监测的范围。其中可选，81位于泄放舱6高度的80％～85％处，低位液位计82位于泄放舱6高度的1％～3％处。当然，其他实施例中可根据实际需要设定高位液位计81及低位液位计82的设置位置。

进一步可选地，泄放舱6设置有高高位液位计83和预警装置，高高位液位计83位于泄放舱6高度的90％～95％处，高高位液位计83和预警装置均与电子控制器通讯连接，电子控制器根据高高位液位计83的液位信号控制预警装置发出预警信号，以通知作业人员需要进行人为干预，避免泄放舱6中海水容量进一步增高，进而影响整个科考海水取样系统的工作。

此外，本实施例还公开一种船舶，其设置有上述科考海水取样系统，其中可选，科考海水取样系统中的吸水管10设置于船舶艏部，船舶在前进过程中，海水杂质随着海水向船舶艉部漂移，从而可以尽可能减少海水杂质进入到科考海水取样系统中。

进一步地，于本实施例中，由于船舶空间限制，实验室2及海水处理装置5的废水排放口位于柴油机上方，泄放舱6位于柴油机一侧，泄放舱6的入口位于泄放舱6顶部，其中为使废水排放口排出的废水能够顺利进入到泄放舱6中，如图3所示，可选在废水排放口以及泄放舱6的入口之间设置倾斜的排放沟，其中较高的一端与废水排放口连接，较低的一端与泄放舱6入口连接，排水沟9的倾斜设置，使得废水可以依靠重力流至泄放舱6中，避免了需要在废水排放口以及泄放舱6之间设置抽水泵等动力装置，从而降低了科考海水取样系统在船舶上设置的成本。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。