专利快讯｜暨南大学：一种微塑料采样装置

CN115184085B 

一种微塑料采样装置

申请人：暨南大学

公开(公告)日,授权日：2022-12-09

 

专利摘要

本发明属于采样设备技术领域，具体涉及一种微塑料采样装置，包括网箱和安装在所述网箱上的稳定翼，所述稳定翼的后端安装有襟翼，所述襟翼与所述稳定翼铰接连接；所述稳定翼上设有压力杠杆，所述襟翼与所述稳定翼之间设有扭力弹簧；所述扭力弹簧套接在所述襟翼与所述稳定翼铰接连接的铰接轴上，一端抵靠所述襟翼、另一端抵靠在所述压力杠杆的中部与底端之间；所述压力杠杆的底端与所述稳定翼铰接连接、顶端伸出所述稳定翼的上表面；所述压力杠杆的顶端设有阻力片，受阻时通过所述压力杠杆驱动所述襟翼向下翻转。本发明可以在不同流速、不同密度的水体下通过自动调节来维持网箱的当前位姿，使网箱保持在一个稳定的深度范围内。

 

背景技术

微塑料在全球水体中普遍存在，在对水体中的微塑料进行采样时，通常会用到采样仪器。例如在申请号为201620217213.4、申请日为2016年3月21日、发明创造名称为表层水体拖网的专利申请文件中提到了一种表层水体拖网，包括网头、翼板、网衣和网底瓶。其中，至少两块翼板分别设置在网头的两侧。例如在申请号为201910321839.8、申请日为2019年4月22日、发明创造名称为水面微塑料采集装置的专利申请文件中提到了一种水面微塑料采集装置，包括进样箱、拖网和囊网。其中，进样箱的两侧分别可拆卸地安装有浮力调节翅，浮力调节翅可水平转动调节倾斜角度地安装在进样箱上。

微塑料水面采样仪器的设计要求是要使水面维持在网箱截面约1/4处，在上述采样仪器中，用来提供浮力的翼面仅仅是两个普通的平面铁板构成，在水中无法或者很难维持一个稳定的深度。同时，上述采样仪器很容易在使用中出现左右不平衡的情况，实际上很难在拖行过程中保持一个稳定的姿态。

实际使用中，若采样仪器的拖行方向处于逆流且水流速度较快时，拖行的采样仪器容易被水流压制在水面以下；在顺流情况下，采样仪器则由于相对速度不够，使得网箱大部分体积都处于水面以上。无论逆流还是顺流，在计算通过网箱的水体流量时都很容易因实际水流通过的截面积与设计不同而产生计算误差，导致微塑料的浓度计算结果不准确。而为了使采样仪器在拖行过程中保持稳定姿态，目前的处置方案是通过将两端固定的绳索拉近船体，依靠绳索拉力来维持网箱的稳定水平姿态。但如此一来，由于网箱过于靠近船体引擎和螺旋桨，其采样经过的水流很容易受到螺旋桨搅动所产生的不稳定水流的影响，从而造成测量误差。

 

发明内容

为了至少部分解决上述问题，本发明提供了一种微塑料采样装置，其技术方案如下：

一种微塑料采样装置，包括网箱和安装在所述网箱上的稳定翼，所述稳定翼的后端安装有襟翼，所述襟翼与所述稳定翼铰接连接；所述稳定翼上设有压力杠杆，所述襟翼与所述稳定翼之间设有扭力弹簧；所述扭力弹簧套接在所述襟翼与所述稳定翼铰接连接的铰接轴上，一端抵靠所述襟翼、另一端抵靠在所述压力杠杆的中部与底端之间；所述压力杠杆的底端与所述稳定翼铰接连接、顶端伸出所述稳定翼的上表面；所述压力杠杆的顶端设有阻力片，用于受阻时通过所述压力杠杆驱动所述襟翼向下翻转。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1.在本发明的微塑料采样装置中，通过设置襟翼、扭力弹簧、阻力片和压力杠杆，能够使得网箱自动、平稳的维持在预设深度，确保采样的准确性，进而使得本实施例在不同流速、不同密度的水体下均可以通过压力杠杆对襟翼的自动调节来调整稳定翼所产生的托举力，调节网箱的入水深度，进而使网箱保持在一个稳定的深度范围内。

2.在本发明的微塑料采样装置中，稳定翼上表面的弯曲程度大于下表面的弯曲程度，可以利用伯努利原理在稳定翼上下表面产生压力差，从而为网箱提供托举的升力，改善网箱在水中的运动姿态和稳定性，从而准确控制网箱的实际深度，使得采样更为准确。

3.在本发明的微塑料采样装置中，网箱左右两个稳定翼上的襟翼独立运作，能够通过左右两个稳定翼上的压力杠杆独立动作使网箱自动维持一个相对水平的姿态。在采样时，网箱可以远离船尾并完全依靠两个稳定翼，能够更加有效地排除船体本身动力装置所产生的干扰，提高测量的准确性。

4.在本发明的微塑料采样装置中，网箱上安装有稳定鳍，能够改善网箱的航向（纵向）稳定性，并且可以有效改善采样过程中船体本身动力系统对流经网箱的水体的干扰，提高网箱的航向稳定性，从而降低测量的不稳定性和不确定性。

（数据来源：智慧芽）