échantillonneur de substratEst un outil spécial pour le prélèvement d'échantillons de sédiments (substrat) au fond d'un plan d'eau, dont le principe de fonctionnement repose principalement surPréhension mécanique, entraînement par gravité / pression ou assistance aux vibrationsEn détruisant la force d'adsorption du substrat avec l'échantillonneur, un échantillon de substrat d'une profondeur spécifique est complètement retiré. Les différents types d'échantillonneurs fonctionnent légèrement différemment en fonction du scénario d'application (océan, lac, rivière, etc.) et des besoins de précision différents, et voici les principes de base des types courants:

Un,Échantillonneur de substrat de type grappin: fermeture par gravité + verrouillage mécanique

Il s'agit d'un type classique, largement utilisé (par exemple, grappins Peterson, grappins à boîte) et adapté aux substrats moyennement durs (boue, argile).

　　structure: se compose de deux plaques de mâchoires symétriques semi - circulaires / carrées (similaires à des « coquilles») reliées par un axe de rotation, la face interne des plaques de mâchoires étant normalement recouverte de dents en caoutchouc ou en métal pour une meilleure adhérence; Il y a des blocs de contrepoids sur le dessus qui fournissent la gravité initiale et des Parties avec des mécanismes de déclenchement (par exemple, rupture de corde, déclenchement par impact).

　　Processus de travailPour:

L'échantillonneur est descendu au fond de l'eau à l'aide d'un câble et le contrepoids permet aux mâchoires de s'ouvrir naturellement (ou de serrer le substrat par auto - réajustement);

Lorsque l'échantillonneur touche le substrat et est soumis à une certaine force d'impact (ou lorsque le câble est artificiellement tendu pour déclencher le Mousqueton), la mâchoire se ferme et saisit le substrat comme un « clip»;

Lorsque vous soulevez le câble, la gravité ou le mousqueton mécanique de la plaque de mâchoire reste fermé, empêchant l'échantillon de tomber et finalement ramener l'échantillon substratal profond à la surface de l'eau.

　　La clé: fermeture par gravité dépendante, moins bonne intégrité de préhension (facilement entonnoir) sur les boues molles ou le substrat meuble.

Deux,échantillonneur colonne (piston / gravité): carottage continu + anti - perturbation

Pour les besoins d'acquisitionÉchantillon de substrat à profil vertical non perturbé(p. ex., étude de la datation des couches sédimentaires, distribution verticale des contaminants), souvent dans la géologie marine, les études sur les dépôts lacustres.

1.gravity échantillonneur colonne

　　structure: un tube métallique rigide (tube d'échantillonnage, généralement 5 ~ 10 cm de diamètre, longueur 1 ~ 6 m) avec des dents de coupe au fond; Il y a un marteau lourd sur le dessus (qui fournit un coup vers le bas) et une partie avec un dispositif de libération.

　　Le principe: compter sur l'énergie cinétique du marteau lourd va échantillonner le tubePresser dans le substrat, en utilisant la dureté de la paroi du tube pour couper le contact du substrat avec les dépôts environnants et obtenir ainsi un échantillon continu de noyau colonnaire.

　　Limitations: pas de conception anti - perturbation, facile à faire l'échantillon à l'intérieur du tube comprimé ou mélangé dans l'eau supérieure lors de l'infusion, adapté aux substrats plus durs.

2. Échantillonneur à colonne à piston (Walker type / Walker corer)

　　structure: ajouté sur la base du tube d'échantillonnage par gravitéSystème de piston– le tube de prélèvement comporte à l’intérieur un piston mobile de haut en bas relié par un câble à l’extrémité de commande au sol; Le fond du tube de prélèvement a également des dents de coupe.

　　Le principePour:

Avant la déconcentration, le piston est fixé au Sommet du tube de prélèvement (près de l'embouchure);

Lorsque le tube de prélèvement touche le substrat, l'extrémité du sol détend le câble du piston, qui coule avec le tube de prélèvement en raison de la gravité, maisFormation d'une pression négative entre le piston et la paroi du tube, équivalent à "aspirer" l'échantillon à l'intérieur du tube, en évitant l'écoulement d'eau dans l'échantillon perturbé à l'intérieur du tube lors de la descente;

Le marteau lourd continue à enfoncer le tube de prélèvement dans le substrat et le piston reste sur le dessus de l'échantillon, assurant que l'échantillon de noyau prélevé est intact et non comprimé.

　　Avantages: peut maintenir la structure verticale et l'état d'origine de l'échantillon dans une large mesure, est un outil central pour l'étude de l'environnement sédimentaire.

Trois,Échantillonneur de substrat vibrant: Vibration haute fréquence Breakdown adsorption

PourSubstrats facilement adsorbés tels que boue molle, limon(grappin commun difficile à saisir, échantillon facile à fuir), par Vibration détruit le substrat avec la « force d'adsorption sous vide» ou la force de frottement de l'échantillonneur.

　　structure: basé sur un tube de prélèvement à grappin ou à colonne, intégréMoteur vibrant(ou dispositif vibrant hydraulique), la fréquence de vibration étant typiquement de quelques centaines à quelques milliers de Hertz.

　　Le principePour:

Après que l'échantillonneur est placé sous le substrat, le dispositif de vibration est activé, la vibration à haute fréquence rend l'échantillonneur et le substrat interForce de frottement / Adsorption statique fortement réduite;

Pour le type de grappin: la plaque de mâchoire auxiliaire vibrante est plus étroitement encastrée dans le substrat, réduisant l'échantillon de fuite; Pour les tubes d'échantillonnage en colonne: les vibrations aident le corps du tube à s'enfoncer plus facilement dans la boue molle tout en évitant que l'échantillon adhère à la paroi du tube;

Lors du levage, les vibrations empêchent toujours l'échantillon de rester au fond de l'eau en raison d'une force d'adsorption excessive.

　　Application: Échantillonnage de précision des zones de boue molle marine, des zones de boue eutrophe des Lacs.

Quatre,Échantillonneur de substrat de type forage: coupe ROTATIVE + contrôle de profondeur

pouréchantillonnage substratique profond(par exemple, de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres sous le fond de la mer), une version sous - marine d'une plate - forme similaire à une plate - forme terrestre (par exemple, une plate - forme de forage de navire kokau, un robot sous - Marin ROV).

　　Le principe: parForet rotatif(avec dents de coupe) briser le substrat dur (p. ex., gravier, couche altérée du substrat rocheux) Tout en utilisant des tiges de forage pour transporter les échantillons brisés au sol; Obtenez un échantillonnage précis à différentes profondeurs en contrôlant la pression de forage et la vitesse de rotation.

　　caractéristique: la profondeur d'échantillonnage est grande, mais l'équipement est complexe et coûteux, il est beaucoup utilisé pour l'exploration géologique ou les besoins de recherche scientifique spéciaux.

Cinq,Autres types spéciaux

　　échantillonneur Multi - tubes: une décentralisation peut collecter plusieurs échantillons de noyau de colonne en même temps (par exemple, 6 tubes, 12 tubes), améliorer l'efficacité de l'échantillonnage, adapté à une large gamme d'enquêtes régionales;

　　Sampler depuis le retour: aucun câblage permanent n'est nécessaire, l'échantillonnage est automatiquement déclenché et mis à flot après avoir atteint le fond de l'eau (p. ex., atterrisseur en eau profonde) pour l'échantillonnage dans des zones inhabitées ou dans l'environnement (p. ex., zones hydrothermales en eau profonde).

Résumé: logique de base

L'essence de tous les échantillonneurs de substrat estSurmonter la cohésion du substrat, la cohésion avec les sédiments environnants et la flottabilité / résistance des masses d'eau, le substrat cible est « séparé » et retiré intact. Le choix de l'échantillonneur dépend du type de substrat (mou / dur), de la morphologie de l'échantillon désiré (bloc / colonne), de la profondeur d'échantillonnage et du but de l'étude (par exemple, si un profil non perturbé est requis).