一种深海多金属结核开采用的环境监测装置及其方法与流程

本发明属于深海环境监测装置，具体为一种深海多金属结核开采用的环境监测装置及其方法。

背景技术：

1、多金属结核赋存于海底沉积物的表面，水深多超过4500米。资源储量丰富，被认为是未来最具有商业开采价值的深海矿产资源，根据授权公告号为“cn112068141b”，发明名称为“一种深海多金属结核开采沉积物环境监测装置”的专利文件，其说明书中记载：将安装连接好的装置由科考船吊机吊放至海底，此时探杆处于拉紧提升状态，装置脱钩时连接自然电位探杆的线缆随之脱下，此时探杆在自身重力作用下向下贯入沉积物中，卡扣的双轮起到限制其位置又能减缓其向下的冲力，但是存在以下缺陷：

2、在探杆贯入到沉积物中进行自然电位检测收回时，不易对探杆表面粘附的沉积物进行清洁，可能造成后续自然电位检测结果不准确。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种深海多金属结核开采用的环境监测装置及其方法，有效的解决了不易对探杆表面粘附的沉积物进行清洁，影响后续检测精度的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深海多金属结核开采用的环境监测装置，包括收纳筒，所述收纳筒的内部活动安装有第一活塞，第一活塞的外壁与收纳筒的内壁紧贴。第一活塞的底端固定安装有探杆，探杆的顶端连接有导线，收纳筒的一侧安装有伸缩控制组件；

3、伸缩控制组件包括设于收纳筒一侧的气箱，气箱靠近收纳筒的一侧固定安装有第一连接管，第一连接管的一端与收纳筒位于第一活塞上方空间相连通，气箱的内部活动安装有第二活塞，第二活塞的外壁与气箱的内壁紧贴，第二活塞远离收纳筒的一侧固定安装有第一横杆，第一横杆贯穿至气箱的外侧，气箱的顶端固定安装有电磁驱动件，第二活塞与第一活塞之间充有空气。

4、优选的，所述电磁驱动件包括固定安装于气箱顶端的顶部箱，顶部箱的内部活动安装有活动板，活动板远离收纳筒的一侧固定安装有第二横杆，第二横杆贯穿至顶部箱的外侧，第二横杆的一端固定安装有纵向连接板，纵向连接板与第一横杆的端部固定连接，纵向连接板与收纳筒之间安装有转动清洁组件。

5、优选的，所述活动板靠近收纳筒的一侧对称安装有第一弹簧，第一弹簧的一端与顶部箱靠近收纳筒的一端内壁固定连接，活动板靠近收纳筒的一侧固定安装有磁块，顶部箱靠近收纳筒的一端内壁固定安装有电磁铁。

6、优选的，所述转动清洁组件包括设于收纳筒一侧底端位置上的齿条，齿条的一端安装有连接杆，连接杆与纵向连接板固定连接，收纳筒靠近齿条的一侧开设有连通槽，收纳筒靠近齿条的一侧固定安装有导向筒，齿条滑动安装于导向筒的内部，齿条远离纵向连接板的一端与收纳筒之间安装有后续冲洗组件。

7、优选的，所述收纳筒的内壁上开设有环形槽，环形槽与连通槽相连通，环形槽的内部转动安装有转动环，转动环的外壁上等角度开设有齿槽，齿条与齿槽相啮合，转动环的内壁上均匀安装有刷毛，转动环的顶端固定安装有顶部环，顶部环的内壁上等角度安装有扇叶，顶部环的外壁与收纳筒的内壁接触。

8、优选的，所述后续冲洗组件包括设于收纳筒远离气箱一侧的水箱，水箱靠近收纳筒的一端安装有第二连接管，第二连接管与收纳筒连通设置，第二连接管位于第一活塞的下方，水箱的内部活动安装有第三活塞，第三活塞的外壁与水箱的内壁紧贴，第三活塞远离收纳筒的一侧固定安装有第三横杆，第三横杆的一端贯穿至水箱的外侧，第三横杆的一端固定安装有端部板，第三活塞远离收纳筒的一侧安装有第二弹簧，第二弹簧的一端与水箱远离收纳筒的一端内壁固定连接。

9、优选的，所述齿条靠近端部板的一侧固定安装有推杆，推杆的一端固定安装有推板，推板的一侧固定安装有插杆，端部板上开设有插槽，插杆插入到插槽的内部，插杆的直径小于插槽的直径。

10、优选的，所述第三活塞的顶端开设有卡槽，水箱的顶端固定安装有顶部筒，第三活塞位于顶部筒靠近收纳筒的一侧，顶部筒的内部活动安装有卡块，卡块的底端开设有挤压斜面，挤压斜面远离收纳筒的一端向下倾斜设置，卡块的顶端固定安装有纵向杆，纵向杆的顶端贯穿至顶部筒的上方。

11、优选的，所述收纳筒靠近水箱的一侧固定安装有侧箱，侧箱与第一活塞相齐平，侧箱的内部活动安装有移动块，移动块靠近收纳筒的一侧固定安装有顶杆，顶杆的端部与第一活塞的外壁接触，移动块远离第一活塞的一侧固定筒安装有第三弹簧，第三弹簧的一端与侧箱远离收纳筒的一端内壁固定连接，移动块远离第一活塞的一侧固定安装有第一齿板，侧箱的底端固定安装有齿轮箱，齿轮箱的底端固定安装有底部箱，齿轮箱的内部转动安装有齿轮本体，底部箱的内部滑动安装有第二齿板，第一齿板和第二齿板分别与齿轮本体的上下两侧相啮合，第二齿板远离收纳筒的一端固定安装有端部杆，端部杆的一端贯穿至底部箱的外侧，端部杆与纵向杆之间设有连杆，连杆的两端分别与端部杆端部和纵向杆端部铰接。

12、优选的，一种深海多金属结核开采用的环境监测装置的监测方法，其特征在于，监测方法如下：

13、s1、检测：电磁铁通电后对磁块产生吸引力，从而拉动纵向连接板朝着收纳筒移动，第二活塞移动，在气压作用下，使得探杆向下移动，使得探杆插入沉积物中进行自然电位检测；

14、s2、收回：电磁铁断电，纵向连接板在第一弹簧弹力作用下回移，使得第二活塞回移后，在负压作用下拉动探杆回移收入收纳筒中；

15、s3、清洁：在纵向连接板移动时，带动齿条移动，带动转动环转动，使得刷毛外壁进行清洁，同时在探杆向下移动时，海水进入水箱中，当探杆回移至原位置后，水箱通出进行冲洗。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1）在工作中，通过设置的齿条随着纵向连接板横向往复移动，而齿条与转动环外壁上的齿槽相啮合，从而带动转动环转动，在探杆纵向移动过程中，转动环内壁上的刷毛对探杆的外壁进行刷动，方便将探杆进行检测前粘附的沉积物和检测后带出的沉积物取出，提高自然电位检测精确性；

18、2）在工作中，通过设置的探杆向下移动时，齿条推动第三活塞朝着远离收纳筒一侧移动，将海水通入水箱内部，当探杆回到原位置后，第三活塞释放将海水排出，方便对探杆进行冲击，提高后续自然电位检测精确性，在海水进入时，第三活塞移动至与卡块卡接位置，当探杆回到原位置时，第一活塞推动顶杆移动，使得第二齿板移动，通过连杆拉动卡块上移，使得第三活塞释放，避免对探杆的回移造成影响；

19、3）在工作中，通过设置的推杆与齿条固定连接，推杆的端部安装有推板，推板上安装插杆，插杆插入到端部板上的插槽内部，在探杆向上移动时，推杆推动端部板移动带动第三活塞移动进行海水收集，当纵向连接板回移过程中，插杆从插槽中抽出，使得第三活塞不释放时不会影响探杆的回移，方便收回；

20、4）在工作中，通过设置的探杆向下移动时，纵向连接板朝着收纳筒一侧移动，带动转动环转动，扇叶随着顶部环转动，起到导流作用，带动海水进入收纳筒内部，方便海水进入水箱中，同时在探杆向下移动时，在第一活塞底壁产生一定阻力，保证探杆平稳向下移动，提高检测稳定性。