Mẫu cơ sởLà một công cụ đặc biệt được sử dụng để thu thập các mẫu trầm tích đáy (đáy) của một cơ thể nước, nguyên tắc hoạt động của nó chủ yếu dựa trênLấy cơ học, ổ đĩa trọng lực/áp suất hoặc hỗ trợ rungBằng cách phá hủy lực hấp phụ của chất đáy và máy lấy mẫu, lấy mẫu chất đáy ở độ sâu cụ thể ra hoàn chỉnh. Các loại máy lấy mẫu khác nhau hoạt động hơi khác nhau tùy thuộc vào tình huống ứng dụng (ví dụ: biển, hồ, sông) và yêu cầu độ chính xác, đây là nguyên tắc cốt lõi của các loại phổ biến:

Một,Lấy mẫu đáy loại Grab: Đóng trọng lực+Khóa cơ học​

Đây là loại cổ điển, được sử dụng rộng rãi (ví dụ: Peterson Grab, Box Grab) phù hợp với chất nền cứng trung bình (bùn, đất sét).

　　cấu trúc: bao gồm hai đối xứng nửa vòng/vuông hàm (tương tự như "vỏ") được kết nối bằng trục quay, bên trong hàm thường được lót bằng răng cao su hoặc kim loại để tăng cường lực bám; Có các khối đối trọng ở phía trên cung cấp trọng lực ban đầu và một phần có cơ chế kích hoạt (ví dụ: đứt dây, kích hoạt va chạm).

　　Quy trình làm việc：

Máy lấy mẫu được hạ xuống đáy nước bằng dây cáp, đối trọng làm cho hàm mở tự nhiên (hoặc do trọng lượng tự gắn chặt với chất nền);

Khi người lấy mẫu tiếp xúc với chất nền và chịu một lực tác động nhất định (hoặc khóa kích hoạt bằng cách kéo dây cáp nhân tạo), hàm được đóng lại để nắm lấy chất nền như một "clip";

Trọng lực hoặc khóa cơ học của hàm được giữ kín trong khi nâng dây, ngăn mẫu rơi ra và cuối cùng đưa mẫu đáy sâu trở lại bề mặt.

　　chìa khóa: Dựa vào lực hấp dẫn để đóng cửa, tính toàn vẹn của việc bám vào bùn mềm hoặc chất nền lỏng lẻo kém (dễ rò rỉ).

Hai,Bộ lấy mẫu cột (loại piston/loại trọng lực): Lõi liên tục+Chống nhiễu​

Đối với nhu cầu nhậnMẫu đáy hồ sơ thẳng đứng không bị xáo trộn(ví dụ như nghiên cứu niên đại lớp trầm tích, phân bố chất ô nhiễm rủ xuống), thường được tìm thấy trong địa chất biển, nghiên cứu trầm tích hồ.

1. Trọng lực cột Sampler

　　cấu trúc: Một ống kim loại cứng (ống lấy mẫu, đường kính thường 5~10cm, chiều dài 1~6m), có răng cắt ở phía dưới; Có búa nặng trên đỉnh (cung cấp cú đấm xuống), một phần với thiết bị phát hành.

　　Nguyên lý: Dựa vào động năng của búa nặng sẽ lấy mẫu ốngNhấn vào chất lượng đáyLợi dụng độ cứng của vách ống để cắt đứt mối liên hệ giữa chất đáy và chất trầm tích xung quanh, từ đó thu được mẫu lõi hình trụ liên tục.

　　Giới hạn: Không có thiết kế chống nhiễu, khi xả xuống dễ dàng làm cho mẫu trong ống nén hoặc trộn lẫn vào nước trên, thích hợp với chất nền cứng hơn.

2. Bộ lấy mẫu hình trụ piston (Walker/Walker Corer)

　　cấu trúc: Tăng trên cơ sở ống lấy mẫu trọng lựcHệ thống piston- Bên trong ống lấy mẫu có một piston có thể di chuyển lên xuống, piston được kết nối bằng cáp với đầu điều khiển mặt đất; Ống lấy mẫu cũng có răng cắt ở dưới cùng.

　　Nguyên lý：

Trước khi hạ xuống, piston được cố định trên đỉnh ống lấy mẫu (gần miệng ống);

Khi ống lấy mẫu chạm vào chất nền, đầu mặt đất nới lỏng dây cáp piston, piston chìm cùng với ống lấy mẫu do trọng lực, nhưngÁp suất âm hình thành giữa piston và thành ốngTương đương với mẫu trong ống "hút", tránh nước tràn vào ống quấy nhiễu mẫu khi xả xuống;

Búa nặng tiếp tục nhấn xuống, nhấn ống lấy mẫu hơn nữa vào chất nền, với piston vẫn ở trên cùng của mẫu, đảm bảo mẫu lõi thu được là hoàn chỉnh và không nén.

　　Lợi thếCó thể duy trì cấu trúc thả xuống và trạng thái ban đầu của mẫu ở mức độ lớn, là công cụ cốt lõi để nghiên cứu môi trường lắng đọng.

Ba,Máy lấy mẫu cơ sở rung rung tần số cao​

Đối vớiChất nền hấp phụ dễ dàng như bùn mềm, phù sa(lấy thông thường là khó khăn để nắm bắt, mẫu rò rỉ), phá hủy chất nền với "lực hấp thụ chân không" hoặc ma sát của máy lấy mẫu bằng cách rung.

　　cấu trúc: Dựa trên ống lấy mẫu hoặc cột, tích hợpĐộng cơ rung(hoặc thiết bị rung thủy lực), tần số rung thường từ vài trăm đến vài nghìn hertz.

　　Nguyên lý：

Sau khi bộ lấy mẫu được thả xuống chất nền, khởi động thiết bị rung, rung động tần số cao làm cho bộ lấy mẫu và chất nềnGiảm mạnh ma sát tĩnh/hấp phụ；

Đối với loại Grab: rung hỗ trợ hàm tấm được nhúng chặt chẽ hơn vào chất nền, giảm rò rỉ mẫu; Đối với ống lấy mẫu cột: rung động giúp cơ thể ống ép vào bùn mềm dễ dàng hơn, đồng thời tránh các mẫu bám vào thành ống;

Khi nâng lên, rung động vẫn có thể ngăn mẫu còn lại dưới đáy nước do lực hấp phụ quá lớn.

　　Ứng dụng: Lấy mẫu chính xác vùng bùn nhão biển, vùng bùn giàu dinh dưỡng hóa hồ.

Bốn,Máy lấy mẫu đáy khoan: Cắt quay+Kiểm soát độ sâu​

Đối vớiLấy mẫu đáy sâu(ví dụ dưới đáy biển vài mét đến vài chục mét), tương tự như phiên bản dưới nước của giàn khoan đất liền, cần mang theo nền tảng (ví dụ như giàn khoan tàu khoa học, robot dưới nước ROV).

　　Nguyên lý: Thông quaMũi khoan quay(với răng cắt) phá vỡ chất nền cứng (như sỏi, lớp phong hóa đá nền) trong khi sử dụng thanh khoan để vận chuyển các mẫu bị hỏng xuống đất; Lấy mẫu chính xác ở các độ sâu khác nhau bằng cách kiểm soát áp suất khoan và tốc độ quay.

　　đặc điểmĐộ sâu lấy mẫu lớn, nhưng thiết bị phức tạp, chi phí cao, chủ yếu dùng cho thăm dò địa chất hoặc nhu cầu nghiên cứu khoa học đặc biệt.

Năm,Các loại đặc biệt khác​

　　Máy lấy mẫu đa năng: Nhiều mẫu lõi cột có thể được thu thập cùng một lúc (ví dụ: 6 ống, 12 ống), cải thiện hiệu quả lấy mẫu, thích hợp cho các cuộc khảo sát khu vực rộng lớn;

　　Tự quay lại Sampler: Không cần kết nối cáp liên tục, tự động kích hoạt lấy mẫu và nổi lên (chẳng hạn như tàu đổ bộ biển sâu) khi đến đáy nước để lấy mẫu ở vùng đất không người hoặc môi trường (chẳng hạn như vùng thủy nhiệt biển sâu).

Lời bài hát: Core Logic

Bản chất của tất cả các mẫu cơ bản làKhắc phục sự gắn kết của chất nền, lực liên kết với trầm tích xung quanh và lực nổi/lực cản của nướcTách chất nền mục tiêu ra và lấy ra hoàn chỉnh. Loại máy lấy mẫu nào được chọn tùy thuộc vào loại chất nền (mềm/cứng), dạng mẫu mong muốn (khối/cột), độ sâu lấy mẫu và mục đích nghiên cứu (nếu cần cấu hình không bị xáo trộn).