一种深海无缆取样作业的柱状沉积物重力取样器及其应用

摘要

本发明提供一种无缆重力取样器，包括回收单元和抛弃单元；回收单元包括与浮体连接的挂钩和取样器内管；挂钩连接浮体底部和取样器内管顶部；抛弃单元包括取样器外管、配重块和触发解锁机构；触发解锁机构套接在配重块下方的取样器外管外壁上；取样器内管套于取样器外管内并可在取样器外管内沿轴向滑动，取样器外管壁中段沿周向均匀设置至少2个锁位通孔，取样器內管外壁设置锁位槽或扩径锁位孔，锁位通孔和锁位槽内设有锁位珠；解锁套管内壁中部设有退珠槽；退珠槽位于锁位珠下方，且解锁套管上端与配重块下缘之间的距离大于退珠槽与锁位珠之间的距离。本发明的无缆重力取样器具有更高的可靠性、安全性和更低的成本。

权利要求

1.一种深海无缆取样作业的柱状沉积物重力取样器，它包括回收单元和抛弃单元；其特征在于：

所述的回收单元至少包括与浮体连接的挂钩机构和挂钩机构下方连接的取样器内管；

所述的抛弃单元包括取样器外管、配重块和触发解锁机构；所述的配重块在取样器外管外壁上部周向设置；所述的触发解锁机构套接在配重块下方的取样器外管外壁上；

所述的取样器外管两端开放，所述的取样器内管套于取样器外管内并可在取样器外管内沿轴向滑动，所述的取样器外管壁中段沿周向均匀设置至少2个锁位通孔，取样器內管外壁沿周向设置锁位槽或扩径锁位孔，取样器内外管的锁位通孔和锁位槽对接形成的每个空间内都设有锁位珠，用于锁定内外管的相对位置，使内外管之间不能产生相对位移；所述的触发解锁机构上部为解锁套管，套于所述取样外管外壁中段，解锁套管内壁中部沿周向设有足以容纳整个锁位珠的退珠槽；所述的触发解锁机构下部为触底环且环面与所述解锁套管的轴向垂直；所述的触底环位于所述的取样器外管1/2高度以上，并与解锁套管底部通过连接杆固定连接；所述的锁位珠锁定取样器内外管的位置时，由所述的退珠槽上方的解锁套管内壁与取样器内外管的锁位通孔和锁位槽共同固定锁位珠；所述的退珠槽位于锁位珠下方，且所述的解锁套管上端与配重块下缘之间的距离大于退珠槽与锁位珠之间的距离。

2.权利要求1所述的取样器，其特征在于：在所述的取样器外管外壁、所述的配重块上方设置稳定尾翼。

3.权利要求2所述的取样器，其特征在于：所述的稳定尾翼上部为圆筒，圆筒下部带有尖端；所述的稳定尾翼与所述的配重块的间距与所述的稳定尾翼上部圆筒外径相同。

4.权利要求1所述的取样器，其特征在于：所述的触发解锁机构中进一步设有辅助解锁装置；所述的辅助解锁装置包括强力压缩弹簧、临时阻止装置和定时释放装置；所述的解锁套管分上、下两部分，所述的退珠槽位于上部分，所述的触底环与下部分固定连接；所述的压缩弹簧位于所述解锁套管上、下两部分之间呈压缩状态，由所述的临时阻止装置克服所述的压缩弹簧的弹力将所述解锁套管上、下两部分压紧固定在一起；所述的压缩弹簧压缩长度不小于所述退珠槽与锁位珠之间的距离；所述的临时阻止装置至少包括可熔断线缆；

所述的定时释放装置包括水密电子仓、水密电缆和水密插座；所述的水密电子仓内设置机械定时装置、定时开关电路、电池、电源开关装置，所述的定时开关电路通过所述水密插座及水密电缆连接所述临时阻止装置中的可熔断线缆，在所述机械定时装置预定的时间触发定时开关电路、熔断所述可熔断线缆，解除所述临时阻止装置的紧固状态。

5.权利要求4所述的取样器，其特征在于：所述的临时阻止装置是等长度的至少2根无弹性可熔断线缆，每根所述的线缆两端分别固定在解锁套管上、下两部分上，将解锁套管上、下两部分拉紧固定。

6.权利要求4所述的取样器，其特征在于：所述的临时阻止装置由不闭合环状紧固件和可熔断线缆构成；所述的不闭合环状紧固件通过环形卡接方式将所述的解锁套管上、下两部分紧固在一起，并通过数根可熔断线缆将其不闭合的两端拉紧、固定连接。

7.权利要求1所述的取样器，其特征在于：所述的回收单元中，所述的与浮体连接的挂钩机构由释放钩、电子定时仓、水密插座、电缆和可熔断线缆组成；所述的释放钩包括固定片和转动片，所述的取样内管顶部固定连接所述电子定时仓底部，所述的电子定时仓顶部固定连接所述的固定片底部；所述的转动片一端铰接于固定片顶部，另一端可以铰接点为轴转动从而打开挂钩；挂钩机构还设有可阻止转动片打开的阻止杠杆；阻止杠杆通过可熔断线缆与固定片紧固时，转动片受到阻止杠杆的阻碍无法转动打开挂钩；所述的电子定时仓内设置机械定时装置、定时开关电路、电池、电源开关装置，所述的定时开关电路通过所述水密插座及水密电缆连接所述可熔断线缆。

8.权利要求1-7所述的任意一种取样器，其特征在于：所述的可熔断线缆为镍铬合金导线。

9.权利要求1所述的取样器在海洋沉积物调查、近海海底岩土工程勘察、海洋矿物调查、地球化学调查、物探底质验证调查、滨岸工程、地质填图取样、水坝淤积调查领域的取样作业中的应用。

说明书

一种深海无缆取样作业的柱状沉积物重力取样器及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种海洋探测设备，具体涉及一种海底沉积层取样器，尤其涉及一种无缆的海底沉积层取样器。

背景技术

[0002] 深海地球与生命科学是目前国际重大前沿科学领域，其发展紧密地依靠于深海技术手段的突破性创新。获取海底沉积物是深海研究过程中最普遍也是最重要的手段之一，对研究沉积物中的地质、古气候与微生物信息具有重要意义。纵观整个海底沉积物研究史，不难发现，到目前为止，对海斗深渊等超深(水深大于7000米)海域的海底沉积物研究非常薄弱。全球有二十五个海沟的深度大于7000米，其中在太平洋的就有十八个，包括马里亚纳海沟。为数不多的深潜探测，发现在海斗深渊底下，不仅有丰富的地质沉积现象，如各种大洋红层沉积、蛇纹岩丘沉积、海底热液矿物沉积等，还孕育有各种极端生命形态，包括与海底热液、冷泉相伴生的生物群和与蛇纹岩伴随的微生物菌群(Fryer,1995,2012；Ohara et al.,2012)。

[0003] 几十年来，海洋沉积物采样技术多以传统的船载带缆取样器为主，诸如重力箱式、抓斗及活塞柱状取样器等。但这些传统的船载带缆取样器(比如重力箱式、抓斗及活塞柱状取样器等)，若在超深海作业，会带来各种极限问题和困难。比如若下放到1万米深的海底，除了取样设备的重量之外，钢缆的自重也达到非常之大(20吨以上)，这对绞车动力系统、钢缆抗拉强度等关键技术都是极大的挑战，同时对科考船吨位及后甲板作业面积的要求也是不容忽视的问题。总之船载带缆取样技术用于深海时会存在多种缺陷，除上述问题外，还包括考察船吨位要求高、取样点定位不准确、缆绳易受海底礁石缠挂、取样装置损坏几率大等。因此，迄今为止，较少见通过船载带缆取样设备在超深海域开展取样工作。

[0004] 目前只有美国、日本等少数几个发达国家通过深海钻探船(决心号、地球号)和深海水下机器人(ROV Kaiko 11000,HROV Nereus)在超深海域开展了海底沉积物采集研究。直到2012年，深海钻探船才在近7000米的日本海沟成功开展钻探，并获取了2011年日本东北地震后日本海沟俯冲带上的海底沉积柱状样。但钻探船运营和使用成本都极高，等待地球号钻探的科学建议日程安排已经排到了十年以后。而且这样昂贵的深海钻探设备安全性并不高，日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)研发的全世界作业水深最大的Kaiko11000水下机器人，于2003年在马里亚纳海沟作业过程中因受台风影响丢失，永驻深渊(en.wikipedia.org/wiki/Kaikō)。美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)研制的海神号机器人(HROV Nereus)于2012年成功下潜到马里亚纳海沟最深处，但于2014年5月在克马德克海沟(Kermadec Trench)下潜到万米时丢失(www.whoi.edu/main/nereus)。

[0005] 超深海取样技术的短缺已经严重阻碍了深海地质与生命科学的研究。可用于超深海的无缆取样技术问题亟待解决。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于：提供一种能够在超深海进行海底沉积物取样的设备，具有更高的可靠性、安全性，同时比现有的带缆取样设备具有更低的成本。

[0007] 本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

[0008] 提供一种深海无缆取样作业的柱状沉积物重力取样器，它大体上包括回收单元和抛弃单元；所述的回收单元至少包括与浮体连接的挂钩机构和挂钩机构下方连接的取样器内管；所述的抛弃单元包括取样器外管、配重块和触发解锁机构；所述的配重块在取样器外管外壁上部周向设置；所述的触发解锁机构套接在配重块下方的取样器外管外壁上；

[0009] 所述的取样器外管两端开放，所述的取样器内管套于取样器外管内并可在取样器外管内沿轴向滑动，所述的取样器外管壁中段沿周向均匀设置至少2个锁位通孔，取样器內管外壁沿周向设置锁位槽或扩径锁位孔，取样器内外管的锁位通孔和锁位槽对接形成的每个空间内都设有锁位珠，用于锁定内外管的相对位置，使内外管之间不能产生相对位移；所述的触发解锁机构上部为解锁套管，套于所述取样外管外壁中上段，解锁套管内壁中部沿周向设有足以容纳整个锁位珠的退珠槽；所述的触发解锁机构下部为触底环且环面与所述解锁套管的轴向垂直；所述的触底环位于所述的取样器外管1/2高度以上，并与解锁套管底部通过连接杆固定连接；所述的锁位珠锁定取样器内外管的位置时，由所述的退珠槽上方的解锁套管内壁与取样器内外管的锁位通孔和锁位槽共同固定锁位珠；所述的退珠槽位于锁位珠下方，且所述的解锁套管上端与配重块下缘之间的距离大于退珠槽与锁位珠之间的距离。

[0010] 本发明优选的方案中，为了稳定取样器整体的下沉，优选在所述的取样器外管外壁、所述的配重块上方设置稳定尾翼；所述的稳定尾翼可以是基于流体力学原理可以提高取样器下沉稳定性的各种结构形式。

[0011] 本发明进一步优选的方案中，为了进一步提高无缆取样器水中运动姿态的稳定性、增大稳定尾翼的作用效果，所述的稳定尾翼上部为圆筒，圆筒下部带有尖端；所述的稳定尾翼与所述的配重块的间距与所述的稳定尾翼上部圆筒外径相同。

[0012] 本发明优选的一种方案中，所述的触发解锁机构中进一步设有辅助解锁装置；所述的辅助解锁装置包括强力压缩弹簧、临时阻止装置和定时释放装置；所述的解锁套管分上、下两部分，所述的退珠槽位于上部分，所述的触底环与下部分固定连接；所述的压缩弹簧位于所述解锁套管上、下两部分之间呈压缩状态，由所述的临时阻止装置克服所述的压缩弹簧的弹力将所述解锁套管上、下两部分压紧固定在一起；所述的压缩弹簧压缩长度不小于所述退珠槽与锁位珠之间的距离；所述的临时阻止装置至少包括可熔断线缆；所述的定时释放装置包括水密电子仓、水密电缆和水密插座；所述的水密电子仓内设置机械定时装置、定时开关电路、电池、电源开关装置，所述的定时开关电路通过所述水密插座及水密电缆连接所述临时阻止装置中的可熔断线缆，在所述机械定时装置预定的时间触发定时开关电路、熔断所述可熔断线缆，解除所述临时阻止装置的紧固状态。

[0013] 本发明进一步优选的一种方案中，所述的临时阻止装置是等长度的至少2根无弹性可熔断线缆，每根所述的线缆两端分别固定在解锁套管上、下两部分上，将解锁套管上、下两部分拉紧固定。

[0014] 本发明进一步优选的另一种方案中，所述的临时阻止装置由不闭合环状紧固件和可熔断线缆构成；所述的不闭合环状紧固件通过环形卡接方式将所述的解锁套管上、下两部分紧固在一起，并通过数根可熔断线缆将其不闭合的两端拉紧、固定连接。

[0015] 本发明优选的方案中，所述的可熔断线缆可由电热水解丝或腐蚀线缆构成；本发明最优选镍铬合金导线。

[0016] 本发明再一种优选的方案中，所述的回收单元中，所述的与浮体连接的挂钩机构由释放钩、电子定时仓、水密插座、电缆和可熔断线缆组成；所述的释放钩包括固定片和转动片，所述的取样内管顶部固定连接所述电子定时仓底部，所述的电子定时仓顶部固定连接所述的固定片底部；所述的转动片一端铰接于固定片顶部，另一端可以铰接点为轴转动从而打开挂钩；挂钩机构还设有可阻止转动片打开的阻止杠杆；阻止杠杆通过可熔断线缆与固定片紧固时，转动片受到阻止杠杆的阻碍无法转动打开挂钩；所述的电子定时仓内设置机械定时装置、定时开关电路、电池、电源开关装置，所述的定时开关电路通过所述水密插座及水密电缆连接所述可熔断线缆。

[0017] 本发明所述的取样器工作原理如下：投放取样器入海，取样器会在配重块的帮助下保持下沉。当取样器触底且取样器内外管插入海底沉积层深度达到要求后，所述的触底环触底，受到向上的阻力，带动解锁套管整体沿取样器外管外壁向上滑动，滑动至解锁套管上部的退珠槽与外管的锁位通孔相对时，锁定取样器内外管位置的锁位珠会进入退珠槽内，使锁位珠的锁定作用失效从而解锁取样器的内外管；如果取样器遇到了异常情况导致触底环触底不成功或插入深度不足，未能使触底环推动解锁套管向上滑动，导致无法完成上述解锁，辅助解锁装置会在定时释放装置预定的时间接通定时开关电路，熔断临时阻止装置中的可熔断线缆，解除临时阻止装置对解锁套管上、下两部分的紧固，处于该两部分之间被压缩的压缩弹簧释放，带有退珠槽的解锁套管上部在压缩弹簧的推动下沿外管外壁向上滑动，当退珠槽与外管的锁位通孔相对时，锁位珠会进入所述的退珠槽，从而触发解锁。解锁完成后，所述的浮体会为整个回收单元提供足够的向上的浮力，并通过缆绳将取样器内管从取样器外管中拔出，由此实现取样器中回收单元和抛弃单元的彻底分离；分离后的回收单元整体在浮力作用下上浮至海面，科考人员进行打捞回收。如果上述两重解锁机构均失效，则可以利用本发明优选方案中的挂钩机构在预定时间启动，熔断固定所述释放钩的可熔断线缆，释放钩释放与其连接的缆绳，至少可使昂贵的浮体得以脱离抛弃单元上浮后被回收。

[0018] 与现有技术相比，本发明所述的无缆取样器具有低成本、高可靠性的显著优势。本发明的无缆取样器在解锁释放机构中采用纯机械连接，相较于主要采用传感器等电子器件使内外管分离的取样器在成本上更低，可靠性上更高，稳定性更强；而且不需要专门设计和考虑电子元器件的密封、耐压和防腐蚀等问题，保证高可靠性的同时也能节约成本。试验表明，本发明的无缆取样器在11000m深度的海底仍能实现安全可靠的回收，且采样长度1-10m分级可调，极大地降低了精密设备和珍贵样本的损失风险，而且由于无缆绳存在，因此完全避免了现有的有缆取样设备的缆绳带来的一系列问题，使得一次采样的作业时间可以缩短至2小时以内，突破性地解决目前常规使用的带缆重力取样系统存在的作业时间长、难于深海采样等弊端，为在同一邻近海域同时布放多个取样器进行连续的多点取样作业提供了良好的前提基础。

[0019] 本发明还提供所述的无缆取样器在海洋沉积物调查、近海海底岩土工程勘察、海洋矿物调查、地球化学调查、物探底质验证调查、滨岸工程、地质填图取样、水坝淤积调查等领域的取样作业中的应用。

附图说明

[0020] 图1是本发明实施例1的无缆取样器整体结构示意图。

[0021] 图2是本发明实施例1的无缆取样器的触发解锁机构的轴向剖视图。

[0022] 图3是本发明实施例1的无缆取样器辅助解锁装置结构示意图。

[0023] 图4是本发明实施例2的无缆取样器辅助解锁装置结构示意图。

[0024] 图5是本发明实施例1、2的无缆取样器水密电子仓内部原理框图。

[0025] 图6是本发明实施例3的无缆取样器挂钩机构的结构示意图。

具体实施方式

[0026] 下面通过实施例的方式进一步详细阐述本发明的技术方案。

[0027] 实施例1

[0028] 一种无缆重力取样器，它大体上包括回收单元和抛弃单元；

[0029] 如图1所示，回收单元包括可与浮体连接的挂钩机构1和取样器内管4；挂钩机构1底部和取样器内管4顶部固定连接；所述的抛弃单元包括取样器外管5、配重块6、稳定尾翼7和触发解锁机构8；所述的配重块6在取样器外管5外壁上部周向设置；所述的触发解锁机构8套接在配重块6下方的取样器外管5外壁上；所述的稳定尾翼7套接在配重块6上方的取样器外管5外壁上；

[0030] 如图2所示，取样器外管5两端开放，取样器内管4套于取样器外管5内并可在取样器外管5内沿轴向滑动，取样器外管5管壁中段沿周向均匀设置8个锁位通孔51，取样器內管4管壁沿周向均匀设置8个扩径锁位通孔41，取样器内、外管的锁位通孔51和扩径锁位孔41对接形成的每个空间内都设有锁位珠9，用于锁定内外管的相对位置，使内外管之间不能产生相对位移；

[0031] 如图2、3所示，触发解锁机构8上部为解锁套管81，解锁套管81进一步分上、下两部分；解锁套管81的上部分内壁中部沿周向设有足以容纳整个锁位珠9的退珠槽811；锁位珠9锁定取样器内外管的位置时，由退珠槽811上方的解锁套管81的内壁与取样器外管4的锁位通孔41和取样器内管5的扩径锁位通孔51共同固定锁位珠9；退珠槽811位于锁位珠9下方，且解锁套管81上端与配重块6下缘之间的距离大于退珠槽811与锁位珠9之间的距离；解锁套管81的上、下两部分之间设有处于压缩状态的压缩弹簧10，压缩弹簧10压缩长度不小于退珠槽811与锁位珠9之间的距离；解锁套管81的上、下部分衔接处分别设有凸缘，由不闭合环状紧固件11与所述凸缘通过环形卡接方式克服压缩弹簧10的弹力将解锁套管81上、下两部分紧固在一起，并通过数根镍铬合金导线12将不闭合环状紧固件11不闭合的两端拉紧；触底环82上设置水密电子仓13；解锁套管81的下部分与触底环82通过连接杆821固定连接，触底环82的环面与解锁套管81的轴向垂直；触底环82位于取样器外管5的1/2高度以上；

[0032] 如图3、5所示，水密电子仓13外设置水密插座14，水密插座14通过水密电缆15连接镍铬合金导线12；水密电子仓13内设置机械定时开关131、定时开关电路132、电池133、电源开关装置134和调节按钮135；水密插座14在水密电子仓13内与定时开关电路132电连接；在机械定时装置131预定的时间触发定时开关电路132、定时开关电路132通过水密插座14、水密电缆15输出电流至镍铬合金导线12，镍铬合金导线12熔断，解除不闭合环状紧固件11的紧固状态。

[0033] 实施例2

[0034] 一种无缆重力取样器，它大体上包括回收单元和抛弃单元；

[0035] 如图1所示，回收单元包括可与浮体连接的挂钩机构1和取样器内管4；挂钩机构1底部和取样器内管4顶部固定连接；所述的抛弃单元包括取样器外管5、配重块6、稳定尾翼7和触发解锁机构8；所述的配重块6在取样器外管5外壁上部周向设置；所述的触发解锁机构8套接在配重块6下方的取样器外管5外壁上；所述的稳定尾翼7套接在配重块6上方的取样器外管5外壁上；

[0036] 如图2所示，取样器外管5两端开放，取样器内管4套于取样器外管5内并可在取样器外管5内沿轴向滑动，取样器外管5管壁中段沿周向均匀设置8个锁位通孔51，取样器內管4管壁沿周向设置一道锁位槽41，取样器内、外管的锁位通孔51和扩径锁位孔41对接形成的每个空间内都设有锁位珠9，用于锁定内外管的相对位置，使内外管之间不能产生相对位移；

[0037] 如图4所示，触发解锁机构8上部为解锁套管81，解锁套管81进一步分上、下两部分；解锁套管81的上部分内壁中部沿周向设有足以容纳整个锁位珠9的退珠槽811；锁位珠9锁定取样器内外管的位置时，由退珠槽811上方的解锁套管的内壁与取样器外管5的锁位通孔51和取样器内管4的锁位槽41共同固定锁位珠9；退珠槽811位于锁位珠9下方，且解锁套管81上端与配重块6下缘之间的距离大于退珠槽811与锁位珠9之间的距离；解锁套管81的上、下两部分之间设有处于压缩状态的压缩弹簧10，压缩弹簧10压缩长度不小于退珠槽811与锁位珠9之间的距离；解锁套管81上、下两部分由等长度的4根镍铬合金导线12牵拉固定，每根镍铬合金导线12两端分别固定连接解锁套管81的上、下两部分，通过镍铬合金导线12的牵拉克服压缩弹簧10的弹力将解锁套管81上、下两部分紧固在一起；解锁套管81的下部分与触底环82通过连接杆821固定连接，触底环82的环面与解锁套管81的轴向垂直；触底环82位于取样器外管5的1/2高度以上；触底环82上设置水密电子仓13，水密电子仓13外设置水密插座14，水密插座14通过水密电缆15连接镍铬合金导线12；如图5所示，水密电子仓13内设置机械定时装置131、定时开关电路132、电池133、电源开关装置134；水密插座14在水密电子仓13内与定时开关电路132电连接；在机械定时装置131预定的时间触发定时开关电路132、定时开关电路132通过水密插座14、水密电缆15输出电流至4根镍铬合金导线12，4根镍铬合金导线12熔断，解除解锁套管81的上、下两部分的紧固状态。

[0038] 实施例3

[0039] 一种无缆重力取样器，它整体结构与实施例1相同，区别在于，如图6所示，所述的挂钩机构1由释放钩、电子定时仓102、水密插座103、水密电缆104和可熔断线缆105组成；所述的释放钩包括固定片1011和转动片1012，所述的取样内管4顶部固定连接所述电子定时仓102底部，所述的电子定时仓102顶部固定连接所述的固定片1011底部；所述的转动片1012一端铰接于固定片1011顶部，另一端可以铰接点为轴转动从而打开挂钩；挂钩机构1还设有可阻止转动片打开的阻止杠杆1013；阻止杠杆1013通过可熔断线缆105与固定片1011紧固时，转动片1012受到阻止杠杆1013的阻碍无法转动打开挂钩；所述的电子定时仓102内设置机械定时装置、定时开关电路、电池、电源开关装置，所述的定时开关电路通过所述水密插座103及水密电缆104连接所述可熔断线缆105。所述的电子定时仓内部原理结构与图5所示的相同。

[0040] 应用例

[0041] 将实施例3所述的无缆重力取样器应用于10000米以上的超深海的取样作业。

[0042] 首先，将实施例3所述的取样器的挂钩机构1与现有可用的浮体通过缆绳连接，然后投放取样器入海，取样器会在配重块6的帮助下保持下沉。当取样器到达海底且取样器内外管插入海底沉积层深度达到要求后，触发解锁机构8触底，触底环82受到向上的阻力，带动解锁套管81整体沿取样器外管5外壁向上滑动，滑动至退珠槽811与取样器外管5的锁位通孔51相对时，锁定取样器内外管位置的锁位珠9会进入退珠槽811内，使锁位珠9的锁定作用失效从而解锁；如果取样器遇到了异常情况导致触底不成功或插入深度不足，未能使触底环82推动解锁套管81沿取样器外管5向上滑动进而完成上述解锁，位于触底环82上的水密电子仓内，定时开关电路132会在机械定时装置131预定的时间接通，定时开关电路132通过水密插座14、水密电缆15输出电流至镍铬合金导线12，镍铬合金导线12熔断，解除不闭合环状紧固件11的紧固状态，释放被压缩的压缩弹簧10，带有退珠槽811的解锁套管81上部在压缩弹簧10的推动下沿取样器外管5外壁向上滑动，当退珠槽811与外管的锁位通孔51相对时，锁位珠9会进入退珠槽811，从而触发解锁。解锁完成后，浮体会为整个回收单元提供足够的向上的浮力，并通过缆绳将取样器内管4从取样器外管5中拔出，由此实现取样器中回收单元和抛弃单元的彻底分离；分离后的回收单元整体在浮力作用下上浮至海面，科考人员可以进行打捞回收。如果上述两重解锁机构均失效，则可以利用挂钩机构在预定时间启动，熔断固定所述释放钩的可熔断线缆，释放钩释放与其连接的缆绳，至少可使昂贵的浮体得以脱离抛弃单元上浮后被回收。