Батометр
| Версия 09:22, 13 июня 2015 {{Конкурс|Б|11|~~~}} | Текущая версия на 16:19, 8 марта 2016 | |||
не показаны 3 промежуточные версии ещё одного участника | ||||
| Строка 1: | Строка 1: | |||
| ? | {{ | + | [[Файл:Ekman water bottle.jpg|thumb|Батометр Экмана]] | |
| + | {{AnnoWiki | |||
| + | |content = '''Бато́метр''' ({{lang-gr|bathos}} — глубина и metron — мера) — океанологический прибор, служащие для взятия проб воды с глубин моря. Батометры представляют из себя цилиндрические сосуды с клапанами или крышками, закрывающимися под водой на заданной глубине. | |||
| + | За рубежом часто батометрами называют приборы для измерения глубины водоёмов, предпочитая приборы для отбора проб воды называть бутылками Нансена или бутылями Нискина (в зависимости от конструкции). | |||
| + | ||||
| + | Батометр — специально приспособленный сосуд, обычно цилиндрической формы, с клапанами или кранами для закрывания под водой на заданной глубине. Основное назначение любого батометра — взятие пробы на заданном горизонте и дальнейшее предохранение её от смешивания с водой других горизонтов при подъёме прибора на поверхность. Взятие проб воды с одновременной автоматической записью температуры проводится с помощью батометра-батитермографа<ref>В настоящие время при океанологических исследованиях используются целые телеметрические комплексы, автоматические буйковые станции, позволяющие фиксировать одновременно множество параметров — температуру, солёность и другие метеорологические и гидрологические параметры. Однако для исследований воды в лабораторных условиях остаётся потребность в получении проб с помощью батометров. Также они необходимы при биологических исследованиях.</ref>. | |||
| + | ||||
| + | Взятие проб морской воды для проведения в лабораторных условиях физико-химических исследований и изучения состава планктона производится двумя основными способами: шланговым (обычно с использованием насосов), используемым сравнительно редко, и батометрическим. Вакуумный захват используется при отлове беспозвоночных при помощи всасывания с использованием давления воды (батометр Рутнера).}} | |||
| + | ||||
| + | ||||
| + | ||||
| + | == Типы батометров == | |||
| + | ||||
| + | [[Файл:Niskin bottle hg.jpg|192пкс|thumb|Батометр Нискина (Shale Niskin)]] | |||
| + | Среди современных батометров выделяют: | |||
| + | * '''Сериальные''' — имеющие боковой подвес, позволяющий легко укрепить их на тросе или снять с троса, вытравленного за борт и натянутого грузом нижних батометров. | |||
| + | * '''Малые '''— компактной конструкции. Первый малый батометр был предложен в 1935 году и изготовлен для дрейфующей станции «Северный полюс». | |||
| + | * '''Концевые''' — применяются, чтобы избавиться от подъёма и спуска излишней тяжести груза при спуске нескольких батометров. Проба воды из концевого батометра, в котором используется стеклянный или другой химически стойкий сосуд, более надёжна (является контрольной). Вес батометра Международной гидрографической лаборатории 12 кг, полная ёмкость 1700 см³, ёмкость внутреннего сосуда 450 см³. | |||
| + | * '''Донные''' — предназначены для получения проб воды из слоя, непосредственно прилегающего ко дну. Строятся как одиночные (по типу концевых) и закрываются автоматически от прикосновения ко дну (без посыльного груза). Первый донный батометр создан в 1870 году. | |||
| + | * '''Промерные''' — употребляются для добывания придонных проб воды во время глубоководного промера. Такой батометр лёгкий (около 3 кг) и закрывается автоматически при начале подъёма лотлиня (проволоки). | |||
| + | * '''Специального назначения''' — применяются, когда необходимо с одной глубины получить большое количество воды (для полного химического анализа, гидробиологических работ), имеют большой объём (10 литров и более). | |||
| + | ||||
| + | Батометры также можно классифицировать и по другим признакам. С учётом потребности во времени наполнения батометры могут быть быстрого (мгновенного) или длительного наполнения объёма. '''Батометр быстрого (мгновенного) наполнения''' имеет крышку, которая закрывается на заданной глубине в результате переворачивания батометра, происходящего под воздействием посылаемого по тросу груза <ref>Снежинский В. А. Практическая океанография, с. 127</ref>. Одновременно установленным на батометре термометром регистрируется и температура воды. Сходное устройство имеет речной батометр Жуковского, но он опускается в водоём в горизонтальном положении. | |||
| + | ||||
| + | В '''батометр длительного наполнения''' вода поступает со скоростью течения воды в исследуемой точке. | |||
| + | ||||
| + | == История развития батометра == | |||
| + | Попытки получить воду с глубины предпринимались давно. Адольф Норденшельд приводит рисунок батометра с Лоции 1602 года, при помощи которого со дна Средиземного моря была получена пресная вода <ref>В. А. Снежинский. Практическая океанография, с.128</ref>. Также он упоминает о приборе, с помощью которого в 1500 году получена вода в устье реки Ориноко. Это были батометры-бутылки, которые применяются и сейчас, но они пригодны только до глубин 50 метров, пока небольшая продолжительность подъёма позволяет сохранить взятую пробу от перемешивания с водой верхних горизонтов. Кроме того, на больших глубинах давление воды вдавливает пробку в бутылку<ref>В некоторых случаях, например, при исследовании газов, бутылки всё же предпочитают металлическим батометрам</ref>. | |||
| + | ||||
| + | Появление в XVIII веке термометров привело к разработке батометров цилиндрической формы с клапанами, которые открывались при спуске в воду и закрывались из-за сопротивления воды при подъёме с глубины. Первый такой батометр появился в 1749 году, но он пропускал воду и нагревался в верхних слоях, поэтому не подходил для измерения температуры глубинных вод. Во время кругосветного плавания в [[1803]] — [[1806 год]]ах [[Крузенштерн, Иван Фёдорович|И. Ф. Крузенштерн]] пользовался разработкой русского мастера Шишорина. Но клапаны прибора были ненадёжны и медный корпус нагревался. Первый настоящий надёжно закрывающийся и герметичный батометр создан для плавания на шлюпе «Предприятие» [[Коцебу, Отто Евстафьевич|О. Е. Коцебу]] в [[1823 год]]у. Адмирал [[Макаров, Степан Осипович|С. О. Макаров]] в плавании на «[[Витязь (корвет, 1883)|Витязе]]» в [[1886 год]]у создал свой батометр, который учитывал конструктивные недостатки других существовавших к тому времени приборов. Батометр Макарова имел высоту 61 см, диаметр 15 см и был обшит снаружи войлоком и парусиной<ref>В. А. Снежинский. Практическая океанология, с.132.</ref>. | |||
| + | ||||
| + | ||||
| + | == Особенности применения батометров == | |||
| + | Чаще всего, для сокращения времени работы на глубоководных гидрологических [[станция]]х, батометры (сериальные) опускаются сразу на несколько глубин на одном тросе. | |||
| + | Независимо от типа батометра, каждый батометр при спуске на глубину в открытом состоянии должен свободно, без задержки создающимися завихрениями, пропускать воду через цилиндр. Спусковое приспособление, закрывающее батометр, должно действовать надёжно, обеспечивая получение пробы точно с заданного горизонта<ref>Этому условию удовлетворяет большинство батометров, действующих при помощи посыльного груза, который ударяет по планке откидной вилки батометра, вызывая закрытие батометра клапанами.</ref>. Внутренняя поверхность батометра не должна оказывать химического воздействия на пробу воды. Батометр должен закрываться [[герметичность|герметично]], все части батометра должны делаться из одного [[металл]]а, чтобы избежать образования при соприкосновении с морской водой [[гальваника|гальванической пары]]. | |||
| + | ||||
| + | == Строение батометра == | |||
| + | Батометр состоит из латунного цилиндра , окрашенного в белый или серый цвет. На обоих концах цилиндра имеются крановые затворы со щелевидными отверстиями длиной около 60 и шириной 12 мм. Трение кранов регулируется спиральными бронзовыми пружинами, которые прижимаются к кранам гайками. К расширенным концам обоих кранов прикреплены два параллельных рычага , посредством которых краны закрываются и открываются. Концы рычагов соединены на шарнирах со штоком | |||
| + | Для предохранения запорных кранов от самопроизвольного открывания на штоке имеется конусный выступ и тем самым прочно удерживает краны в закрытом состоянии. | |||
| + | Прибор крепится к тросу с помощью зажимного устройства на нижнем конце батометра и спускового устройства на верхнем конце. Для подвешивания и сбрасывания посыльного груза на расположенный ниже батометр на зажиме смонтировано срабатывающее устройство . Для увеличения опрокидывающей силы к спусковому устройству прикреплена направляющая пластина. | |||
| + | Для извлечения проб воды в верхней части батометра сливной кран , а в нижней - воздушный клапан , который при выливании воды приоткрывается для доступа воздуха в батометр. к батометру прикреплены два угольника , на которых укрепляется оправа для глубоководных термометров. | |||
| + | ||||
| + | ||||
| + | == Примечания == | |||
| + | {{Примечания}} | |||
| + | ||||
| + | ||||
| + | ||||
| + | == Литература == | |||
| + | * ''Дерюгин К. К.'', Степанюк И. А. Морская гидрометрия. — Л.: Гидрометиздат, 1974. 392 C. | |||
| + | * ''Маклаков А. Ф.'', Снежинский В. А., Чернов Б. С. Океанографические приборы. — Л.: Гидрометиздат, 1975. 384 C. | |||
| + | * ''Снежинский В. А.'', Практическая океанография. — Л.: Гидрометиздат, 1954. 672 C. | |||
Текущая версия на 16:19, 8 марта 2016
За рубежом часто батометрами называют приборы для измерения глубины водоёмов, предпочитая приборы для отбора проб воды называть бутылками Нансена или бутылями Нискина (в зависимости от конструкции).
Батометр — специально приспособленный сосуд, обычно цилиндрической формы, с клапанами или кранами для закрывания под водой на заданной глубине. Основное назначение любого батометра — взятие пробы на заданном горизонте и дальнейшее предохранение её от смешивания с водой других горизонтов при подъёме прибора на поверхность. Взятие проб воды с одновременной автоматической записью температуры проводится с помощью батометра-батитермографа[1].
Взятие проб морской воды для проведения в лабораторных условиях физико-химических исследований и изучения состава планктона производится двумя основными способами: шланговым (обычно с использованием насосов), используемым сравнительно редко, и батометрическим. Вакуумный захват используется при отлове беспозвоночных при помощи всасывания с использованием давления воды (батометр Рутнера).
Содержание
Типы батометров
Среди современных батометров выделяют:
- Сериальные — имеющие боковой подвес, позволяющий легко укрепить их на тросе или снять с троса, вытравленного за борт и натянутого грузом нижних батометров.
- Малые — компактной конструкции. Первый малый батометр был предложен в 1935 году и изготовлен для дрейфующей станции «Северный полюс».
- Концевые — применяются, чтобы избавиться от подъёма и спуска излишней тяжести груза при спуске нескольких батометров. Проба воды из концевого батометра, в котором используется стеклянный или другой химически стойкий сосуд, более надёжна (является контрольной). Вес батометра Международной гидрографической лаборатории 12 кг, полная ёмкость 1700 см³, ёмкость внутреннего сосуда 450 см³.
- Донные — предназначены для получения проб воды из слоя, непосредственно прилегающего ко дну. Строятся как одиночные (по типу концевых) и закрываются автоматически от прикосновения ко дну (без посыльного груза). Первый донный батометр создан в 1870 году.
- Промерные — употребляются для добывания придонных проб воды во время глубоководного промера. Такой батометр лёгкий (около 3 кг) и закрывается автоматически при начале подъёма лотлиня (проволоки).
- Специального назначения — применяются, когда необходимо с одной глубины получить большое количество воды (для полного химического анализа, гидробиологических работ), имеют большой объём (10 литров и более).
Батометры также можно классифицировать и по другим признакам. С учётом потребности во времени наполнения батометры могут быть быстрого (мгновенного) или длительного наполнения объёма. Батометр быстрого (мгновенного) наполнения имеет крышку, которая закрывается на заданной глубине в результате переворачивания батометра, происходящего под воздействием посылаемого по тросу груза [2]. Одновременно установленным на батометре термометром регистрируется и температура воды. Сходное устройство имеет речной батометр Жуковского, но он опускается в водоём в горизонтальном положении.
В батометр длительного наполнения вода поступает со скоростью течения воды в исследуемой точке.
История развития батометра
Попытки получить воду с глубины предпринимались давно. Адольф Норденшельд приводит рисунок батометра с Лоции 1602 года, при помощи которого со дна Средиземного моря была получена пресная вода [3]. Также он упоминает о приборе, с помощью которого в 1500 году получена вода в устье реки Ориноко. Это были батометры-бутылки, которые применяются и сейчас, но они пригодны только до глубин 50 метров, пока небольшая продолжительность подъёма позволяет сохранить взятую пробу от перемешивания с водой верхних горизонтов. Кроме того, на больших глубинах давление воды вдавливает пробку в бутылку[4].
Появление в XVIII веке термометров привело к разработке батометров цилиндрической формы с клапанами, которые открывались при спуске в воду и закрывались из-за сопротивления воды при подъёме с глубины. Первый такой батометр появился в 1749 году, но он пропускал воду и нагревался в верхних слоях, поэтому не подходил для измерения температуры глубинных вод. Во время кругосветного плавания в 1803 — 1806 годах И. Ф. Крузенштерн пользовался разработкой русского мастера Шишорина. Но клапаны прибора были ненадёжны и медный корпус нагревался. Первый настоящий надёжно закрывающийся и герметичный батометр создан для плавания на шлюпе «Предприятие» О. Е. Коцебу в 1823 году. Адмирал С. О. Макаров в плавании на «Витязе» в 1886 году создал свой батометр, который учитывал конструктивные недостатки других существовавших к тому времени приборов. Батометр Макарова имел высоту 61 см, диаметр 15 см и был обшит снаружи войлоком и парусиной[5].
Особенности применения батометров
Чаще всего, для сокращения времени работы на глубоководных гидрологических станциях, батометры (сериальные) опускаются сразу на несколько глубин на одном тросе. Независимо от типа батометра, каждый батометр при спуске на глубину в открытом состоянии должен свободно, без задержки создающимися завихрениями, пропускать воду через цилиндр. Спусковое приспособление, закрывающее батометр, должно действовать надёжно, обеспечивая получение пробы точно с заданного горизонта[6]. Внутренняя поверхность батометра не должна оказывать химического воздействия на пробу воды. Батометр должен закрываться герметично, все части батометра должны делаться из одного металла, чтобы избежать образования при соприкосновении с морской водой гальванической пары.
Строение батометра
Батометр состоит из латунного цилиндра , окрашенного в белый или серый цвет. На обоих концах цилиндра имеются крановые затворы со щелевидными отверстиями длиной около 60 и шириной 12 мм. Трение кранов регулируется спиральными бронзовыми пружинами, которые прижимаются к кранам гайками. К расширенным концам обоих кранов прикреплены два параллельных рычага , посредством которых краны закрываются и открываются. Концы рычагов соединены на шарнирах со штоком Для предохранения запорных кранов от самопроизвольного открывания на штоке имеется конусный выступ и тем самым прочно удерживает краны в закрытом состоянии. Прибор крепится к тросу с помощью зажимного устройства на нижнем конце батометра и спускового устройства на верхнем конце. Для подвешивания и сбрасывания посыльного груза на расположенный ниже батометр на зажиме смонтировано срабатывающее устройство . Для увеличения опрокидывающей силы к спусковому устройству прикреплена направляющая пластина. Для извлечения проб воды в верхней части батометра сливной кран , а в нижней - воздушный клапан , который при выливании воды приоткрывается для доступа воздуха в батометр. к батометру прикреплены два угольника , на которых укрепляется оправа для глубоководных термометров.
Примечания
- ↑ В настоящие время при океанологических исследованиях используются целые телеметрические комплексы, автоматические буйковые станции, позволяющие фиксировать одновременно множество параметров — температуру, солёность и другие метеорологические и гидрологические параметры. Однако для исследований воды в лабораторных условиях остаётся потребность в получении проб с помощью батометров. Также они необходимы при биологических исследованиях.
- ↑ Снежинский В. А. Практическая океанография, с. 127
- ↑ В. А. Снежинский. Практическая океанография, с.128
- ↑ В некоторых случаях, например, при исследовании газов, бутылки всё же предпочитают металлическим батометрам
- ↑ В. А. Снежинский. Практическая океанология, с.132.
- ↑ Этому условию удовлетворяет большинство батометров, действующих при помощи посыльного груза, который ударяет по планке откидной вилки батометра, вызывая закрытие батометра клапанами.
Литература
- Дерюгин К. К., Степанюк И. А. Морская гидрометрия. — Л.: Гидрометиздат, 1974. 392 C.
- Маклаков А. Ф., Снежинский В. А., Чернов Б. С. Океанографические приборы. — Л.: Гидрометиздат, 1975. 384 C.
- Снежинский В. А., Практическая океанография. — Л.: Гидрометиздат, 1954. 672 C.
