Modernized versions of the Ekman-Burgey bottom grab with additional sensor and computing equipment for automating the capture and evaluation of sample quality

Abstract

В работе обсуждаются проблемы отбора проб при гидробиологических исследованиях, а также существующие механические средства, используемые для этой цели. Простота функционирования и надежность разработанных ранее дночерпателей удовлетворяют специалистов, но низкая вероятность захвата пробы с первого раза приводит к необходимости полного подъема дночерпателя с глубины и повторного сброса. Этот фактор существенно сказывается на скорости работы, особенно при картировании акваторий с большими глубинами. Приведено описание двух вариантов модернизированных дночерпателей Экмана-Берджи. Первый вариант имеет систему электронно-механического привода, имитирующую приход посыла дночерпателя, а также видеокамеру с подсветкой для визуального контроля постановки дночерпателя на грунт и его характеристик. Данный вариант существенно увеличивает себестоимость модернизации дночерпателя, а от пользователя требует дополнительных профессиональных навыков. Описан бюджетный вариант дночерпателя без видеокамеры, но с дополнительным сенсорным и вычислительным оборудованием, которое в автоматическом режиме принимает решение о захвате пробы и существенно экономит время работы специалистов за счет снижения вероятности подъема захлопнувшегося дночерпателя с недостаточным объемом донного грунта. Оба варианта дночерпателей успешно эксплуатировались в ходе двух сезонов во время экспедиций по Ладожскому озеру. The paper discusses the problems of sampling in hydrobiological studies, as well as the existing mechanical means used for this purpose. The ease of operation and reliability of previously developed bottom grabs satisfy specialists, but the low probability of capturing a sample from the first time leads to the need to completely lift the bottom grab from the depth and re-dump. This factor significantly affects the speed of work, especially when mapping water areas with great depths. The description of two variants of modernized Ekman-Burgey bottom grabs is given. The first option has an electronic-mechanical drive system that simulates the arrival of the bottom grab message, as well as a video camera with illumination for visual control of the bottom grab placement on the ground and its characteristics. This option significantly increases the cost of upgrading the bottom grab, and requires additional professional skills from the user. A budget version of a grab without a video camera is described, but with additional sensor and computing equipment, which automatically makes a decision to capture a sample and significantly saves time for specialists by reducing the likelihood of lifting a slammed grab with insufficient volume of bottom soil. Both variants of bottom grabs were successfully operated during two seasons during expeditions on Lake Ladoga.