Butelka Nansena
Butelka Nansena to urządzenie służące do pobierania próbek wody z określonej głębokości. Został zaprojektowany w 1894 roku przez Fridtjofa Nansena i rozwinięty przez Shale'a Niskina w 1966 roku.
Opis
Butelka Nansena (pierwotnie wykonana z mosiądzu) przeznaczona jest do wychwytywania wody głęboko w oceanie. Zasadniczo jest to otwarta rura z szerokim zaworem na każdym końcu, połączona ze sobą solidnym prętem. Butelka jest przymocowana do kabla od dołu za pomocą zacisku, a od góry za pomocą mechanizmu wyzwalającego. Ciężar posłańca jest zawieszony pod konstrukcją zaciskową.
Ze statku opuszcza się mocno obciążony kabel, a w obliczonych odstępach mocuje się wiele butelek w celu umieszczenia ich na określonych głębokościach.
Po przymocowaniu i opuszczeniu ostatniej butelki, butelki są trzymane na głębokości, aż temperatura termometrów ustabilizuje się. Następnie po kablu wysyłany jest ciężar posłańca, aby rozpocząć kaskadowe wyzwalanie butelek. Gdy ciężar dotrze do pierwszej butelki, uderzenie zwalnia mechanizm wyzwalający u góry, umożliwiając butelce swobodne obracanie się od dołu, co kończy się zamknięciem obu zaworów i uwięzieniem próbki wody w środku. Ciężar posłańca dalej uderza w dolny zacisk, uwalniając zawieszony pod nim ciężarek posłańca, aby przemieścił się do następnej butelki w kolejce. Po potknięciu się wszystkich butelek są one następnie odzyskiwane przez wciągnięcie kabla.
Temperaturę morza na głębokości próbkowania wody rejestruje się za pomocą odwracalnego termometru przymocowanego do butelki Nansena. Jest to termometr rtęciowy ze zwężeniem w rurce kapilarnej, który po odwróceniu termometru powoduje zerwanie gwintu i uwięzienie rtęci, ustalając odczyt temperatury. Ponieważ ciśnienie wody na głębokości ściska ścianki termometru i wpływa na wskazywaną temperaturę, termometr jest chroniony przez sztywną obudowę. Termometr niezabezpieczony jest sparowany z termometrem chronionym, a porównanie dwóch odczytów temperatury pozwala określić zarówno temperaturę, jak i ciśnienie w punkcie poboru.
Butelka Niskina
Butelka Niskina jest ulepszeniem butelki Nansena opatentowanej przez Shale'a Niskina w marcu 1966 r. Zamiast metalowej butelki zamkniętej na jednym końcu, „butelka” to rurka, zwykle plastikowa, aby zminimalizować zanieczyszczenie próbki i otwarta do woda na obu końcach. Każdy koniec jest wyposażony w nasadkę, która jest albo sprężynowa, albo naciągnięta gumką lina. Działanie obciążnika posłańca polega na zamknięciu obu nakrętek i uszczelnieniu tuby. Termometr odwracalny można również przenosić na ramie przymocowanej do butelki Niskin. Ponieważ nie ma możliwości obracania butelki w celu ustawienia pomiaru temperatury, termometr ma własny, sprężynowy mechanizm obrotowy uruchamiany przez ciężarek posłańca.
Nowoczesna odmiana butelki Niskin wykorzystuje uruchamiane zawory, które mogą być ustawione tak, aby wyzwalały się na określonej głębokości wykrytej przez przełącznik ciśnieniowy, lub zdalnie sterowane, aby to zrobić za pomocą sygnału elektrycznego wysyłanego z powierzchni. Taki układ pozwala wygodnie zamontować dużą liczbę butelek Niskin razem w okrągłej ramie zwanej rozetą . Na jednej rozecie można zamontować aż 36 butelek. Termistorowe czujniki temperatury są częściej stosowane w butelkach Niskin, ponieważ są dokładniejsze niż termometry rtęciowe.