[發(fā)明專利]一種多泥沙河流粗沙河床深層采樣系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410251343.5
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104006986A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雷;李永強(qiáng);鄭軍;李長征;楊勇;郭維克;陳豪;劉英紅;康丙東;王銘
• 申請（專利權(quán)）人: 黃河水利委員會黃河水利科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

1.一種多泥沙河流粗沙河床深層采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括水下采樣設(shè)備，所述水下采樣設(shè)備包括振動夯實(shí)機(jī)構(gòu)、支撐框架、云臺、鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)、水下通信電纜，所述支撐框架包含底座和4條支撐腳；所述鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)包含鉆進(jìn)電機(jī)、鉆管和采樣管，所述鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)安裝在所述云臺上，所述振動夯實(shí)機(jī)構(gòu)安裝在所述云臺上，所述云臺通過螺旋機(jī)構(gòu)與所述支撐框架的底座連接，所述螺旋機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)驅(qū)動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)還包括加速度計，所述加速度計用于監(jiān)測和判斷所述水下采樣設(shè)備在夯實(shí)過程中，支撐框架是否達(dá)到穩(wěn)定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)還包括超聲含沙量計，所述超聲含沙量計用于測量所述水下采樣設(shè)備周圍水質(zhì)的含沙量，當(dāng)含沙量超過預(yù)設(shè)值時，所述鉆進(jìn)電機(jī)不啟動或關(guān)閉。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述伺服電機(jī)驅(qū)動螺旋機(jī)構(gòu)，能夠調(diào)整所述云臺與所述支撐框架底座之間的夾角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述云臺包含自鎖功能，當(dāng)所述云臺與所述支撐框架底座之間的夾角達(dá)到設(shè)定范圍時，所述云臺能夠啟動自鎖功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述采樣管內(nèi)襯在所述鉆管里，所述采樣管的的內(nèi)徑不大于100mm。

7.一種多泥沙河流粗沙河床深層采樣方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟一、當(dāng)水下采樣設(shè)備接觸到河床后，啟動振動夯實(shí)機(jī)構(gòu)，采用振動夯實(shí)的方式將支撐腳扎入河底泥層，并利用加速度計監(jiān)測水下采樣設(shè)備的夯實(shí)過程，將4條支撐腳夯實(shí)在河底硬質(zhì)泥層里并保持穩(wěn)定姿態(tài)，根據(jù)加速度計的反饋信號判斷支撐框架穩(wěn)定后，關(guān)停振動夯實(shí)機(jī)構(gòu)；

步驟二、啟動鉆進(jìn)電機(jī)，鉆管深入粗沙硬質(zhì)河床進(jìn)行鉆進(jìn)采樣，根據(jù)底部觸碰開關(guān)反饋信號，停止鉆進(jìn)電機(jī)工作；啟動升降系統(tǒng)，將水下采樣設(shè)備吊出水面并做好樣品密封保存。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：在所述步驟一之前，所述水下采樣設(shè)備通過采樣船只運(yùn)行至測量區(qū)域，通過GPS接收機(jī)進(jìn)行定位，確定采樣點(diǎn)位置；通過水下測深儀確定采樣點(diǎn)水深；利用升降設(shè)備將水下采樣設(shè)備放入水中，通過水下通信電纜將所述水下采樣設(shè)備的姿態(tài)、加速度、水中含沙量等信號傳遞回采樣船只。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：當(dāng)所述水下采樣設(shè)備呈傾斜狀態(tài)時，采用伺服電機(jī)驅(qū)動螺旋機(jī)構(gòu)調(diào)整云臺與底座之間的夾角，使得所述水下采樣設(shè)備達(dá)到水平狀態(tài)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述水下采樣設(shè)備在下落、穩(wěn)定和采樣過程中，采用超聲含沙量計實(shí)時測量所述水下采樣設(shè)備周圍水質(zhì)的含沙量，當(dāng)超過預(yù)設(shè)值時，禁止鉆進(jìn)電機(jī)啟動或關(guān)閉鉆進(jìn)電機(jī)。