[發明專利]壓感式河湖底泥厚度測量儀

在審

• 申請號: 201710151539.0
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106855402A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 陳億軍;席本強;薛強;姜利國;何星星
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;江蘇中宜生態土研究院有限公司
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司11570
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及河湖清淤工程技術領域，特別涉及一種壓感式河湖底泥厚度測量儀。

背景技術

為改善湖泊的水質，保證河道的正常泄洪能力，我國每年都開展大規模的湖泊、河道清淤工程。每項清淤工程開始前都需要根據河湖淤泥泥性和污染情況，確定清淤深度，計算清淤總量，以便能完全清楚污染的河湖底泥、合理地進行資金投入和人員設備安排。因此，對河湖底泥的厚度進行準確測量是清淤的關鍵。

現有技術中，采用較為廣泛的測量河湖底泥厚度的方法是傳統的插竿量測；即將一根長竿插入湖底后拔出，測量出竿上沾有底泥部分的長度，得到所測量區域底泥的厚度。這種方法使用簡單，但測量誤差較大；一方面因為人為操作難以保證測竿豎直插入湖底，也很難確保測竿插入的深度就是底泥的真正厚度；另一方面測竿在拔起的過程中由于水的沖洗作用會使竿上的部分底泥發生掉落，嚴重影響測量的準確性，并且完全依靠人力進行工作效率較慢。此外，在一些清淤工程中也出現過聲波法等電子類測量儀器，但由于水中的雜質和渾濁介質容易對聲波信號造成干擾，致使電子測量儀難以準確測量出底泥的高度，從而很難精確地換算出底泥的厚度。

發明內容

本發明提供一種壓感式河湖底泥厚度測量儀，解決現有技術中河湖底泥厚度測量精度低，可靠性差，適應能力差的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種壓感式河湖底泥厚度測量儀，包括：壓力傳感結構、加壓桿、位移計量結構、驅動結構以及測量控制器；

所述壓力傳感結構設置在所述加壓桿一端；

所述位移計量結構與所述加壓桿相連，計量所述加壓桿的軸向位移；

所述驅動結構與所述加壓桿相連，驅動所述加壓桿軸向移動；

所述測量控制器分別與所述壓力傳感結構和所述位移計量結構相連，獲取壓力值和軸向位移。

進一步地，所述驅動結構包括：加壓桿導向架、進給傳動膠輪以及驅動元件；

所述加壓桿固定在所述加壓桿導向架上，可軸向移動；

所述進給傳動膠輪抵靠在所述加壓桿側壁上，與所述加壓桿傳動相連；

所述驅動元件固定在所述加壓桿導向架上，與所述進給傳動膠輪傳動相連。

進一步地，所述位移計量結構包括：旋轉編碼器；

所述旋轉編碼器與所述進給傳動膠輪相連，并與所述測量控制器相連。

進一步地，所述進給傳動膠輪包括：對稱設置在所述加壓桿兩側的第一進給傳動膠輪和第二進給傳動膠輪；

所述第一傳進給動膠輪和所述第二進給傳動膠輪分別與所述驅動元件傳動相連。

進一步地，所述壓力傳感結構包括：壓感頭、壓力傳感器、壓力傳導結構以及壓泥頭；

所述壓感頭固定在所述加壓桿底端；

所述壓力傳感器設置在所述壓感頭上，并通過所述壓力傳導結構與所述壓泥頭相連；

所述壓力傳感器與所述測量控制器相連。

進一步地，所述壓感頭內部開設空腔；

所述壓力傳導結構包括：與所述空腔匹配的壓感活塞以及加壓活塞；

所述壓力傳感器設置在所述空腔頂端，所述壓感活塞置于所述空腔內抵靠在所述壓力傳感器上；

所述加壓活塞置于所述空腔內，與所述壓感活塞間留有間隙；

所述加壓活塞通過活塞桿與所述壓泥頭相連。

進一步地，所述壓力傳感結構還包括：彈簧；

所述彈簧設置在所述壓泥頭和所述壓感頭之間，所述彈簧頂端與所述壓感頭相連，所述彈簧底端與所述壓泥頭相連；

所述活塞桿位于所述彈簧內。

進一步地，所述壓力傳感結構還包括：隔水密封結構；

所述隔水密封結構分別與所述壓泥頭和所述壓感頭外側壁相連。

進一步地，所述隔水密封結構包括：包布、第一包布卡圈以及第二包布卡圈；

所述包布上部通過所述第一包布卡圈壓緊在所述壓感頭外壁上；

所述包布下部通過所述第二包布卡圈壓緊在所述壓泥頭外壁上。

一種基于所述的壓感式河湖底泥厚度測量儀的河湖底泥厚度測量方法，包括：

所述驅動結構驅動所述加壓桿向底泥移動；

所述位移計量結構實時計量所述加壓桿的軸向位移；所述壓力傳感結構監測加壓桿的軸向壓力；所述測量控制器實時獲取所述軸向壓力和軸向位移；

當所述軸向壓力的變化量大于第一預設值時，所述測量控制器獲取第一軸向位移測量值；

當所述軸向壓力的變化量大于第二預設值時，所述測量控制器獲取第二軸向位移測量值；