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水砣式浮泥層探測器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及疏浚領域，特別是涉及一種用于水深測量的水砣式浮泥層探測器，包括測繩和與該測繩連接的水砣；所述水砣包括水砣主體和支撐腳；所述水砣主體為多棱柱體，該水砣主體的每個柱面上均設置有由上向下張開的支撐腳，所述支撐腳的上端固定連接在該水砣主體上，該支撐腳的下端張開，從而所述支撐腳圍繞所述水砣主體構成籠式結構。本實用新型垂直穩定性極高，不會因為地形的坑坑洼洼造成水砣的翻側，減少水流對測深水砣體的影響，盡量保證水砣式浮泥層探測器垂直下降，提高測量準確性；并可在水深測量的同時，采集多種需要的數據，操作簡單，效率高，使測量精確度大大提升。
【專利說明】水砣式浮泥層探測器【技術領域】
[0001]本實用新型涉及疏浚領域，特別是涉及用于水深測量的一種水砣式浮泥層探測器。
【背景技術】
[0002]傳統上測量水深所使用的工具和儀器一般有測深桿、水砣(測深錘)和回聲測深儀
坐寸ο
[0003]水砣是一種用帶刻度的繩子系一個鉛錘的簡易測深與探測海底表面底質的工具。此工具已經存在了一百年以上的歷史，從人類開始探測水下世界，水砣已經有一個初步的雛形。當前已經有一系列的水砣用于海底探測和水下研究，但是對于水深超過30米以上的深基槽，因海底的水流影響，傳統水砣在水內垂直穩定性差，水流的影響加上地形影響，會產生不少的誤差，造成測量的效果偏差過大的問題。
[0004]而對于水下深基槽的建設，針對特種基槽的需求，會對基槽建設提出泥漿密度的探測，真實底質的檢驗等多方面的需求。如只采用單一項目測量設備雖可測，但因海上作業復雜性原因，須對多種測試快捷綜合評價才有效。而傳統的水砣無法完成上述的需求。傳統的水砣只是在重量和外形上稍有所不同，沒有其他更多的附加功能，無法針對水下深基槽開挖工程的水深及其他物理參數的測定，特別是針對測量水深超過30米以上深基槽的水深及水下其他物理參數，傳統水砣都無法勝任。
[0005]為了解決以上問題，本實用新型做了有益改進。 實用新型內容
[0006](一)要解決的技術問題
[0007]本實用新型的目的是提供一種受水流影響小的垂直穩定性高的水砣式浮泥層探測器。
[0008](二)技術方案
[0009]本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種水砣式浮泥層探測器，其特征在于，包括測繩和與該測繩連接的水砣；所述水砣包括水砣主體和支撐腳；所述水砣主體為多棱柱體，該水砣主體的每個柱面上均設置有由上向下張開的支撐腳，所述支撐腳的上端固定連接在該水砣主體上，該支撐腳的下端張開。
[0010]其中，所述每個支撐腳下端均通過腳撐與所述水砣主體連接。
[0011]而且，所述水砣主體為六棱柱體結構。
[0012]此外，所述水砣主體為中空結構。
[0013]進一步，還包括高靈敏度水壓力傳感器；該高靈敏度水壓力傳感器設置在所述水砣主體內部，并與設置在測繩內的電纜連接。
[0014]其中，所述水砣主體上設置有測量儀器，該測量儀器包括泥漿密度探測儀、表面聲速剖面儀、溫度傳感器、鹽度傳感器中的一種或幾種。[0015]或者，所述水砣主體上設置有測量儀器，該測量儀器包括泥漿密度探測儀和側體取樣器。
[0016]其中，上述測繩內部設有多芯電纜，該多芯電纜與所述測量儀器相連；該測繩外部采用鋼絲纜繩制成。
[0017]進一步，所述水砣主體上設有儀器托板。
[0018]而且，所述水砣主體設置有上蓋板和下底板；所述的上蓋板上設有吊環。
[0019](三)有益效果
[0020]與現有技術和產品相比，本實用新型有如下優點:
[0021]1、本實用新型的水砣式浮泥層探測器采用多棱柱籠式結構，特別是采用六腳站立模式，垂直穩定性極高，不會因為地形的坑坑洼洼造成水砣的翻側，減少水流對測深水砣體的影響，盡量保證水砣式浮泥層探測器垂直下降，提高測量準確性；
[0022]2、利用水砣式浮泥層探測器上安裝的高靈敏度水壓力傳感器，更精確的測量水砣式浮泥層探測器的水下垂直高度，并可驗證水砣式浮泥層探測器在水流沖擊下的漂移距離；
[0023]3、利用水砣式浮泥層探測器的六棱柱籠式結構，插入水下浮泥層，測量浮泥層的厚度和密度，并減少插入時所產生的浮泥層干擾，從而可以保證在垂直的狀態加減角度的范圍內使泥漿密度探測儀采集到有效數據；
[0024]4、利用水砣式浮泥層探測器的結構和復合電纜的測繩設計，可在水砣式浮泥層探測器上安裝不同需求的檢測設備，一次性完成多項水下物理特性的測量；并且通過本實用新型的實踐，可以快速、有效地檢測水下深基槽的水深特性和其他物理特征，滿足施工工藝規程。在水深測量的同時可以采集多種需要的數據，操作簡單，效率高，使測量精確度大大提升。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的主視圖；
[0026]圖2是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的側視圖；
[0027]圖3是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的俯視圖；
[0028]圖4是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的支撐腳結構示意圖；
[0029]圖5是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的儀器托板結構示意圖；
[0030]圖6是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的下底板結構示意圖；
[0031]圖7是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的上蓋板主視圖；
[0032]圖8是本實用新型實施例提供的水砣式浮泥層探測器的上蓋板去掉吊環后的俯視圖。
[0033]附圖中，各標號所代表的組件如下:
[0034]100.水砣主體；200.支撐腳；201.支撐腳上端；202.支撐腳下端；203.支撐腳主體;300.儀器上托板；301.托板折角；302.托板缺口 ；303.安裝孔；400.儀器下托板；500.腳撐；600.上蓋板；601.吊環；700.下底板。
【具體實施方式】[0035]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[0036]如圖1、圖2和圖3所示，本實施例提供一種水砣式浮泥層探測器，包括測繩(圖中未顯示)和與該測繩連接的水砣；所述水砣包括水砣主體100和支撐腳200 ;所述水砣主體為多棱柱體，該水砣主體的每個柱面上均設置有由上向下張開的支撐腳，支撐腳上端201固定連接在該水砣主體上，該支撐腳下端202張開，從而所述支撐腳圍繞所述水砣主體構成籠式結構。該支撐腳形成的籠式結構能夠有效保護水砣主體以及可能設置在該水砣主體上的檢測儀器；同時該水砣采用多個支撐腳的站立模式，可減少水砣翻側情況，垂直穩定性提高，可以減少水流對測深水砣體的影響，盡量保證測深水砣體垂直下降，保證測量準確性，同時可以實現垂直要求較高的數據采集，測量浮泥層的厚度和密度，例如泥漿密度探測儀的數據采集，并減少插入時所產生的浮泥層干擾。
[0037]上述水砣的每個支撐腳下端均通過腳撐500與水砣主體連接，支撐腳與腳撐圍繞水砣主體構成籠式結構，使支撐腳結構更穩固，更有效保護該多棱體水砣體，垂直穩定性提聞。
[0038]該多棱柱體形狀的水砣主體可以是實心結構，更優選的是中空結構，這樣可以在水砣主體內放置配重單元，可根據需要靈活調整配重。
[0039]水砣主體的多棱柱體結構，可以有多種實施方式，例如采用三棱體結構，或采用四棱體或五棱體結構，更優選的是采用六棱體結構。因為三棱柱體外的棱較少，對內部的儀器保護相對不足；四棱體因為只有四個腳，在地形復雜或水流影響較大時有可能會形成側翻的影響；五棱體因為是奇數腳，平衡支撐力不足，同樣有可能會造成側翻的影響。因此，相對來說，六棱體結構是最優選方案，既能保證最佳平衡和穩定性，并且又能很好地保護內部的儀器。
[0040]如圖4所示，支撐腳200連接在水砣主體100的支撐腳上端201和支撐地面的支撐腳下端202分別與支撐腳主體203形成152度的角度。該支撐腳200與腳撐500采用圓鋼彎曲而成。
[0041]水砣主體100內設置高靈敏度水壓力傳感器(圖未示)，并通過測繩中的電纜連接計算機系統，高靈敏度水壓力傳感器是測量從水砣到水面的距離，準確性高于水砣測得的距離，即可以通過該高靈敏度水壓力傳感器采集實時的水壓力，然后通過計算機系統換算成高度，這樣就可以得到逼近真實的水深值。同時，它也可驗證水砣式浮泥層探測器在水流沖擊下的漂移距離；水砣測量與水壓力傳感器測量兩者結合讓兩者的誤差有一個比對，可以按照現場的實際情況進行調整，靈活度較高。
[0042]請結合參閱圖1和圖5，水砣主體的六棱柱體上設有至少一個儀器托板，在本實施例中，水砣主體100上設有儀器上托板300和儀器下托板400，這樣可以在儀器上、下托板上安裝體積較大的測量儀器或配重砝碼，方便操作。該儀器上托板300和儀器下托板400采用鋼板制作。儀器上托板300的一端設有與水砣主體100的六棱柱形外形相配合的向內的120度折角301，從而貼合固定于六棱柱體形狀的水砣主體100上，儀器上托板300另一端設有方便安裝儀器的缺口 302以及安裝孔303。同樣，儀器下托板400與儀器上托板的形狀相同。
[0043]可以附加多種不同的檢測設備，如:泥漿密度探測儀、表面聲速剖面儀、溫度傳感器、鹽度傳感器等器材。[0044]泥漿密度探測儀的作用在于，檢測測深水砣體的在線水密度；
[0045]表面聲速剖面儀的作用在于，檢測測深水砣體所在海域的聲波速度，是用于調整泥漿密度探測儀和水壓力傳感器計算所需的參數；
[0046]溫度傳感器的作用在于，檢測測深水砣體所在海域的平均溫度，是用于調整泥漿密度探測儀和水壓力傳感器計算所需的參數；
[0047]鹽度傳感器的作用在于，檢測測深水砣體所在海域的鹽度，是用于調整泥漿密度探測儀和水壓力傳感器計算所需的參數。
[0048]此外，該探測儀設置有泥漿密度探測儀的情況下，還可包括測體取樣器，其作用在于:比對電子泥漿密度探測儀的采樣數據提供校驗實例。
[0049]上述儀器可以是單個設置，也可以全部集成為一整體設置在水砣式浮泥層探測器上。
[0050]上述儀器通過測繩連接，本實用新型的測繩采用多電纜復合設計，測繩內部使用多芯電纜結構，可以滿足不同的測量儀器數據傳輸的需要。測繩外部使用高強度鋼絲纜繩制成，能夠滿足水鉈最大掛載重量的3倍拉力，防止測深水砣體脫落。測繩外有固定的長度刻度，可以讓測量外業人員讀取測繩下放的長度，并把此數值輸入到信息處理系統進行平差。
[0051]請參閱圖6、圖7和圖8，水砣主體還包括有上蓋板600和下底板700，用以組成中空六棱柱體。該上蓋板600作為主要受力部件，上設有吊環601，用于通過測繩懸掛在智能絞車上，同時作為配重部分的艙蓋，使得所述儀器等配重能夠安全穩定的裝置在配重倉中。該上蓋板600和下底板700采用鋼板制作，吊環601采用圓鋼彎曲而成。
[0052]提供與本實施例配合使用的一套完整的配重砝碼，可以讓測深水砣體的本身自重的范圍從五十公斤到一百公斤之間隨意調整。不同的重量的測深水砣體可以抵抗因不同流速的水流所造成的垂直偏差。例如，砝碼的重量分別是:一公斤、兩公斤、五公斤和十公斤，能夠滿足不同的重量配置需求。
[0053]本實施例中，還有外接的計算機系統來處理當前水砣式浮泥層探測器的真實位置，外部潮位接收裝置接收潮位數據，通過水壓力傳感器傳回的壓力數據，結合溫度、鹽度的數據，通過物理上壓力和高度的關聯公式計算出水砣體在水面以下的距離，然后再加入潮位的數據，計算出真實的高層，校準當前水砣體落點的真實高層。高層就是水底地形到海平面的距離。
[0054]本實施例提供了一個簡易的信息處理系統，可以提供經平差后的較接近真實高層的水深值。此系統通過接入岸臺的潮位遙報信息，并接入放繩的長度、水壓力傳感器的壓力值，并配合溫度傳感器、鹽度傳感器等數據，通過物理上壓力和高度的關聯公式計算出水砣體在水面以下的距離，然后再加入潮位的數據，計算出真實的高層。通過標準的算法得到一個真實硬地質的高層數據。此系統還能把接收到的泥漿密度信息傳遞到專用泥漿密度分析平臺進行處理。
[0055]采用本實施例中的水砣式浮泥層探測器則可以通過安裝在探測器上的各種儀器來實時采集實時計算，能夠把得到的結果盡量的逼近真實值。
[0056]以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種水砣式浮泥層探測器，其特征在于，包括測繩和與該測繩連接的水砣；所述水砣包括水砣主體和支撐腳；所述水砣主體為多棱柱體,該水砣主體的每個柱面上均設置有由上向下張開的支撐腳，所述支撐腳的上端固定連接在該水砣主體上，該支撐腳的下端張開。
2.根據權利要求1所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，所述每個支撐腳下端均通過腳撐與所述水砣主體連接。
3.根據權利要求1所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，所述水砣主體為六棱柱體結構。
4.根據權利要求3所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，所述水砣主體為中空結構。
5.根據權利要求4所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，還包括高靈敏度水壓力傳感器；該高靈敏度水壓力傳感器設置在所述水砣主體內部，并與設置在測繩內的電纜連接。
6.根據權利要求4所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，所述水砣主體上設置有測量儀器，該測量儀器包括泥漿密度探測儀、表面聲速剖面儀、溫度傳感器、鹽度傳感器中的一種或幾種。
7.根據權利要求4所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，所述水砣主體上設置有測量儀器，該測量儀器包括泥漿密度探測儀和側體取樣器。
8.根據權利要求6或7所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，測繩內部設有多芯電纜，該多芯電纜與所述測量儀器相連；該測繩外部采用鋼絲纜繩制成。
9.根據權利要求8所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，所述水砣主體上設有儀器托板。
10.根據權利要求8所述的水砣式浮泥層探測器，其特征在于，所述水砣主體設置有上蓋板和下底板；所述的上蓋板上設有吊環。
【文檔編號】G01D21/02GK203443608SQ201320511003
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】高耿明, 白萬里, 黃幼明, 楊景鵬, 柯彥, 許子德 申請人:中交廣州航道局有限公司