[go: up one dir, main page]

CN111579310A - 一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法 - Google Patents

一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111579310A
CN111579310A CN202010549000.2A CN202010549000A CN111579310A CN 111579310 A CN111579310 A CN 111579310A CN 202010549000 A CN202010549000 A CN 202010549000A CN 111579310 A CN111579310 A CN 111579310A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
electromagnetic valve
bottle
automatic return
iron core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010549000.2A
Other languages
English (en)
Inventor
赵辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Zhongkan Geological Exploration Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Zhongkan Geological Exploration Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Zhongkan Geological Exploration Co ltd filed Critical Jiangsu Zhongkan Geological Exploration Co ltd
Priority to CN202010549000.2A priority Critical patent/CN111579310A/zh
Priority to PCT/CN2020/096935 priority patent/WO2021253364A1/zh
Publication of CN111579310A publication Critical patent/CN111579310A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/16—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state with provision for intake at several levels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/12—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis
    • B26D1/25—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member
    • B26D1/26—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member moving about an axis substantially perpendicular to the line of cut
    • B26D1/28—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member moving about an axis substantially perpendicular to the line of cut and rotating continuously in one direction during cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B26D5/086—Electric, magnetic, piezoelectric, electro-magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法，属于智能找水技术领域，其中一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，通过在采水瓶的周向设置了切割装置，在采样下降的过程中，通过切割装置切除多余的海草，保证了采用瓶下降的顺利同时能下降到设定的深度，保证了设置采用的顺利进行，同时在采水瓶上面的设置定位器便于实时监视采水器的位置，通过压力传感器获知深，避免了实用钢丝绳计量带来的误差，通过释放机构启动，将配重体释放进而采水瓶受到正浮力得以上浮，并且在上浮的过程中完成剖面采样。

Description

一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，具体是一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法。
背景技术
对于河流、湖泊、海洋等天然水系，现有技术常用采样方法有借助于船只或桥梁的采样法或涉水采样。采样的主要方式有三种：采水器采样、用泵抽取水样、自动采样及现场富集采样，其中以采水器法较为通用。
为了适应水体的环境污染检测，水文物理观察和生物地球化学研究的发展，分别出现了手动采水器、机械式采水器和自动采水器，现在技术的采水装置采样时，沿采样缆绳滑下使锤，使锤启动瓶盖关闭装置，瓶子上的弹簧或橡皮筋弹力使两端瓶盖密合，采集到水样，然而这种采用需要利用船舶外力将采水器丢入到河流、湖泊、海洋中，而且取样时同样需要外力将采水器取上来，而且采样的过程中，因为水下中是有很多不可变的因素，不一定能下降至设于的深度进行采用，当遇到海草缠绕住采水器的时，没有办法脱身，需要人为下潜才能将其解脱。
发明内容
发明目的：一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，包括主壳体，设置在主壳体一端的释放机构，设置在所述主壳体另一端的关闭机构，固定安装在所述主壳体周向的至少4个固定换套，设置所述固定环套的采水瓶，以及设置在所述采水瓶周向的用于水草的切割装置；
所述主壳体包括密封仓，设置在所述密封仓内部的并且螺接在所述关闭机构上面的支杆，固定安装在所述支杆上面的传感器垫板，以及设置在传感器垫板上面的压力传感器和电路板，螺接在所述支杆顶部的支架，以及放置在所述密封仓里面的与电路板的附近的干燥剂。
在进一步实施例中，所述主壳体设计成中空结构的圆柱型，并且所述主壳体的端面上设置了若干个螺纹孔，
所述主壳体采用LY12型号热处理强化铝制作完成。
在进一步实施例中，所述关闭机构包括与所述主壳体连接在一起的电磁阀仓，螺接在所述电磁阀仓上面的采水瓶端盖，螺接在所述电磁阀仓上面的与采水瓶相等数量的电磁阀，设置在所述采水瓶端盖上面的销轴定位架，插接在所述销轴定位架上面的销轴，螺接在所述采水瓶端盖上面的顶板，设置在所述采水瓶端盖上面的并且位于所述顶板的端面上面橡胶膜，设置在所述电磁阀仓上面的水密接头，设置在所述电磁阀仓内壁上面的电磁阀垫圈，设置在电磁阀仓的内部并且与所述电磁阀和水密接头连接在一起的挡板；
所述挡板选用环氧树脂板材料制作完成。
在进一步实施例中，所述采水瓶端盖的周向与电磁阀仓的周向分别设置有凹槽，所述凹槽中适配有O型圈；
所述水密接头的芯数根据采水瓶的数量确定，为n+1，其中一芯为其他电磁阀的电源公共端，另外的接各个点电磁阀的电源输入端；
所述电磁阀包括动铁芯，缠绕在所述动铁芯周向的线圈，设置在所述动铁芯端部的静铁芯，卡接在所述线圈外测的外壳，与所述线圈连接在一起的控制线，设置在所述动铁线上面的复位弹簧。
在进一步实施例中，电磁阀仓的内部注满惰性矿物油，并且所述电磁阀仓的外部设置了耐油橡胶膜。
在进一步实施例中，所述释放机构包括释放盖板，设置在所述释放盖板上面的支架，设置在所述支架上面的脱钩，设置在所释放盖板上面的并且位于所述密封仓内部的驱动电机，固定安装在所述释放盖板上面的密封盘，设置在所述密封盘上面的第一保护套，设置在所述第一保护套上面的螺钉，在护套下端用一个螺钉顶住脱钩挡块，通过调整该螺钉伸入护套的长度而有效支撑连接轴，避免由于连接轴末端的悬空而对电机轴额外加载力和增加O形圈的转动摩擦力。
所述驱动电机包括电机，与电机连接在一起的连接轴，固定在所述电机上面的连接套，以及固定在连接套两端的两位限位开关；
所述连接轴伸出密封仓的部分位于所述第一保护套的内部，并且连接轴的末端固定有脱钩挡块；所述脱钩的另一端搭接在脱钩挡块的上面；
所述连接轴的上面设置了至少两个凹槽，并且凹糟的上面适配有O型圈。
在进一步实施例中，切割装置包括设置在外壳体上面的圆形框架，设置在所述圆形框架上面的支撑板，设置在所述圆形框架上面的驱动电机，连接在所述驱动电机上面的柱体，设置在所述柱体上面的若干个切割刀片；
所述切割刀片设计叶片型，一侧与柱体连接另一端与所述支撑板连接在一起。
在进一步实施例中，所述切割刀片选用不锈钢材质制作完成；
所述圆形框架的端部设置第二保护套，并且保护槽设计成凸型；
所述第二保护套包括安装面，所述安装面的上面设置了两个凹槽，所述凹槽中适配有密封圈。
在进一步实施例中，所述采水瓶上升过程受力为B：
Figure BDA0002541784300000031
FL＝ρ*g*v (2)
式中：S第一方向向上的位移；
W——采水器自重；
F——在海水中所受浮力；
D——运动过程中所受海水阻力，与运动方向相反；
ρ——海水密度，ρ＝1026Kg3/m；
V——采水器排水体积；
g——重力加速度，g＝9.8m/s2；
所述采水瓶D为：
Figure BDA0002541784300000032
U——采水器的运动速度；
ρ——运动介质(海水)密度；
A——采水器的迎流面积(在垂直于无穷远处流的平面内的投影面积)；
Cd——采水器总阻力系数，在不考虑物体表面粗糙度及环境流体的脉动时，总阻力系数是无量纲系数，只与雷诺数有关；
其中水平方向收到流体的作用力为F；
F＝0.5ρs0CDV2 (4)
水平方向的静平衡为F＝TH。
在进一步实施例中，一种基于水文勘探用自动返回式采水装置的工作方法，包括如下步骤：
步骤1、接通电源，初始化工作，接收上位机的指令；
步骤2、判断运行阶段、操作人员进行自检，通过人机交互界面输入假定的压力值检查配重装置是否能够释放和采水瓶能否正却关闭，判断采水瓶的运动状态；
步骤3、当判断采水瓶没有异常时，开始采样工作；
步骤4、在人机交互界面设置预置的深度值；
步骤5、然后将预制直从ASCII转换为压缩BCD；
步骤6、转换完成之后，压力传感器发送指令，并且保存反馈值；
步骤7、将压力值从ASCII转换为压缩BCD，与预设值比较，是否到达预定的抛重深度，如果判断不符合预设的深度重复5到步骤7，如果判断合格；
步骤8、如果判断合格将控制系统为电磁阀通电，线圈通电后，静铁芯产生的磁吸动动铁芯，第一个采水瓶线套接在销轴定位架处受限脱落，卡盖受采水瓶内橡胶绳的拉力作用，关门，然后完成采样作用，当线圈断电后动铁芯在复位弹簧的作用下复位；
步骤9、重复步骤5至步骤7，再次判断采水深度是否合格，不合格重复步骤5至步骤7，合格将n个采水瓶，关闭采水瓶卡盖，判断是否最后一瓶，不是继续重复步骤5至步骤7，然后结束。
有益效果：本发明公开了一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，通过在采水瓶的周向设置了切割装置，在采样下降的过程中，通过切割装置切除多余的海草，保证了采用瓶下降的顺利同时能下降到设定的深度，保证了设置采用的顺利进行，同时在采水瓶上面的设置定位器便于实时监视采水器的位置，通过压力传感器获知深，避免了实用钢丝绳计量带来的误差，通过释放机构启动，将配重体释放进而采水瓶受到正浮力得以上浮，并且在上浮的过程中完成剖面采样。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的密封仓的局部图；
图3为本发明中的释放机构的剖视图；
图4为本发明的关闭机构的剖视图；
图5为本发明的俯视图；
图6为本发明的切割装置的主视图；
图7为本发明的主壳体的俯视图；
图8为本发明的销轴的局部截面图；
图9为本发明的工作流程图。
附图标记为：主壳体1、密封仓101、支杆102、传感器垫板103、压力传感器104、支架105、干燥剂106、电路板107、释放机构2、释放盖板201、释放支架202、脱钩203、驱动电机204、密封盘205、第一保护套206、螺钉207、电机208、连接轴209、连接套210、限位开关211、脱钩挡块212、关闭机构3、电磁阀仓301、关闭端盖302、电磁阀303、销轴定位架304、销轴305、顶板306、电磁阀垫圈307、挡板308、凹槽309、O型圈310、动铁芯311、线圈312、静铁芯313、外壳314、控制线315、复位弹簧316、水密接头317、固定环套4、采水瓶5、切割装置6、圆形框架601、支撑板602、切割电机603、柱体604、切割刀片605、第二保护套606、安装面607、密封圈608。
具体实施方式
经过申请人的研究分析，现有技术为了适应水体的环境污染检测，水文物理观察和生物地球化学研究的发展，分别出现了手动采水器、机械式采水器和自动采水器，现在技术的采水装置采样时，沿采样缆绳滑下使锤，使锤启动瓶盖关闭装置，瓶子上的弹簧或橡皮筋的弹力使两端瓶盖密合，采集到水样，然而这种采用需要利用船舶外力将采水器丢入到河流、湖泊、海洋中，而且取样时同样需要外力将采水器取上来，而且采样的过程中，因为水下中是有很多不可变的因素，不一定能下降至设于的深度进行采用，当遇到海草缠绕住采水器的时，没有办法脱身，需要人为下潜才能将其解脱。根据这些问题，申请人提出了一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，具体方案如下。
一种基于水文勘探用自动返回式采水装置由主壳体1、释放机构2、关闭机构3、采水瓶5、切割机构等几部分组成。所述释放结构设置在所述主壳体1一端，所述关闭机构3设置在所述主壳体1的另一端，至少4组的所述固定环套4固定安装在所述主壳体1的周向，所述采水瓶5设置所述固定环套4的上面，所述切割装置6设置在所述采水瓶5的周向用于切割水草。
其中所述主壳体1包括密封仓101、支杆102、传感器垫板103、压力传感器104、支架105、干燥剂106、电路板107；所述主壳体1设计成中空结构的圆柱型，圆柱筒体的选材容易、制作加工方便，内腔可用空间大、耐压能力强，因此主壳体1设计成圆柱型，所述支杆102设置在所述密封仓101的内部并且螺接在所述关闭机构3的上面，所述传感器垫板103固定安装在所述支杆102的上面，所述压力传感器104设置在传感器垫板103的上面，所述电路板107设置在传感器垫板103的上面，所述支架105螺接在所述支杆102的顶部，所述干燥剂106放置在所述密封仓101的里面并且位于电路板107的附近，所述主壳体1的端面上设置了若干个螺纹孔，并且所述主壳体1采用LY12型号热处理强化铝制作完成，所述采水瓶5的控制系统主要由压力传感器104和电路板107组成，压力传感器104采用石英温度传感器的输出对压力信号进行补偿，传感器在-50～107摄氏度的宽广的温度范围都能使用，而且无需预热。为了方便数据格式，电路板107上面的单片机与压力传感器104通信连接，采水瓶5在水中作业时，单片机不断向压力传感器104发出读取压力的指令，并且不断的收到压力传感器104反馈的压力值，并且与事先设定的深度值进行比较。
具体的，平时自动返回式采水装置的工作环境大都采湿热的环境中，在其浸入冷水中工作时，密封仓101容易造层冷凝，环境的湿度将腐蚀密封性能较差的元器件，造成焊点脱落或接头断裂。因此在电路板107附近放置干燥剂106。
所述释放机构2包括释放盖板201、释放支架202、脱钩203、驱动电机204、密封盘205、第一保护套206、螺钉207、电机208、连接轴209、连接套210、限位开关211、脱钩挡块212；其中所述释放盖板201设置在主壳体1的端部，所述释放支架105设置在所述释放盖板201的上面，所述脱钩203设置在所述释放支架105的上面，所述驱动机构设置在所释放盖板201上面的并且位于所述密封仓101的内部，所述密封盘205固定安装在所述释放盖板201的上面，所述第一保护套206设置在所述密封盘205的上面，螺钉207设置在所述第一保护套206的上面；其中所述电机208设置在所释放盖板201的上面、并且位于所述密封仓101的内部，所述连接轴209与驱动电机204连接在一起，所述连接套210固定在所述电机208的上面，所述两位限位开关211固定在连接套210的两端。
具体的，所述连接轴209伸出密封仓101的部分位于所述第一保护套206的内部，并且连接轴209的末端固定有脱钩挡块212；所述脱钩203的另一端搭接在脱钩挡块212的上面；考虑到硬铝合金材料较软进而所述脱钩203挡块采用304不锈钢制作完成。脱钩支架105焊接于释放端盖的外侧，脱钩203的一端与脱钩203支架105通过螺栓转动连接，可绕螺栓自由转动，脱钩203的另一端在悬挂配重体时搭接在脱钩挡块212的上面，所述连接轴209的上面设置了至少两个凹槽309，并且凹糟的上面适配有OO型圈310。通过脱钩挡块212作为支撑脱钩203，位置在护套内，用螺钉207固定在连接轴209末端，通过调整该螺钉207伸入护套的长度而有效支撑连接轴209，避免由于连接轴209末端的悬空而对电机208轴额外加载力和增加O形圈的转动摩擦力。通过在护套下端用一个螺钉207顶住脱钩挡块212，目的是通过调整该螺钉207伸入护套的长度而有效支撑连接轴209，避免由于连接轴209末端的悬空而对电机208轴额外加载力和增加O形圈的转动摩擦力。
具体的，入水前，进行配重体的悬挂。初始状态是脱钩203呈自由状态，可绕脱钩203支架105上的螺栓自由转动，未得到脱钩挡块212的支撑同时螺钉207由电机208带动顶在限位开关211上，此时可将配重体挂在脱钩203上，用手扶住脱钩203，放置于脱钩203间隙处，此时电机208一旦通电，其电枢电流方向即变反，转动方向变反，通过限位开关211给控制系统发出“挂钩”的信好，电机208通电，转动方向为由限位开关211S-loose至限位开关211S-load，所述电机208带动螺钉207和脱钩挡块212转动，直到限位螺钉207顶至限位开关211S-load上，电机208断电，电机208轴和连接轴209停止转动由此脱钩挡块212随螺钉207转动90度，刚好挡住护套的间隙，此时脱钩203挡块可支撑脱钩203，配重体稳固悬挂。悬挂配重体后，采水瓶5入水，在水中受到负浮力而自由下潜；当采水瓶5到达预设“释放配重体”深度时，控制系统使电机208通电，带动限位螺钉207转动，此时方向为自限位开关211S-load至限位开关211S-loose，脱钩203挡块随连接轴209转动，脱钩203失去支撑，从护套的间隙脱离，配重体随之释放脱落。
所述关闭机构3包括电磁阀仓301、端盖302、电磁阀303、销轴定位架304、销轴305、顶板306、电磁阀垫圈307、挡板308、凹槽309、O型圈310、动铁芯311、线圈312、静铁芯313、外壳314、控制线315、复位弹簧316、水密接头317；其中所述电磁阀仓301所述主壳体1连接在一起，所述关闭端盖302螺接在所述电磁阀仓301的上面，所述电磁阀303螺接在所述电磁阀303仓301上面的与采水瓶5相等数量，所述销轴305定位架304设置在所述关闭端盖302的上面，所述销轴305插接在所述销轴305定位架304的上面，所述顶板306螺接在所述关闭端盖302的上面，所述橡胶膜设置在所述关闭端盖302上面的并且位于所述顶板306的端面，所述水密接头317设置在所述电磁阀303仓301的上面，所述电磁阀垫圈307设置在所述电磁阀仓301内壁的上面，所述挡板308设置在电磁阀仓301的内部并且与所述电磁阀303和水密接头317连接在一起，所述挡板308选用环氧树脂板材料制作完成。
具体的，所述采水瓶5端盖的周向与电磁阀仓301的周向分别设置有凹槽309，所述凹槽309中适配有OO型圈310，所述水密接头317的芯数根据采水瓶5的数量确定，为n+1，其中一芯为其他电磁阀303的电源公共端，另外的接各个点电磁阀303的电源输入端；所述电磁阀303包括动铁芯311，所述线圈312缠绕在所述动铁芯311的周向，所述静铁芯313设置在所述动铁芯311的端部，所述外壳314卡接在所述线圈312的外测，所述控制线315与所述线圈312连接在一起，所述复位弹簧316设置在所述动铁线的上面。
具体的，在海水采样中，不论是数个采样瓶安置在葵花式采水瓶5，还是直接装挂在水文缆绳上，均利用采样瓶的“开－闭”或“闭－开－闭”的工作原理，即施放时两卡盖打开，瓶体处于冲洗状态，在到达预定采水深度后，由系统给出释放信号锤，关闭卡盖，实现采样，所述采水瓶5固定在圆柱状防水耐压的主壳体1外部周围，采水瓶5内有一根足够强度的橡皮筋，连接设于采样瓶两端部的卡盖。两卡盖上均连接系线，其实一端卡盖的尼龙单丝末端系一个挂环，另一端卡盖的尼龙单丝末端打结成圆套，采样工作时，将采样瓶卡盖打开，尼龙单丝末端的圆套穿过挂环，套在位于销轴定位架304的销轴305上，由此采样瓶呈打开姿态就位。当到达各预定采水深度时，控制系统为相应电磁阀303通电。线圈312通电后，静铁芯313产生的磁力吸动动铁芯311，由此带动销轴305迅速向电磁阀仓301方向运动。运动行程为3-5mm。销轴305一动作，采水瓶5系线圆套就会在销轴305定位架304处受限脱落，卡盖受采水瓶5内橡胶绳拉力作用，随之关闭，从而完成在该深度上的采水任务。当线圈312断电后，动铁芯311在复位弹簧316作用下复位。
具体的，电磁阀仓301内注满惰性矿物油，为了避免矿物油在水压下进入主壳体1，在水密接头317与电磁阀仓301底部接触面上加一道O形圈，并在外端盖上安装耐油橡胶膜，以此保持电磁阀仓301内油压和外界水压的平衡。销轴305在动铁芯311带动下动作时不会将外界水带入电磁阀303仓301，保证了密封效果。
所述切割装置6包括圆形框架601、支撑板602、切割电机603、柱体604、切割刀片605、第二保护套606、安装面607、密封圈608；所述圆形框架601设置在外壳314体的上面，所述支撑板602设置在所述圆形框架601的上面，所述切割电机208设置在所述圆形框架601的上面，所述柱体604连接在所述切割电机603的上面，所述切割刀片605设置在所述柱体604的上面，所述切割刀片605设计叶片型，一侧与柱体604连接另一端与所述支撑板602连接在一起所述切割刀片605选用不锈钢材质制作完成；所述圆形框架601的端部设置第二保护套606，并且保护槽设计成凸型；所述第二保护套606包括安装面607，所述安装面607的上面设置了两个凹槽309，所述凹槽309中适配有密封圈608；多个所述切割刀片605以圆形框架601的轴心为中心环形均布分部。通过切割电机603的转动带动着柱体604转动，进而带动着切割刀片605转动进而切割周围的水草或者其他的杂物。
所述采水瓶上升过程受力为：
Figure BDA0002541784300000091
FL＝ρ*g*v (2)
式中：S第一方向向上的位移；
W——采水器自重；
F——在海水中所受浮力；
D——运动过程中所受海水阻力，与运动方向相反；
ρ——海水密度，ρ＝1026Kg3/m；
V——采水器排水体积；
g——重力加速度，g＝9.8m/s2；
所述采水瓶D为：
Figure BDA0002541784300000092
U——采水器的运动速度；
ρ——运动介质(海水)密度；
A——采水器的迎流面积(在垂直于无穷远处流的平面内的投影面积)；
Cd——采水器总阻力系数，在不考虑物体表面粗糙度及环境流体的脉动时，总阻力系数是无量纲系数，只与雷诺数有关；
其中水平方向收到流体的作用力为F；
F＝0.5ρs0CDV2 (4)
水平方向的静平衡为F＝TH。
一种基于水文勘探用自动返回式采水装置的工作方法，包括如下步骤：
步骤1、接通电源，初始化工作，接收上位机的指令；
步骤2、判断运行阶段、操作人员进行自检，通过人机交互界面输入假定的压力值检查配重装置是否能够释放和采水瓶5能否正却关闭，判断采水瓶5的运动状态；
步骤3、当判断采水瓶5没有异常时，开始采样工作；
步骤4、在人机交互界面设置预置的深度值；
步骤5、然后将预制直从ASCII转换为压缩BCD；
步骤6、转换完成之后，压力传感器104发送指令，并且保存反馈值；
步骤7、将压力值从ASCII转换为压缩BCD，与预设值比较，是否到达预定的抛重深度，如果判断不符合预设的深度重复5到步骤7，如果判断合格；
步骤8、如果判断合格将控制系统为电磁阀303通电，线圈312通电后，静铁芯313产生的磁吸动动铁芯311，第一个采水瓶5线套接在销轴305定位架304处受限脱落，卡盖受采水瓶5内橡胶绳的拉力作用，关门，然后完成采样作用，当线圈312断电后动铁芯311在复位弹簧316的作用下复位；
步骤9、重复步骤5至步骤7，再次判断采水深度是否合格，不合格重复步骤5至步骤7，合格将n个采水瓶5，关闭采水瓶5卡盖，判断是否最后一瓶，不是继续重复步骤5至步骤7，然后结束。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于，包括主壳体，设置在主壳体一端的释放机构，设置在所述主壳体另一端的关闭机构，固定安装在所述主壳体周向的至少4个固定环套，设置所述固定环套的采水瓶，以及设置在所述采水瓶周向的用于切割水草的切割装置；
所述主壳体包括密封仓，设置在所述密封仓内部的并且螺接在所述关闭机构上面的支杆，固定安装在所述支杆上面的传感器垫板，以及设置在传感器垫板上面的压力传感器和电路板，螺接在所述支杆顶部的支架，以及放置在所述密封仓里面的并且位于电路板的附近的干燥剂。
2.根据权利要求1所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于：所述主壳体设计成中空结构的圆柱型，并且所述主壳体的端面上设置了若干个螺纹孔，
所述主壳体采用LY12型号热处理强化铝制作完成。
3.根据权利要求1所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于：所述关闭机构包括与所述主壳体连接在一起的电磁阀仓，螺接在所述电磁阀仓上面的关闭端盖，螺接在所述电磁阀仓上面的与采水瓶相等数量的电磁阀，设置在所述关闭端盖上面的销轴定位架，插接在所述销轴定位架上面的销轴，螺接在所述关闭端盖上面的顶板，设置在所述关闭端盖上面的并且位于所述顶板端面的橡胶膜，设置在所述电磁阀仓上面的水密接头，设置在所述电磁阀仓内壁上面的电磁阀垫圈，设置在电磁阀仓的内部并且与所述电磁阀和水密接头连接在一起的挡板；
所述挡板选用环氧树脂板材料制作完成。
4.根据权利要求3所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于：所述采水瓶端盖的周向与电磁阀仓的周向分别设置有凹槽，所述凹槽中适配有O型圈；
所述水密接头的芯数根据采水瓶的数量确定，为n+1，其中一芯为其他电磁阀的电源公共端，另外的接各个点电磁阀的电源输入端；
所述电磁阀包括动铁芯，缠绕在所述动铁芯周向的线圈，设置在所述动铁芯端部的静铁芯，卡接在所述线圈外测的外壳，与所述线圈连接在一起的控制线，设置在所述动铁线上面的复位弹簧。
5.根据权利要求3所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于：电磁阀仓的内部注满惰性矿物油，并且所述电磁阀仓的外部设置了耐油橡胶膜。
6.根据权利要求1所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于：所述释放机构包括释放盖板，设置在所述释放盖板上面的释放支架，设置在所述释放支架上面的脱钩，设置在所释放盖板上面的并且位于所述密封仓内部的驱动机构，固定安装在所述释放盖板上面的密封盘，设置在所述密封盘上面的第一保护套，设置在所述第一保护套上面的螺钉；
所述驱动机构包括电机，与电机连接在一起的连接轴，固定在所述电机上面的连接套，以及固定在连接套两端的两位限位开关；
所述连接轴伸出密封仓的部分位于所述第一保护套的内部，并且连接轴的末端固定有脱钩挡块；所述脱钩的另一端搭接在脱钩挡块的上面；
所述连接轴的上面设置了至少两个凹槽，并且凹糟的上面适配有O型圈。
7.根据权利要求1所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于：切割装置包括设置在外壳体上面的圆形框架，设置在所述圆形框架上面的支撑板，设置在所述圆形框架上面的切割电机，连接在所述切割电机上面的柱体，设置在所述柱体上面的若干个切割刀片；
所述切割刀片设计叶片型，一侧与柱体连接另一端与所述支撑板连接在一起。
8.根据权利要求7所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于；所述切割刀片选用不锈钢材质制作完成；
所述圆形框架的端部设置第二保护套，并且保护槽设计成凸型；
所述第二保护套包括安装面，所述安装面的上面设置了两个凹槽，所述凹槽中适配有密封圈；
多个所述切割刀片以圆形框架的轴心为中心环形均布分部。
9.根据权利要求1所述的一种基于水文勘探用自动返回式采水装置，其特征在于，所述采水瓶上升过程受力为：
Figure FDA0002541784290000021
FL＝ρ*g*v (2)
式中：S第一方向向上的位移；
W——采水器自重；
F——在海水中所受浮力；
D——运动过程中所受海水阻力，与运动方向相反；
ρ——海水密度，ρ＝1026Kg3/m；
V——采水器排水体积；
g——重力加速度，g＝9.8m/s2；
所述采水瓶D为：
Figure FDA0002541784290000031
U——采水器的运动速度；
ρ——运动介质(海水)密度；
A——采水器的迎流面积(在垂直于无穷远处流的平面内的投影面积)；
Cd——采水器总阻力系数，在不考虑物体表面粗糙度及环境流体的脉动时，总阻力系数是无量纲系数，只与雷诺数有关；
其中水平方向收到流体的作用力为F；
F＝0.5ρs0 CD V2(4)
水平方向的静平衡为F＝TH。
10.一种基于水文勘探用自动返回式采水装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、接通电源，初始化工作，接收上位机的指令；
步骤2、判断运行阶段、操作人员进行自检，通过人机交互界面输入假定的压力值检查配重装置是否能够释放和采水瓶能否正却关闭，判断采水瓶的运动状态；
步骤3、当判断采水瓶没有异常时，开始采样工作；
步骤4、在人机交互界面设置预置的深度值；
步骤5、然后将预制直从ASCI I转换为压缩BCD；
步骤6、转换完成之后，压力传感器发送指令，并且保存反馈值；
步骤7、将压力值从ASCI I转换为压缩BCD，与预设值比较，是否到达预定的抛重深度，如果判断不符合预设的深度重复5到步骤7，如果判断合格；
步骤8、如果判断合格将控制系统为电磁阀通电，线圈通电后，静铁芯产生的磁吸动动铁芯，第一个采水瓶线套接在销轴定位架处受限脱落，卡盖受采水瓶内橡胶绳的拉力作用，关门，然后完成采样作用，当线圈断电后动铁芯在复位弹簧的作用下复位；
步骤9、重复步骤5至步骤7，再次判断采水深度是否合格，不合格重复步骤5至步骤7，合格将n个采水瓶，关闭采水瓶卡盖，判断是否最后一瓶，不是继续重复步骤5至步骤7，然后结束。
CN202010549000.2A 2020-06-16 2020-06-16 一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法 Pending CN111579310A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010549000.2A CN111579310A (zh) 2020-06-16 2020-06-16 一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法
PCT/CN2020/096935 WO2021253364A1 (zh) 2020-06-16 2020-06-19 一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010549000.2A CN111579310A (zh) 2020-06-16 2020-06-16 一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111579310A true CN111579310A (zh) 2020-08-25

Family

ID=72110022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010549000.2A Pending CN111579310A (zh) 2020-06-16 2020-06-16 一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111579310A (zh)
WO (1) WO2021253364A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112394187A (zh) * 2020-12-30 2021-02-23 安徽中科大赛悟科技有限公司 一种基于无人船的水质采样检测系统
CN113654849A (zh) * 2021-08-13 2021-11-16 青岛海研电子有限公司 卡盖式采水器
CN117890548A (zh) * 2024-01-17 2024-04-16 江苏省水文水资源勘测局泰州分局 一种具有语音提示功能的水域用水文监测装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114323795B (zh) * 2021-12-31 2024-10-15 江苏首屏信息产业有限公司 一种用于地质勘察的水样采集装置
CN114674596B (zh) * 2022-03-18 2024-08-30 四川省宜宾地质工程勘察院集团有限公司 一种地质矿产勘查取样方法
CN116165016B (zh) * 2022-12-07 2023-08-15 天津市生态环境科学研究院(天津市环境规划院、天津市低碳发展研究中心) 一种地下水检测采样装置和采样方法
CN116413401B (zh) * 2023-03-17 2024-06-25 青山绿水(南通)检验检测有限公司 一种用于环境水质检测的监测装置及其监测方法
CN116733454B (zh) * 2023-08-01 2024-01-02 西南石油大学 一种水平井智能找水方法
CN117053891B (zh) * 2023-08-03 2025-03-04 浙江省浙中地质工程勘察院有限公司 一种高承压水害防治用水文地质勘探装置
CN116990087B (zh) * 2023-09-27 2024-04-02 山东清控生态环境产业发展有限公司 一种水环境污染防治用水质监测设备
CN118358873B (zh) * 2024-06-19 2024-08-13 山东钰镪地质资源勘查开发有限责任公司 一种地质勘查用样本存储装置
CN118857868A (zh) * 2024-09-03 2024-10-29 中科华谱(江苏)科技有限公司 一种可采集不同水深样品的全光谱水质监测装置
CN119334699B (zh) * 2024-12-17 2025-03-18 淄博新隆迪环保科技有限公司 一种化工生产检测的多腔道取样器

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86201339U (zh) * 1986-03-17 1987-01-28 中国船舶工业总公司第七研究院第七零二研究所 一种适用于多水草水域航行船舶的螺旋桨推进器装置
CN101038243A (zh) * 2006-12-01 2007-09-19 中国科学院海洋研究所 一种可自动返回式采水器控制装置
CN101226115A (zh) * 2008-01-18 2008-07-23 中国科学院海洋研究所 一种具有释放功能的悬挂机构
CN201096649Y (zh) * 2007-11-02 2008-08-06 中国科学院海洋研究所 采样瓶脱钩释放装置
CN203534860U (zh) * 2013-10-25 2014-04-09 颜舒 水文监测用防水草铅鱼
CN206311382U (zh) * 2016-12-16 2017-07-07 常州市环境监测中心 一种用于水体采样的无人机
CN107839844A (zh) * 2017-11-03 2018-03-27 无锡艾科瑞思产品设计与研究有限公司 一种水质检测船
CN109371941A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 东莞润如智能科技有限公司 一种水利用防水草缠绕的打捞装置
CN109823499A (zh) * 2019-03-20 2019-05-31 林丽芳 一种定点防偏移防水草缠绕的水下仪器装载机构
CN110160831A (zh) * 2019-06-28 2019-08-23 新昌次长电子科技有限公司 一种防缠绕快速除水草的水下采样器
CN209376224U (zh) * 2018-10-16 2019-09-13 清远华创勘测技术服务有限公司 一种渔业生态环境智能监测装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190107942A (ko) * 2018-03-13 2019-09-23 한국수자원공사 수심별 맞춤형 수질 측정용 채수기

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86201339U (zh) * 1986-03-17 1987-01-28 中国船舶工业总公司第七研究院第七零二研究所 一种适用于多水草水域航行船舶的螺旋桨推进器装置
CN101038243A (zh) * 2006-12-01 2007-09-19 中国科学院海洋研究所 一种可自动返回式采水器控制装置
CN201096649Y (zh) * 2007-11-02 2008-08-06 中国科学院海洋研究所 采样瓶脱钩释放装置
CN101226115A (zh) * 2008-01-18 2008-07-23 中国科学院海洋研究所 一种具有释放功能的悬挂机构
CN203534860U (zh) * 2013-10-25 2014-04-09 颜舒 水文监测用防水草铅鱼
CN206311382U (zh) * 2016-12-16 2017-07-07 常州市环境监测中心 一种用于水体采样的无人机
CN107839844A (zh) * 2017-11-03 2018-03-27 无锡艾科瑞思产品设计与研究有限公司 一种水质检测船
CN209376224U (zh) * 2018-10-16 2019-09-13 清远华创勘测技术服务有限公司 一种渔业生态环境智能监测装置
CN109371941A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 东莞润如智能科技有限公司 一种水利用防水草缠绕的打捞装置
CN109823499A (zh) * 2019-03-20 2019-05-31 林丽芳 一种定点防偏移防水草缠绕的水下仪器装载机构
CN110160831A (zh) * 2019-06-28 2019-08-23 新昌次长电子科技有限公司 一种防缠绕快速除水草的水下采样器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于建清: "一种无缆自动返回式采水器的设计与研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112394187A (zh) * 2020-12-30 2021-02-23 安徽中科大赛悟科技有限公司 一种基于无人船的水质采样检测系统
CN112394187B (zh) * 2020-12-30 2023-09-22 中科赛悟科技(安徽)有限公司 一种基于无人船的水质采样检测系统
CN113654849A (zh) * 2021-08-13 2021-11-16 青岛海研电子有限公司 卡盖式采水器
CN113654849B (zh) * 2021-08-13 2023-08-25 青岛海研电子有限公司 卡盖式采水器
CN117890548A (zh) * 2024-01-17 2024-04-16 江苏省水文水资源勘测局泰州分局 一种具有语音提示功能的水域用水文监测装置
CN117890548B (zh) * 2024-01-17 2024-07-19 江苏省水文水资源勘测局泰州分局 一种具有语音提示功能的水域用水文监测装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021253364A1 (zh) 2021-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111579310A (zh) 一种基于水文勘探用自动返回式采水装置及其工作方法
CN204422257U (zh) 一种全海深断电电磁式采水装置
CN110901866B (zh) 一种用于中小型水下无人航行器的浮力快速调节系统
CN104266637B (zh) 一种海洋垂直剖面监测装置
CN103587653B (zh) 海洋观测用潜标
CN208484814U (zh) 模组化水下机器人
CN104677677B (zh) 一种投放式水体采集系统
CN107044917A (zh) 万米级深海自主式底质探取装置
CN220271303U (zh) 一种海洋水质检测装置
CN106290128A (zh) 一种大载样量多功能深海环境试样框架、试验装置及试验方法
CN101226115A (zh) 一种具有释放功能的悬挂机构
CN115165471A (zh) 一种生态环境检测装置及其使用方法
CN105547737A (zh) 一种深海潜水取样装置及其实施方法
CN208109093U (zh) 一种可水下定位的自动探测装置
CN208442268U (zh) 一种快速启闭的大型高压卡箍结构
CN110333095A (zh) 一种深海吸入式浮游生物取样器
CN210455120U (zh) 一种新型潜标装置
CN208549721U (zh) 捕捞机器人
CN106596189A (zh) 可自动浮起式海水取样装置
CN210083511U (zh) 一种可供水质监测的mini水下机器人
CN201096649Y (zh) 采样瓶脱钩释放装置
CN113728987B (zh) 一种自上浮深海生物取样装置
CN107264750B (zh) 水下探测仪器用升降装置
CN201138304Y (zh) 一种配重体的悬挂与释放机构
CN207346064U (zh) 下潜式多功能海洋调查取样机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200825