水下淤泥性质原位测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了水下淤泥性质原位测试仪，测试仪包括挂架，测试机构和第一升降装置；第一升降装置通过第一柔性约束件悬挂于挂架下方，测试机构设于第一升降装置下方；测试机构包括驱动连接第一升降装置的测试仓，测试单元和与测试仓连通的软气囊；测试仓开设有下开口，测试单元包括自下开口穿出测试仓的取样筒，控制取样筒升降的第二升降装置，第一测距装置和计时装置；第二升降装置的驱动端通过第二连接件连接取样筒筒体，取样筒包括筒体，抽吸活塞、活塞驱动组件和套设在筒体下端部的重环，筒体通过第二连接件悬挂于第二升降装置下方。该测试仪可在水下直接对淤泥性质进行原位测试，获取原始状态淤泥性质数据。

【技术实现步骤摘要】
水下淤泥性质原位测试仪
本技术属于水下测试装置
，特别涉及水下淤泥性质原位测试仪。
技术介绍
水工工程和其他水中建筑物的水下基床回淤是非常常见的现象，回淤的厚度往往会影响上部结构施工精度，出现质量问题。例如，跨海通道沉管隧道施工需先分段预制成型后再水上运输至指定位置进行安装。由于沉管隧道基床整平施工完成后，在沉管安装前，基床上会出现淤泥沉积，为检测所沉积的淤泥性质，采取针对性措施，消除相关影响，从而保证沉管安装质量，通常需要采集淤泥样本进行采样试验，分析相关信息。但是，淤泥属于固液混合状态，与常规的流体形态不同，用现有的流体性质测试装置和测试方法测试淤泥性质并不方便，且所测得的常规流体性质参数与工程指标未构建明确的关联性，因此这些常规流体性质参数也不能直接作为水下施工的工程指标。同时，由于样品采集过程中不可避免的扰动，无法保证所采集的淤泥样本与原位淤泥的性质保持一致，所获数据存在一定的偏差。
技术实现思路
针对现有技术不足，本技术要解决的技术问题是，提供水下淤泥性质原位测试仪，该测试仪可在水下直接对淤泥性质进行原位测试，获取原始状态淤泥性质数据，避免采样过程对测试结果的影响，测试方法简单易操作，且能确保数据的准确性。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为：一种水下淤泥性质原位测试仪，包括挂架，测试机构，以及控制所述测试机构竖直升降的第一升降装置；所述挂架包括用于悬挂所述第一升降装置的安装部和多个支撑杆，所述支撑杆上端固定连接所述安装部，所述支撑杆下端可插入淤泥中，所述支撑杆至少设为三个，所述第一升降装置通过第一柔性约束件悬挂于所述安装部下方，所述测试机构设于所述第一升降装置下方；所述测试机构包括驱动连接所述第一升降装置的测试仓，测试单元，以及用于调节所述测试仓内气压的软气囊，所述软气囊存储有空气且设于所述测试仓外，所述软气囊连通所述测试仓；所述测试仓下表面开设有下开口，所述测试单元包括自所述下开口穿出所述测试仓的取样筒，控制所述取样筒竖直升降的第二升降装置，量测所述取样筒与测试仓之间的竖直间距的第一测距装置，以及计时装置，所述计时装置、第一测距装置和第二升降装置固定安装在所述测试仓内；所述取样筒包括竖直设置的筒体，装配于所述筒体内的抽吸活塞，控制所述抽吸活塞在所述筒体内位置的活塞驱动组件，以及套设固定于所述筒体下端部的重环；所述第二升降装置的驱动端通过第二连接件连接所述筒体，所述第二连接件设为第二柔性约束件或滑动配合件，所述滑动配合件包括竖直导轨和与所述竖直导轨滑动配合的滑块，所述竖直导轨和滑块分别固定连接所述筒体和第二升降装置的驱动端；所述筒体通过所述第二连接件悬挂于所述第二升降装置下方，所述筒体下端面开设有取样口。作为优选，所述第一柔性约束件和第二柔性约束件均可设为绳索、钢索、链条、皮带，或两端部均通过万向接头与其他部件连接的连杆中的任一种。作为优选，所述测试单元还包括用于探测沉砂层的探针笼，所述探针笼的上下表面均敞口设置，所述探针笼包括套设在所述筒体外部的笼体，以及测试所述笼体底端标高和所述挂架底端标高的第二测距装置，所述笼体和所述筒体同轴设置，所述笼体穿设于所述下开口中，所述笼体下部设为多个可穿透尚未完全密实变硬的沉砂层内的探针，多个所述探针沿所述笼体周向排布，所述探针竖直设置；所述笼体内壁设有第一限位件，所述筒体外壁设有抵接所述第一限位件的第二限位件，所述第一限位件设于所述第二限位件上方。作为优选，所述第一限位件设为与所述笼体同轴设置的挡环或沿所述笼体内壁水平截面周向均匀分布的多个挡块，所述第二限位件设为与所述筒体同轴设置的挡环或沿所述筒体外壁水平截面周向均匀分布的多个挡块。作为优选，所述探针设于所述测试仓外，所述笼体外壁设有阻止所述笼体脱离所述测试仓的第三限位件和阻止所述探针进入所述测试仓的第四限位件，所述第三限位件设于所述笼体外壁上部且可抵接所述下开口上表面，所述第四限位件设于所述第三限位件下方，所述第四限位件靠近所述探针上端部设置，所述第四限位件设于所述下开口外且可抵接所述下开口下表面；所述笼体内壁设有防止重环进入测试仓的第五限位件，所述第五限位件与所述第四限位件等高设置或设于所述第四限位件下方，所述第五限位件设于所述重环上方且可与所述重环上表面抵接。作为优选，所述第三限位件、第四限位件和第五限位件均设为与所述笼体同轴设置的挡环或沿所述笼体外壁水平截面周向均匀分布的多个挡块。作为优选，所述重环设为空心球环，所述空心球环的内环壁和与所述内环壁贴合的筒体壁均设透明壁，所述重环内安装有可透过透明壁检查所述筒体内淤泥颗粒组成的光分析装置。作为优选，所述光分析装置可设为激光粒度分析仪。作为优选，所述挂架的安装部包括连接第一柔性约束件上端部的第一吊点，以及与所述支撑杆一一对应设置的倒V形连接杆，所述倒V形连接杆的一端固定连接所述第一吊点上端，另一端固定连接所述支撑杆上端，多个所述倒V形连接杆均布于所述第一吊点周围，所述支撑杆竖直设置，所述倒V形连接杆和与之连接的支撑杆设于同一竖直平面，所述第一升降装置顶面设有连接所述第一柔性约束件下端的第二吊点，所述第二吊点设于所述第一升降装置重心所在的竖直直线上。作为优选，所述第一升降装置2包括防水液压缸和液压缸控制器，所述防水液压缸的液压缸杆竖直向下设置，所述第二吊点设于所述防水液压缸的缸体顶面，所述测试仓顶面中心设有挂钩，所述液压缸杆杆头设有与所述挂钩适配的挂钩环，所述挂钩悬挂在所述挂钩环上；所述第二升降装置包括多个卷扬机和控制多个所述卷扬机同步放绳的卷扬机控制器，多个所述卷扬机相对于所述筒体中轴线对称设置，所述卷扬机本体安装于所述测试仓内壁上表面，所述第二柔性约束件设为所述卷扬机的牵引绳，所述筒体与所述卷扬机一一对应设置多个第三吊点，所述第三吊点连接所述牵引绳下端部，所述液压缸控制器和所述卷扬机控制器均设于所述测试仓外部。作为优选，所述活塞驱动组件包括竖直向上设置的活塞杆，用于锁定所述活塞杆和筒体间相对位置的锁紧部件，限制所述活塞杆提升位置上限的限位柱，套设在所述活塞杆上的压缩弹簧，以及自上而下依次设置的水平压板、第一水平挡环、第二水平挡环；所述水平压板固定于活塞杆上端部且设于所述筒体上端口外，所述第一水平挡环固定套设在活塞杆外壁上，所述第二水平挡环设于所述筒体内，所述第二水平挡环固定在所述筒体内壁上，所述第二水平挡环可抵接所述抽吸活塞上表面，所述活塞杆穿设于所述第二水平挡环中，所述压缩弹簧的上、下两端分别抵接第一水平挡环和第二水平挡环，所述限位柱竖直设置且位于所述水平压板上方，所述限位柱上端固定在所述测试仓内壁上表面，所述限位柱下端可抵接所述水平压板。作为优选，所述锁紧部件包括上端弯折有爪钩的弹性卡爪，自所述水平压板边沿向下延伸的竖直导向筒，缸体固定安装于所述水平压板上表面的顶开液压缸，以及顶开液压缸控制器，所述弹性卡爪的下端部固定在所述筒体外壁上，所述弹性卡爪设为多个，多个所述弹性卡爪沿所述水平压板周向分布，所述顶开液压缸与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下淤泥性质原位测试仪，其特征在于，包括挂架，测试机构，以及控制所述测试机构竖直升降的第一升降装置；/n所述挂架包括用于悬挂所述第一升降装置的安装部和多个支撑杆，所述支撑杆上端固定连接所述安装部，所述支撑杆下端可插入淤泥中，所述支撑杆至少设为三个，所述第一升降装置通过第一柔性约束件悬挂于所述安装部下方，所述测试机构设于所述第一升降装置下方；/n所述测试机构包括驱动连接所述第一升降装置的测试仓，测试单元，以及用于调节所述测试仓内气压的软气囊，所述软气囊存储有空气且设于所述测试仓外，所述软气囊连通所述测试仓；所述测试仓下表面开设有下开口，所述测试单元包括自所述下开口穿出所述测试仓的取样筒，控制所述取样筒竖直升降的第二升降装置，量测所述取样筒与测试仓之间的竖直间距的第一测距装置，以及计时装置，所述计时装置、第一测距装置和第二升降装置固定安装在所述测试仓内；所述取样筒包括竖直设置的筒体，装配于所述筒体内的抽吸活塞，控制所述抽吸活塞在所述筒体内位置的活塞驱动组件，以及套设固定于所述筒体下端部的重环；/n所述第二升降装置的驱动端通过第二连接件连接所述筒体，所述第二连接件设为第二柔性约束件或滑动配合件，所述滑动配合件包括竖直导轨和与所述竖直导轨滑动配合的滑块，所述竖直导轨和滑块分别固定连接所述筒体和第二升降装置的驱动端；所述筒体通过所述第二连接件悬挂于所述第二升降装置下方，所述筒体下端面开设有取样口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水下淤泥性质原位测试仪，其特征在于，包括挂架，测试机构，以及控制所述测试机构竖直升降的第一升降装置；
所述挂架包括用于悬挂所述第一升降装置的安装部和多个支撑杆，所述支撑杆上端固定连接所述安装部，所述支撑杆下端可插入淤泥中，所述支撑杆至少设为三个，所述第一升降装置通过第一柔性约束件悬挂于所述安装部下方，所述测试机构设于所述第一升降装置下方；
所述测试机构包括驱动连接所述第一升降装置的测试仓，测试单元，以及用于调节所述测试仓内气压的软气囊，所述软气囊存储有空气且设于所述测试仓外，所述软气囊连通所述测试仓；所述测试仓下表面开设有下开口，所述测试单元包括自所述下开口穿出所述测试仓的取样筒，控制所述取样筒竖直升降的第二升降装置，量测所述取样筒与测试仓之间的竖直间距的第一测距装置，以及计时装置，所述计时装置、第一测距装置和第二升降装置固定安装在所述测试仓内；所述取样筒包括竖直设置的筒体，装配于所述筒体内的抽吸活塞，控制所述抽吸活塞在所述筒体内位置的活塞驱动组件，以及套设固定于所述筒体下端部的重环；
所述第二升降装置的驱动端通过第二连接件连接所述筒体，所述第二连接件设为第二柔性约束件或滑动配合件，所述滑动配合件包括竖直导轨和与所述竖直导轨滑动配合的滑块，所述竖直导轨和滑块分别固定连接所述筒体和第二升降装置的驱动端；所述筒体通过所述第二连接件悬挂于所述第二升降装置下方，所述筒体下端面开设有取样口。


2.根据权利要求1所述的水下淤泥性质原位测试仪，其特征在于，所述测试单元还包括用于探测沉砂层的探针笼，所述探针笼的上下表面均敞口设置，所述探针笼包括套设在所述筒体外部的笼体，以及测试所述笼体底端标高和所述挂架底端标高的第二测距装置，所述笼体和所述筒体同轴设置，所述笼体穿设于所述下开口中，所述笼体下部设为多个可穿透尚未完全密实变硬的沉砂层内的探针，多个所述探针沿所述笼体周向排布，所述探针竖直设置；所述笼体内壁设有第一限位件，所述筒体外壁设有抵接所述第一限位件的第二限位件，所述第一限位件设于所述第二限位件上方。


3.根据权利要求2所述的水下淤泥性质原位测试仪，其特征在于，所述探针设于所述测试仓外，所述笼体外壁设有阻止所述笼体脱离所述测试仓的第三限位件和阻止所述探针进入所述测试仓的第四限位件，所述第三限位件设于所述笼体外壁上部且可抵接所述下开口上表面，所述第四限位件设于所述第三限位件下方，所述第四限位件靠近所述探针上端部设置，所述第四限位件设于所述下开口外且可抵接所述下开口下表面；所述笼体内壁设有防止重环进入测试仓的第五限位件，所述第五限位件与所述第四限位件等高设置或设于所述第四限位件下方，所述第五限位件设于所述重环上方且可与所述重环上表面抵接。


4.根据权利要求1所述的水下淤泥性质原位测试仪，其特征在于，所述重环设为空心球环，所述空心球环的内环壁和与所述内环壁贴合的筒体壁均设透明壁，所述重环内安装有可透过透明壁检查所述筒体内淤泥颗粒组成的光分析装置。


5.根据权利要求1所述的水下淤泥性质原位测试仪，其特征在于，所述挂架的安装部包括连接第一柔性约束件上端部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李增军，潘伟，刘文彬，黄泰，曹永华，杜闯，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司，中交天津港湾工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12