一种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统及方法
【专利摘要】本发明公开一种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统及方法，所述系统包括遥控装置、计算机、遥控船体、多频测深仪、数据传输与接收装置、采样控制器、采泥器、采水器、船动力驱动装置、舵机及舵机伺服电机、电源，遥控装置向数据传输与接收装置发射信号，命令船体行进；在遥控船体行进过程中，多频测深仪将对水深、底泥密度分布等数据进行实时的监测，监测数据通过数据传输与接收装置传导至计算机，遥控装置根据实时的监测数据或预定的采样方案选取采样点向数据传输与接收装置发射信号，命令采样控制器控制采泥器或采水器进行样品的采集。本发明可实现离船远程遥控采泥、采水样，特别适用于人工采样困难的河道采样，并且具有效率高、操作安全、能耗低等特点。
【专利说明】
一种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统及方法
技术领域
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[0001]本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统及方法。
【背景技术】
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[0002]我国水污染问题普遍且日趋严重，水质日益恶化，许多河道出现了常年性或季节性的黑臭现象，黑臭河道的成因及治理成为了人们关注的焦点。在黑臭河道水体的研究及治理调查中往往需要采集水样及水下底泥。现有的采样方法一般是在行船过程中进行人工采样，对于一些不能通航河道，只能在岸边或桥上的进行采样，这种采样方式不全面且欠缺代表性;并且目前采样点的选取一般是采样前根据河道地形图布置，在实际的采样中经常出现在选定的采样点因没有淤积软泥、淤泥而导致采样失败，如何更有效率的采取具有代表性的样品也是目前存在的冋题。
【发明内容】
[0003]发明目的:针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种可以根据实时监测的河道底泥、水质进行评价的远程遥控式采泥、采水的系统及方法。
[0004]技术方案:一种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统，包括遥控装置、遥控船体、多频测深仪、数据传输与接收装置、采样控制器、采泥器、采水器、计算机、船动力驱动装置、舵机及舵机伺服电机、电源；
[0005]其中，遥控装置通过数据传输与接收装置控制船体航行，控制采样控制器发送采样指令；
[0006]多频测深仪用于实时测量水深、底泥密度及分布等数据，通过数据传输与接收装置传输给计算机；
[0007]数据传输与接收装置用于向计算机传导多频测深仪的监测数据，接收遥控装置的指令；
[0008]采样控制器用于控制采泥器、采水器采样及回收样品；
[0009]计算机用于实时接收多频测深仪的测量数据；
[0010]船动力驱动装置用于带动船体运动；
[0011 ]舵机及舵机伺服电机用于控制船体的航行方向；
[0012]电源用于为多频测深仪、数据传输与接收装置、采样控制器、船动力驱动装置及舵机伺服电机提供能源；
[0013]以上组件在遥控船体上应配重均匀，不应在采样过程中发生船体倾覆。
[0014]所述的多频测深仪为SliasEBP-10，是集测深仪和浅地层剖面系统于一体的测量系统，其中多频测深仪的换能器采用OTSBB 200/241^取双频换能器及3.51^^浅剖换能器，一般可以测至200m的水深，O?20m深度范围的密度范围在1.14?1.39g/cm3的底泥。
[0015]所述的采水器包括水样采集器和重力活塞式采泥器，均为有机玻璃圆筒，其中水样采集器的直径为13cm，高为23cm，可采水样体积2.5L，重力活塞式采泥器的直径为6cm，高度为50cm，通过自身重力及活塞的吸力进行泥样的收集。
[0016]所述的采样控制器上安装有可控的悬挂挂钩及回收动滑轮组，其中悬挂挂钩用于固定采泥器及采水器的收放绳索，当接受到采样指令悬挂挂钩收回，采泥器采水器失去支撑，在自身重力下下落采样；回收动滑轮组用于回收样品，当接受到回收样品指令，回收动滑轮组在电机的驱动下将样品回收至船舷侧边。
[0017]所述的配重均匀应采用如下的布置方案:多频测深仪通过支架安置于船体前段三分之一底端;遥控船体的动力驱动装置包括两个发动引擎，安置于船体中部，同时在船体中部安置有采样控制器及装载在其上对称布置的一对采泥器和一对采水器;船体的尾端底部布置有舵机及舵机伺服电机，数据传输与接收装置及船体电源一并安置于船体的尾部。
[0018]一种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水方法，包括如下步骤:
[0019](I)遥控控制装载有多频测深仪及采样器的船体依据制定的路线航行，期间多频测深仪对航行线路的水深及底泥密度进行监测；
[0020](2)根据监测数据制定采样点及特殊样点，并遥控采样器进行泥样及水样的采集；
[0021](3)样品采集完毕，遥控船体航行至岸边回收样品进行下一次采样或结束采样。
[0022]所述的采样特殊样点为底泥样品点，指同等密度底泥深度发生突变的点位，对突变深度> I Ocm的点位进行采样。
[0023]有益效果:本系统可实现离船远程遥控采泥、采水样，特别适用于人工采样困难的河道采样，如一些无法通航的黑臭河道。通过多频测深仪的实时监测，可以在获取水深及底泥分层密度的同时有针对性的采集具有代表性的水、底泥样品，提高的采样的效率。此外，人离船的采样方式减少了劳动强度，具有操作安全、能耗低等特点。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的总体结构示意图；
[0025]图2是本发明的遥控船体的俯视图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0027]一种可遥控式采泥、采水系统，包括遥控装置1、计算机2、遥控船体3、多频测深仪
4、数据传输与接收装置5、采样控制器6、采泥器7、采水器8、船动力驱动装置9、舵机及舵机伺服电机11、电源10，其中多频测深仪4通过支架安置于船体3前段三分之一底端;采样控制器6安置在船体3中部，其上对称布置一对采泥器7和一对采水器8;遥控船体的动力驱动装置9包括两个发动引擎，也安置于船体3中部，舵机及舵机伺服电机11、数据传输与接收装置5及船体电源10—并安置于船体3的尾部。
[0028]本系统的工作过程:将调试过的遥控船体3放入需要取样的河道中，工作人员在岸边通过遥控装置I向数据传输与接收装置5发射信号，命令船体3行进。在遥控船体3行进过程中，多频测深仪4将对水深、底泥密度分布等数据进行实时的监测，监测数据通过数据传输与接收装置5传导至计算机2，工作人员可根据实时的监测数据或预定的采样方案选取采样点，通过遥控装置I向数据传输与接收装置5发射信号，命令采样控制器6控制采泥器7或采水器8进行样品的采集并回收至船内或者船边。当某一点的样品采集完成后，工作人员可命令遥控船体3前往下一个采样点或返回岸边卸下采集的样品。
【主权项】
1.一种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统，其特征在于:包括遥控装置、遥控船体、多频测深仪、数据传输与接收装置、采样控制器、采泥器、采水器、计算机、船动力驱动装置、舵机及舵机伺服电机、电源； 其中，遥控装置通过数据传输与接收装置控制船体航行，控制采样控制器发送采样、回收指令； 多频测深仪用于实时测量水深、底泥密度及分布等数据，通过数据传输与接收装置传输给计算机； 数据传输与接收装置用于向计算机传导多频测深仪的监测数据，接收遥控装置的指令； 采样控制器用于控制采泥器、采水器采样及回收样品； 计算机用于实时接收多频测深仪的测量数据； 船动力驱动装置用于带动船体运动； 舵机及舵机伺服电机用于控制船体的航行方向； 电源用于为多频测深仪、数据传输与接收装置、采样控制器、船动力驱动装置及舵机伺服电机提供能源； 以上组件在遥控船体上应配重均匀，不应在采样过程中发生船体倾覆。2.根据权利要求1所述的污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统，其特征在于:所述的多频测深仪为Slias EBP-10，是集测深仪和浅地层剖面系统于一体的测量系统，其中多频测深仪的换能器采用OTSBB 200/241^^双频换能器及3.51^^浅剖换能器，一般可以测至200m的水深，O?20m深度范围的密度范围在1.14?1.39g/cm3的底泥。3.根据权利要求1所述的污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统，其特征在于:所述的采水器包括水样采集器和重力活塞式采泥器，均为有机玻璃圆筒，其中水样采集器的直径为13cm，高为23cm，可采水样体积2.5L，重力活塞式采泥器的直径为6cm，高度为50cm，通过自身重力及活塞的吸力进行泥样的收集。4.根据权利要求1所述的污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统，其特征在于:所述的采样控制器上安装有可控的悬挂挂钩及回收动滑轮组，其中悬挂挂钩用于固定采泥器及采水器的收放绳索，当接受到采样指令悬挂挂钩收回，采泥器采水器失去支撑，在自身重力下下落采样；回收动滑轮组用于回收样品，当接受到回收样品指令，回收动滑轮组在电机的驱动下将样品回收至船舷侧边。5.根据权利要求1所述的污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水系统，其特征在于:所述的配重均匀应采用如下的布置方案:多频测深仪通过支架安置于船体前段三分之一底端;遥控船体的动力驱动装置包括两个发动引擎，安置于船体中部，同时在船体中部安置有采样控制器及装载在其上对称布置的一对采泥器和一对采水器;船体的尾端底部布置有舵机及舵机伺服电机，数据传输与接收装置及船体电源一并安置于船体的尾部。6.—种污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)遥控控制装载有多频测深仪及采样器的船体依据制定的路线航行，期间多频测深仪对航行线路的水深及底泥密度进行监测； (2)根据监测数据制定采样点及特殊样点，并遥控采样器进行泥样及水样的采集； (3)样品采集完毕，遥控船体航行至岸边回收样品进行下一次采样或结束采样。7.根据权利要求6所述的污染水体的遥控式底泥探测及采泥、采水方法，其特征在于:所述的采样特殊样点为底泥样品点，指同等密度底泥深度发生突变的点位，对突变深度>1cm的点位进行采样。
【文档编号】G01N1/12GK105865841SQ201610268786
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】朱伟, 吴思麟, 王若辰, 朱瑜星, 闵凡路, 包建平, 吕彦, 吕一彦, 王莉君, 邵燕华, 杨琴, 韩婷婷
【申请人】河海大学