一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺。本發(fā)明包括側(cè)支撐座、支撐底座，側(cè)支撐座上方設(shè)有上驅(qū)動電機、上電動機絲桿、上換能器夾具固定座和上換能器夾具組成的部件，上換能器夾具安裝于上換能器夾具固定座上，再一體安裝于上電動機絲桿上；下方設(shè)有下驅(qū)動電機、下電動機絲桿、下?lián)Q能器夾具固定座和下?lián)Q能器夾具組成的部件，下?lián)Q能器夾具安裝于下?lián)Q能器夾具固定座上，再一體安裝于下電動機絲桿上；換能器夾具固定座的一面裝有測距傳感器；上驅(qū)動電機和下驅(qū)動電機之間裝有中間定位夾具。本發(fā)明的優(yōu)點是具有體積小、操作簡單、控制精確等優(yōu)點。
【專利說明】一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試平臺，具體涉及一種用于小尺度沉積物柱狀樣品的聲學(xué)測量與分樣平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]海底沉積物聲學(xué)參數(shù)是一個重要沉積物物理特性參數(shù)，有利于研究海底沉積物的聲傳播、聲衰減和聲反射等，有利于海洋聲學(xué)設(shè)備的開發(fā)和使用。通常情況下研究人員是通過沉積物柱狀取樣器將樣品取回到實驗室進行測量，為了方便聲學(xué)測量，通常是將樣品分割為15cm左右的小尺度柱狀樣再進行聲學(xué)測量。同時，為了研究聲學(xué)參量與土工參量之間的關(guān)系，在完成樣品的聲學(xué)測量后，再對樣品進行分樣，用于土工測量。
[0003]目前針對小尺度沉積物柱狀樣品測量與分樣具有幾點不足之處:利用手執(zhí)或簡單機械固定聲學(xué)換能器，存在測量距離不穩(wěn)定問題，尤其是手執(zhí)時，進行重復(fù)測量時無法保證測量距離的重復(fù)；在測量完成后再利用卡尺進行測量距離的測量，無法在樣品測量時同步進行測量距離的測量，同時卡尺測量距離具有測量人員操作與視覺上的主觀判斷，容易造成誤差；用于土工分析的樣品分樣是將樣品的外套管切割開，再進行分樣，存在操作難度大、分樣間隔不均、容易污染樣品的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種全電機驅(qū)動、電腦控制的測量與分樣一體、對海底沉積物樣品聲學(xué)測量時同步精確測距、精確間隔與無污染分樣的平臺。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺，包括側(cè)支撐座、支撐底座，側(cè)支撐座豎直安裝于支撐底座上，形成平臺的安裝框架。所述的側(cè)支撐座上方設(shè)有由上驅(qū)動電機、上電動機絲桿、上換能器夾具固定座和上換能器夾具組成的上部聲學(xué)換能器，其中上換能器夾具安裝于上換能器夾具固定座上，再一體安裝于上電動機絲桿上；側(cè)支撐座下方設(shè)有由下驅(qū)動電機、下電動機絲桿、下?lián)Q能器夾具固定座和下?lián)Q能器夾具組成的下部聲學(xué)換能器，其中下?lián)Q能器夾具安裝于下?lián)Q能器夾具固定座上，再一體安裝于下電動機絲桿上；所述的上換能器夾具固定座或下?lián)Q能器夾具固定座的一面裝有測距傳感器；所述的上驅(qū)動電機和下驅(qū)動電機之間裝有中間定位夾具。
[0006]作為優(yōu)選，所述上驅(qū)動電機與下驅(qū)動電機保持同軸，并獨立控制絲桿步進運行。
[0007]作為優(yōu)選，所述的測距傳感器底面裝在上換能器固定座上，并與上換能器夾具固定座底面保持同一水平面。
[0008]作為優(yōu)選，所述的測距傳感器底面裝在下?lián)Q能器固定座上，并與下?lián)Q能器夾具固定座底面保持同一水平面。
[0009]在側(cè)支撐座的上下同軸地安裝上驅(qū)動電機和下驅(qū)動電機，可分別控制驅(qū)動上電機絲桿和下電機絲桿，進而帶動安裝于上換能器夾具和下?lián)Q能器夾具內(nèi)的聲學(xué)換能器上下運動，實現(xiàn)換能器與樣品的耦合。中間定位夾具用來固定樣品。測距傳感器安裝于換能器夾具固定座一面，用于測量樣品進行聲學(xué)測量時接受和發(fā)射換能器之間的實際長度，精度達
0.1_。下驅(qū)動電機驅(qū)動下?lián)Q能器夾具向上運行，可以等間隔的推出沉積樣品并分樣；或者上驅(qū)動電機驅(qū)動上換能器夾具向下運動等間距的推出沉積樣品并分樣，精度高達1mm。
[0010]本發(fā)明的機械部分均采用高強度鋁材，作為優(yōu)選，其強度大于350MPa，以滿足在沉積物測量時，避免可能受沉積物含海水污染的需求。測試平臺在使用過程中，樣品兩端的換能器一個發(fā)射聲波，一個接收聲波，聲波穿透樣品，通過外接信號發(fā)生器與聲波接收器進行測量。換能器夾具采用快速可拆裝接頭，一種換能器測量完成后，換能器夾具可以方便的更換不同頻率的換能器。
[0011]有益效果:
[0012]本發(fā)明實現(xiàn)了方便、直觀的對海底小尺度沉積物柱狀樣進行可高精度測距的聲學(xué)測量和精確可控的樣品分樣，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖
[0014]標(biāo)號說明:
[0015]1、上驅(qū)動電機，2、上電動機絲桿，3、上換能器夾具固定座，4、側(cè)支撐座，5、下?lián)Q能器夾具固定座，6、下電動機絲桿，7、下驅(qū)動電機，8、測距傳感器，9、上換能器夾具，10、中間定位夾具，11、下?lián)Q能器夾具，12、支撐底座。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0017]實施例1
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的小尺度沉積物柱狀樣聲學(xué)測量與分樣平臺采用高強度鋁合金制作。將15cm長的小尺度沉積物柱狀樣置于上換能器夾具9和下?lián)Q能器夾具11之間，利用中間定位夾具10鎖緊樣品，防止樣品在測量過程中發(fā)生滑動或傾斜。發(fā)射與接收聲學(xué)換能器分別安裝在上換能器夾具9和下?lián)Q能器夾具11內(nèi)，其頻率為0.5MHz。通過控制下驅(qū)動電機7轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)下?lián)Q能器在垂直方向上的位置，使下?lián)Q能器夾具11上的換能器表面接觸樣品底端，通過控制上驅(qū)動電機I轉(zhuǎn)動角度驅(qū)動上電機絲桿2，帶動安裝于上換能器夾具9上的換能器向下運行，直至觀察到換能器表面與樣品完全耦合。通過電腦控制換能器進行聲學(xué)信號發(fā)射與接收。測距傳感器8安裝于裝在上換能器固定座3上，并與上換能器夾具固定座3底面保持同一水平面，進行樣品聲學(xué)測量時接收與發(fā)射換能器實際測量距離，距離精度達0.1mm。
[0019]在完成聲學(xué)測量后，通過控制上驅(qū)動電機I使將上換能器向上運行或拆除，留出一定的樣品分樣操作空間。下驅(qū)動電機7以步進方式驅(qū)動下電動機絲桿6向上運行，帶動下?lián)Q能器將樣品管內(nèi)的樣品按要求等間隔的無污染地推出，精度1mm，每推一個的間隔為2cm，利用分樣器將樣品分入樣品袋/盒，以備土工分析使用。
[0020]實施例2
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的小尺度沉積物柱狀樣聲學(xué)測量與分樣平臺采用高強度鋁合金制作。將15cm長的小尺度沉積物柱狀樣置于上換能器夾具9和下?lián)Q能器夾具11之間，利用中間定位夾具10鎖緊樣品，防止樣品在測量過程中發(fā)生滑動或傾斜。發(fā)射與接收聲學(xué)換能器分別安裝在下?lián)Q能器夾具11和上換能器夾具9內(nèi)，其頻率為0.6MHz。通過控制上驅(qū)動電機I轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)上換能器在垂直方向上的位置，使上換能器夾具9上的換能器表面接觸樣品底端，通過控制下驅(qū)動電機7轉(zhuǎn)動角度驅(qū)動下電機絲桿6，帶動安裝于下?lián)Q能器夾具11上的換能器向上運行，直至觀察到換能器表面與樣品完全耦合。通過電腦控制換能器進行聲學(xué)信號發(fā)射與接收。測距傳感器8裝在下?lián)Q能器固定座5上，并與下?lián)Q能器夾具固定座5底面保持同一水平面，進行樣品聲學(xué)測量時接收與發(fā)射換能器實際測量距離，距離精度達0.1mm。
[0022]在完成聲學(xué)測量后，通過控制下驅(qū)動電機7使將下?lián)Q能器向下運行或拆除，留出一定的樣品分樣操作空間。上驅(qū)動電機I以步進方式驅(qū)動上電動機絲桿2向下運行，帶動上換能器將樣品管內(nèi)的樣品按要求等間隔的無污染地推出，精度1_，每推一個的間隔為2cm，利用分樣器將樣品分入樣品袋/盒，以備土工分析使用。
[0023]實施例3
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的小尺度沉積物柱狀樣聲學(xué)測量與分樣平臺采用高強度鋁合金制作。將16cm長的小尺度沉積物柱狀樣置于上換能器夾具9和下?lián)Q能器夾具11之間，利用中間定位夾具10鎖緊樣品，防止樣品在測量過程中發(fā)生滑動或傾斜。發(fā)射與接收聲學(xué)換能器分別安裝在上換能器夾具9和下?lián)Q能器夾具11內(nèi)，其頻率為0.5MHz。通過控制下驅(qū)動電機7轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)下?lián)Q能器在垂直方向上的位置，使下?lián)Q能器夾具11上的換能器表面接觸樣品底端，通過控制上驅(qū)動電機I轉(zhuǎn)動角度驅(qū)動上電機絲桿2，帶動安裝于上換能器夾具9上的換能器向下運行，直至觀察到換能器表面與樣品完全耦合。通過電腦控制換能器進行聲學(xué)信號發(fā)射與接收。測距傳感器8裝在下?lián)Q能器固定座5上，并與下?lián)Q能器夾具固定座5底面保持同一水平面，進行樣品聲學(xué)測量時接收與發(fā)射換能器實際測量距離，距離精度達0.1mm0
[0025]在完成聲學(xué)測量后，通過控制上驅(qū)動電機I使將上換能器向上運行或拆除，留出一定的樣品分樣操作空間。下驅(qū)動電機7以步進方式驅(qū)動下電動機絲桿6向上運行，帶動下?lián)Q能器將樣品管內(nèi)的樣品按要求等間隔的無污染地推出，精度1mm，每推一個的間隔為
2.2cm，利用分樣器將樣品分入樣品袋/盒，以備土工分析使用。
【權(quán)利要求】
1.一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺，包括側(cè)支撐座(4)、支撐底座(12)，其特征在于:所述的側(cè)支撐座(4)上方裝有由上驅(qū)動電機(I)、上電動機絲桿(2)、上換能器夾具固定座(3)和上換能器夾具(9)組成的上部聲學(xué)換能器，其中上換能器夾具(9)安裝于上換能器夾具固定座(3)上，再一體安裝于上電動機絲桿(2)上；側(cè)支撐座(4)下方裝有由下驅(qū)動電機(7)、下電動機絲桿￠)、下?lián)Q能器夾具固定座(5)和下?lián)Q能器夾具(11)組成的下部聲學(xué)換能器，其中下?lián)Q能器夾具(11)安裝于下?lián)Q能器夾具固定座(5)上，再一體安裝于下電動機絲桿(6)上；所述的上換能器夾具固定座(3)或下?lián)Q能器夾具固定座(5)的一面裝有測距傳感器⑶；所述的上驅(qū)動電機⑴和下驅(qū)動電機(7)之間裝有中間定位夾具(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺，其特征在于:所述上驅(qū)動電機(I)和下驅(qū)動電機(7)保持同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺，其特征在于:所述的測距傳感器(8)底面裝在上換能器固定座(3)上，并與上換能器夾具固定座(3)底面保持同一水平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺，其特征在于:所述的測距傳感器(8)底面裝在下?lián)Q能器固定座(5)上，并與下?lián)Q能器夾具固定座(5)底面保持同一水平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小尺度沉積柱狀樣聲速測量與分樣平臺，其特征在于:所述的平臺均采用強度大于350MPa的鋁材。
【文檔編號】G01N29/265GK104237389SQ201410493416
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】周建平, 鄧顯明, 張國堙, 丘磊, 蔡巍, 周紅偉, 吳震宇 申請人:國家海洋局第二海洋研究所