[发明专利]一种深海静力触探探头标定装置

说明书

本发明公开了一种深海静力触探探头标定装置，包括探头架、抗压弹簧、升降机构和封装完全并且耐高压的测量机构，探头架上设有中心杆，抗压弹簧设于所述中心杆上，所述测量机构上设有可更换的探头固定件，抗压弹簧的底部设有固定杆，所述固定杆与所述测量机构之间设有探头，升降机构的顶部与所述测量机构固定连接，所述固定杆、中心杆、抗压弹簧、测量机构和升降机构的中心线相对齐并同轴，所述探头、升降机构和测量机构均与外接电源电连接，所述探头、升降机构和测量机构均与外界信号连接，本装置能够进行深海静力触探探头锥尖阻力和侧壁摩擦力的标定，避免了力传递过程中的力分布不均匀所带来的误差，而且避免了探头受力变化过于剧烈。

技术领域

本发明属于水下地质原位勘探领域，涉及一种水下静力触探探头标定装置。

背景技术

静力触探是工程地质勘察中的一项原位测试方法，可用于划分土层，判定土层类别，查明软硬夹层及土层在水平和垂直方向的均匀性；评价地基土的工程特性。静力触探是用准静力将一个内部装有锥尖阻力传感器、侧壁摩擦力传感器、孔隙水力传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力、孔隙水压力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来获取土层参数。

随着海洋工程的发展，海洋静力触探的重要性也逐渐显现出来。由于深海有着极高的压力，与陆地环境完全不同，目前全球研发海洋静力触探的公司主要集中在欧洲一些发达国家如荷兰辉固公司、荷兰范登堡公司等，而深海静力触探探头的标定一直未有明确的设备和方法，本发明即为一种可用于深海静力触探的标定装置。

发明内容

本发明所要解决的问题是能够进行深海静力触探探头锥尖阻力和侧壁摩擦力的标定，避免了力传递过程中的力分布不均匀所带来的误差，而且避免了探头受力变化过于剧烈的一种深海静力触探探头标定装置。

本发明的一种深海静力触探探头标定装置，包括探头架、抗压弹簧、升降机构和封装完全并且耐高压的测量机构，所述探头架上设有中心杆，所述抗压弹簧设于所述中心杆上，所述测量机构上设有可更换的探头固定件，所述抗压弹簧的底部设有固定杆，所述固定杆与所述测量机构之间设有探头，所述升降机构的顶部与所述测量机构固定连接，所述固定杆、中心杆、抗压弹簧、测量机构和升降机构的中心线相对齐并同轴，所述探头、升降机构和测量机构均与外接电源电连接，所述探头、升降机构和测量机构均与外界信号连接。

优选的，所述探头架包括支架底板、支架下支杆、支架上板、支架上支杆和支架横梁，所述支架下支杆用于连接所述支架底板与支架上板，所述支架上支杆用于连接所述支架横梁与支架上板，所述中心杆设于所述支架横梁的底部。

优选的，所述升降机构包括减速电机和升降机，所述减速电机设于所述支架底板的顶部，所述升降机设于所述支架上板的顶部，所述减速电机的输出端设有联轴器和伞形齿轮，所述升降机的输入端均设有所述伞形齿轮，所述减速电机与所述升降机之间通过所述伞形齿轮相连，所述升降机输出端的升降杆与所述测量机构相连，所述升降杆、探头和中心杆的中心线在一条直线上。

优选的，所述减速电机的外部设有第一保护罩，所述支架底板上还设有油囊补偿器，所述第一保护罩的内部充油，所述第一保护罩还通过油管与油囊补偿器连通。

优选的，所述测量机构包括电路舱、第二保护罩和力传感器，所述力传感器固定于所述第二保护罩的内壁上，所述第二保护罩上嵌有力传递元件，所述力传感器与所述力传递元件相接触，所述探头固定件与所述力传递元件相接触，所述电路舱与所述第二保护罩之间设有水密穿舱件，所述第二保护罩的内部充油，所述第二保护罩亦通过所述油管与油囊补偿器连通，所述电路舱内设有信号采集电路板，所述力传感器与所述信号采集电路板信号连接，所述信号采集电路板通过信号线与外界信号连接，所述力传感器、升降杆、探头和中心杆的中心线在一条直线上。

优选的，所述电路舱的顶部设有第一保护端盖，所述信号线穿过所述第一保护端盖。