[发明专利]一种河床材料抗侵蚀能力的原位测试系统

权利要求书

1.一种河床材料抗侵蚀能力的原位测试系统，其特征在于：包括传感控制式河床材料抗侵蚀能力的原位测试装置和评估系统；

所述原位测试装置包括取土系统(1)、侵蚀测试系统(2)、供电与控制系统(3)，用于完成水下取土采样、测试、数据采集与存储；

所述评估系统，通过原位测试装置提供的测试数据，根据算法对土体的抗侵蚀能力作出评价并输出评价结论；

所述供电与控制系统(3)包括电源(31)、电压转化模块(32)、动力开关(33)、照明灯环(34)、拍摄记录装置(35)、Ι号光敏传感器(36)、Ⅱ号光敏传感器(37)、单片机(38)；

电源(31)和电压转化模块(32)装在密闭隔水箱室内，并固定于顶盖(21)下侧、内室(26)最上端；动力开关(33)位于顶盖(21)上侧，动力开关(33)与电源(31)之间通过导线连接，可控制电源(31)的开启与关闭；电源(31)与液压杆(15)、顶盖(21)排水口(28)电动盖板、进水泵(29)、出水泵(211)、叶轮(215)各执行机构连接，同时与照明灯环(34)、拍摄记录装置(35)、Ι号光敏传感器(36)、Ⅱ号光敏传感器(37)以及单片机(38)各个弱电部分经由电压转化模块(32)降压后通过导线连接，可为以上装置提供动力；照明灯环(34)位于叶轮(215)外侧，并设有透明防水灯罩，为试验提供照明的同时保证了光敏传感器的正常运作；拍摄记录装置(35)位于叶轮(215)转轴中心，用于拍摄记录侵蚀试验过程，并记录试验所需的关键试验时刻；Ι号光敏传感器(36)位于环刀(16)内壁顶端，用于控制液压杆(15)的运行停止、顶盖(21)排水口(28)电动盖板的闭合、叶轮(215)的开启、进水泵(29)与出水泵(211)的开启、拍摄记录装置(35)的开启与计时，传感器表面贴有透明防水贴片；当取土系统(1)进行取土时，环刀(16)完全插入待测土体，环刀(16)内试验土样(18)达到环刀(16)顶部，完全遮蔽Ι号光敏传感器(36)时，Ι号光敏传感器(36)失去照明灯环(34)光源刺激、停止发射电信号；Ⅱ号光敏传感器(37)位于环刀(16)顶端以下一定距离处，用于判定试验的结束条件并控制叶轮(215)、进水泵(29)与出水泵(211)的关闭、拍摄记录装置(35)的计时与关闭，传感器表面贴有透明防水贴片；当装置试验箱(23)内抗侵蚀性能测试开始后，试验土样(18)侵蚀不断发展至Ⅱ号光敏传感器(37)位置处时，Ⅱ号光敏传感器(37)接受照明灯环(34)光源刺激、开始发射电信号；单片机(38)装在密闭隔水箱室内，并固定于顶盖(21)下侧、内室(26)最上端，单片机(38)与Ι号光敏传感器(36)、Ⅱ号光敏传感器(37)之间通过导线连接，可接收传感器的控制信号；单片机(38)与液压杆(15)、顶盖(21)排水口(28)电动盖板、进水泵(29)、出水泵(211)、叶轮(215)、拍摄记录装置(35)之间通过导线与它们的驱动模块、电子阀或者控制器完成电气连接，根据单片机(38)内置程序可控制以上装置的开启与关闭。

2.根据权利要求1所述的一种河床材料抗侵蚀能力的原位测试系统，其特征在于：取土系统(1)包括固定箱(11)、连接杆(12)、多连杆结构(13)、若干个固定销栓(14)、液压杆(15)、环刀(16)、环形刀刃(17)和试验土样(18)；

固定箱(11)与顶盖(21)上侧固定相连；连接杆(12)横向贯穿固定箱(11)并与之固定；多连杆结构(13)由若干根杆件构成，若干根杆件之间通过若干个固定销栓(14)固定；液压杆(15)穿过多连杆结构(13)与固定箱(11)顶部形成点接触，在多连杆结构(13)的约束下，液压杆(15)可将压力沿垂直方向传递给固定箱(11)，从而为整个装置提供垂直向下的推力；环刀(16)焊接于试验箱(23)下部，用于土样采集；为减小环刀(16)插入土体时的阻力，在环刀(16)底端设置了环形刀刃(17)；试验土样(18)位于环刀(16)内部。