申请/专利权人：中国海洋大学

申请日：2024-02-05

公开（公告）日：2024-05-03

公开（公告）号：CN117969021A

主分类号：G01M10/00

分类号：G01M10/00;G01D21/02

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.05.03#公开

摘要：本发明公开了一种深海多金属结核射流采集模型试验装置及方法，包括模型试验架、流量控制系统、射流采集系统、移动控制系统、智能监测系统、水槽、土槽；所述流量控制系统包括储水箱、抽水泵、电磁阀、流量计、流量控制台、分水口，分水口为每个喷嘴提供分流量，流量控制台控制射流强度；所述射流采集系统包括水管、喷嘴、导流板、集矿罩、角度盘、抽吸管道、抽吸泵、收集箱；所述移动控制系统包括移动支撑框架、滑轨、电机、智能控制设备，所述智能监测系统包括粒子成像测速系统、自校准孔隙水压传感器、激光测距仪、坐标尺。本发明能反馈射流压力、速度及沉积物侵蚀程度，能够有效实现射流采集模拟、明晰射流采集机理及优化设计采集装备。

主权项：1.一种深海多金属结核射流采集模型试验装置，其特征在于，包括模型试验架、流量控制系统、射流采集系统、移动控制系统、智能监测系统、水槽、沉积物模拟土槽；所述模型试验架包括移动支撑框架、6个喷嘴离底高度调节支架、横向支架，PVC水管穿过喷嘴离底高度调节支架与喷嘴相连，6个喷嘴离底高度调节支架通过卡槽与横向支架相连，卡槽焊接在横向固定架，每个高度调节支架上安装控制阀，两侧固定架上部焊接钢板，收集箱放置在钢板上，整体框架采用铝合金型材；所述流量控制系统包括储水箱、抽水泵、电磁阀、流量计、流量控制台、分水口，所述分水口安装在流量控制系统与射流采集系统相接处，能为每个喷嘴提供分流量，所述流量控制台与配合电磁阀、流量计的不锈钢管路相连，不锈钢管路另一端与抽水泵相连，精确控制每个喷嘴出口的射流强度，实现定量控制切断功能及流速流量的转化，记录定量次数、定量量值及定量时间；所述射流采集系统包括水管、喷嘴、导流板、集矿罩、抽吸管道、抽吸泵、收集箱，所述水管为PVC材质用不锈钢框架支撑调节，穿过导流板下部分别与3组双排射流喷嘴相连，导流板与集矿罩相接，抽吸管道位于集矿罩的中心设置为可压缩，抽吸管道末端为收集箱，其中喷嘴结构可更换为A型与B型，射流靶距为100-400mm，调节角度为0-90度，收集箱安装在PVC水管支撑架上部的焊接钢板，抽吸泵放置在收集箱内为采集提供抽吸力；所述移动控制系统包括移动支撑框架、滑轨、电机、智能控制设备，移动支撑框架围绕水槽，在两侧的支撑框架均设置有水平滑轨，滑轨的终端设置有限位挡块，滑轨连接电机；所述智能控制设备可控制移动射流的距离、移动速度，采集移动速度为0-3ms能够实现在任意位置的停止行走，配合限位挡快避免移动采集装备发生碰撞；所述智能监测系统包括粒子成像测速系统、自校准孔隙水压传感器、激光测距仪，坐标尺；所述粒子成像测速系统包括高速数字摄像机、激光器、同步控制机构、图像分析软件，位于测量流场的水槽一侧；所述自校准孔隙水压传感器埋于模拟沉积物中部偏下的位置并连接数据采集仪；所述激光测距仪粘贴于钢板下部；所述坐标尺粘贴于水槽外部；所述水槽尺寸为2-2.5m×0.4-0.6m×0.5-0.8m，可承受30MPa的射流水压，提供淹没射流的实验条件，在进行移动射流采集时铺设模拟沉积物，厚度为0.2-0.3m；所述沉积物模拟土槽为定点采集时使用，以减轻试验工作量，尺寸为0.4-0.6m×0.2-0.5m×0.2-0.5m，模拟沉积物厚度与土槽上部平齐。

全文数据：

权利要求：

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