长江AYX2-1型调压式悬移质采样器是一种在水文缆道、船舶平台上采集流体悬移质样本,搭载测量测点流速、水深的综合性仪器。它在进行悬移质泥沙测验时可用于选点法、积深法、垂线混合法、全段面混合法。长江AYX2-1型采样器由器身和控制仪组成,器身采用原理上最完善的 "四通"开关阀完成调压、排水、进水、排气四种功能的转换,控制仪利用缆道、船舶的起重钢丝绳和地线构成无线通信线路,采用锁相环和软件数字滤波实现采样控制和流速测验的半双工数字通信使控制更可靠。因此,它是器测法进行泥沙测验的一种实用性很强、技术先进的水文测量仪器。
其主要技术指标:
①采样时水体流速范围:0.5~5.0m/s;②采样时流体水深范围:1.0~40m;③采样时流体含沙量范围:0~30㎏/m3;④测速范围:0.05 m/s~10m/s;⑤调压历时:≯3s;⑥水样筒有效容积:≮2000mL,刻度误差≯±10ml;⑦进口流速系数:流速0.5m/s~5m/s,含沙量≯20㎏/m3 时,进口流速系数在0.9~1.1的保证率≮75%;含沙量在20㎏/m3~50㎏/m3时其进口流速系数在0.7~1.2的保证率≮75%。
长江AYX2-1的应用,解决了全国大部分缆道水文站的泥沙测验难题,减轻了基层水文职工的劳动强度,提高了水文仪器设备的自动化水平,同时取代船测站横式采样器,从而使悬移质泥沙测验迈上了一个新台阶,将极大提高全国泥沙成果质量精度。
采样器基本参数
标准重量(㎏) |
管嘴直径(mm) |
水样筒有效容积(mL) |
调压舱容积(mL) |
器身总长(mm) |
最大截面直径 (mm) |
150、200 |
4.0 |
1500 |
8000 |
1270 |
290 |
250、300 |
4.0 |
2200 |
12000 |
1300 |
316 |
400~600 |
4.0 |
2600 |
21000 |
1550 |
379 |
长江AYX2-1型采样器是一种综合性仪器,涉及到河流泥沙、机械制造、电子技术、通信技术、水文、流体力学等众多技术难点,其主要创造性、先进性包括:
①在水文缆道实现了数字信号传输,解决了悬移质采样器控制精度、可靠性问题,为数字水文站的建设打下基础。②采用动态平衡调压方式实现水样舱器内外压力快速平衡,解决了悬移质快速采样的问题。③发明专用的三相四通平板陶瓷转阀(专利号:CN200410081315),解决了悬移质采样器管嘴积沙、开关阀卡沙、开关阀沾粘以及进口流速不稳定等难题。④将水样筒设计为透明的可直接读取水样体积的计量设备,减少中间环节,大大缩短操作时间,提高成果精度。⑤全不锈钢筋、骨、皮器身设计经久耐用,冲压成型的流线型美观大方且大大减少了器体的阻力系数。
2007年1月经湖北省科技厅鉴定,长江AYX2-1总体达到国际先进水平,其中三相四通平板陶瓷转阀达到国际领先水平。同年长江AYX2-1获得长江水利委员会科技进步一等奖。
2005年7月开始先后在长江上游水文局北碚、罗渡溪、寸滩、朱沱、高场等水文站为三峡库区收集原始资料,同年在荆江水文局耦池(康)、耦池(管)水文站投产使用。各站所收集的泥沙资料代表性好,成果符合国家相关技术规范要求。随着其大范围的推广使用(截止2012年12月已有50台投产),将解决不同采样器收集资料的不统一性而带来的资料分析的难度,为研讨和揭示泥沙淤积尤其是三峡库区泥沙淤积的相关规律打下基础。