本发明涉及淤泥取样装置,具体涉及一种环保型淤泥取样处理方法及设备。
背景技术:
1、环保型淤泥取样处理方法往往是通过环保型淤泥取样处理设备实现的方法。环保型淤泥取样处理设备可以用于采集和处理水体底部淤泥,环保型淤泥取样处理设备在水质监测、环境保护以及科研领域中具有重要意义,旨在环保和高效地获取淤泥样本并进行初步处理,能够在减少人工干预的情况下,高效、准确地采集和处理淤泥样本,有助于准确监测和评估水体污染状况。滤网在淤泥处理中扮演了重要的角色,尤其是在淤泥处理装置中。例如,滤网可以用于将淤泥打散,以便于后续进行淤泥成分检测等淤泥处理。滤网往往安装在取样管和淤泥存储区之间。
2、目前通过淤泥取样设备将淤泥从取样管推入至存储区时,往往通过人工经验设置的固定的底部推进速率和固定的叶轮旋转速率进行淤泥取样处理,但由于不同深度处的淤泥含水量存在差异,所以取样管不同高度处的淤泥密度往往不同,而全程使用固定的底部推进速率和叶轮旋转速率进行淤泥取样处理时,可能在淤泥密度较大的位置产生推进较慢或无法推进的问题,从而导致取样管堵塞,进而导致难以将密度较大的淤泥打散,从而导致后续淤泥处理效率较差。
技术实现思路
1、为了解决淤泥处理效率较差的技术问题,本发明提出了一种环保型淤泥取样处理方法及设备。
2、第一方面,本发明提供了一种环保型淤泥取样处理方法,该方法包括:
3、根据取样管淤泥取样过程中不同取样时刻下的取样管底部淤泥含水量和取样管下降阻力,确定不同取样时刻下的淤泥密度因子;
4、根据所有取样时刻下的淤泥密度因子,预估取样管淤泥推入淤泥存储区过程中取样管内不同高度处的淤泥密度指标;
5、根据待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度对应在取样管上的高度处的淤泥密度指标,以及待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度下取样管顶部的平均淤泥粒径,确定待调节推入时刻对应的速率调节因子,其中,待调节推入时刻是淤泥推入淤泥存储区过程中的时刻;
6、基于速率调节因子,对待调节推入时刻下的底座推进速率和叶轮旋转速率进行控制调整,其中,叶轮旋转速率是旋转叶轮的旋转速率。
7、可选地,所述根据取样管淤泥取样过程中不同取样时刻下的取样管底部淤泥含水量和取样管下降阻力,确定不同取样时刻下的淤泥密度因子,包括:
8、将取样管淤泥取样过程中不同取样时刻下取样管顶部与待采样区域表面之间的距离,确定为不同取样时刻下的参考距离,其中,待采样区域是被取样管进行淤泥采样的淤泥区域;
9、根据每个取样时刻下的参考距离、取样管底部淤泥含水量和取样管下降阻力,确定每个取样时刻下的淤泥密度因子。
10、可选地,所述根据每个取样时刻下的参考距离、取样管底部淤泥含水量和取样管下降阻力,确定每个取样时刻下的淤泥密度因子,包括:
11、将每个取样时刻下的参考距离与预先获取的取样管的高度值的比值,确定为每个取样时刻下的目标距离因子;
12、基于每个取样时刻下的目标距离因子,确定每个取样时刻下的淤泥插入深度,其中,目标距离因子与淤泥插入深度呈负相关关系,淤泥插入深度表征取样管底部插入淤泥的深度情况;
13、根据每个取样时刻下的淤泥插入深度、取样管底部淤泥含水量和取样管下降阻力,确定每个取样时刻下的淤泥密度因子,其中,淤泥插入深度和取样管下降阻力均与淤泥密度因子呈正相关关系,取样管底部淤泥含水量与淤泥密度因子呈负相关关系,取样时刻下的淤泥密度因子表征该取样时刻下取样管底部的淤泥密度。
14、可选地,所述根据所有取样时刻下的淤泥密度因子,预估取样管淤泥推入淤泥存储区过程中取样管内不同高度处的淤泥密度指标,包括:
15、按照取样时刻从晚到早的顺序,对取样管淤泥取样过程中所有取样时刻下的淤泥密度因子进行排序,得到淤泥密度因子序列,其中,取样管淤泥取样过程中取样管匀速插入淤泥;
16、将取样管的高等分为目标数量个刻度,并按照从低到高的顺序,对目标数量个刻度进行排序,得到刻度序列,其中,目标数量等于淤泥密度因子序列中淤泥密度因子的数量;
17、将淤泥密度因子序列中的淤泥密度因子依次作为刻度序列中的刻度对应的淤泥密度因子;
18、以取样管的刻度为横坐标,以刻度对应的淤泥密度因子为纵坐标进行拟合,得到取样管上每个高度处的淤泥密度指标。
19、可选地,所述根据待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度对应在取样管上的高度处的淤泥密度指标,以及待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度下取样管顶部的平均淤泥粒径,确定待调节推入时刻对应的速率调节因子,包括:
20、将待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度对应在取样管上的高度,确定为参考高度;
21、根据所述参考高度及其之下高度处的淤泥密度指标,以及待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度下取样管顶部的平均淤泥粒径,确定待调节推入时刻对应的目标淤泥特征;
22、同理,根据取样管上所有高度处的淤泥密度指标,以及取样管被淤泥充满时取样管顶部的平均淤泥粒径,确定标准淤泥特征;
23、根据所述标准淤泥特征和所述待调节推入时刻对应的目标淤泥特征,确定待调节推入时刻对应的速率调节因子。
24、可选地,待调节推入时刻对应的目标淤泥特征对应的公式为:
25、;其中,是待调节推入时刻对应的目标淤泥特征;是归一化函数;r是待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度下取样管顶部的平均淤泥粒径;m是候选高度的数量;候选高度是参考高度或参考高度之下的高度;h是候选高度的序号;是第h个候选高度处的淤泥密度指标。
26、可选地,所述根据所述标准淤泥特征和所述待调节推入时刻对应的目标淤泥特征,确定待调节推入时刻对应的速率调节因子,包括:
27、若所述目标淤泥特征小于或等于所述标准淤泥特征,则将预设非负因子确定为待调节推入时刻对应的速率调节因子;
28、若所述目标淤泥特征大于所述标准淤泥特征,则将所述目标淤泥特征和所述标准淤泥特征的差值,确定为目标差值,并将目标差值与预设非负因子之间的和值,确定为待调节推入时刻对应的速率调节因子。
29、可选地,所述基于速率调节因子,对待调节推入时刻下的底座推进速率和叶轮旋转速率进行控制调整,包括:
30、若所述速率调节因子大于预设非负因子,则根据预设底座推进速率和所述速率调节因子,确定目标底座推进速率,并对待调节推入时刻下的底座推进速率进行调节,使其调节至目标底座推进速率,其中,预设底座推进速率和速率调节因子均与目标底座推进速率呈正相关关系;
31、若所述速率调节因子等于预设非负因子,则对待调节推入时刻下的底座推进速率进行调节,使其调节至预设底座推进速率;
32、根据所述速率调节因子和所述预设非负因子,对待调节推入时刻下的叶轮旋转速率进行控制调整。
33、可选地,所述根据所述速率调节因子和所述预设非负因子,对待调节推入时刻下的叶轮旋转速率进行控制调整,包括:
34、若所述速率调节因子大于预设非负因子,则根据预设叶轮旋转速率和所述速率调节因子,确定目标叶轮旋转速率,并对待调节推入时刻下的叶轮旋转速率进行调节,使其调节至目标叶轮旋转速率,其中,预设叶轮旋转速率和速率调节因子均与目标叶轮旋转速率呈正相关关系;
35、若所述速率调节因子等于预设非负因子,则对待调节推入时刻下的叶轮旋转速率进行调节,使其调节至预设叶轮旋转速率。
36、第二方面,本发明提供了一种环保型淤泥取样处理设备,该环保型淤泥取样处理设备包括数据处理器,数据处理器用于实现上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。
37、本发明具有如下有益效果:
38、本发明的一种环保型淤泥取样处理方法,实现了底座推进速率和叶轮旋转速率的控制调整,解决了淤泥处理效率较差的技术问题,提高了淤泥处理效率。实际情况中,底座推进速率和叶轮旋转速率越大时,往往说明越容易将密度大的淤泥打散并推入淤泥存储区,反之,可能在淤泥密度较大的位置产生推进较慢或无法推进的问题,从而导致取样管堵塞。相较于通过人工经验设置的固定的底部推进速率和叶轮旋转速率进行淤泥取样处理,本发明综合考虑了多个与淤泥密度相关的因素,比如,取样管底部淤泥含水量、取样管下降阻力、淤泥密度因子、淤泥密度指标和平均淤泥粒径等,从而自适应地对待调节推入时刻下的底座推进速率和叶轮旋转速率进行控制调整,实现了底座推进速率和叶轮旋转速率的精确调整,从而在一定程度上减少了取样管堵塞的可能性,进而提高了后续淤泥处理效率。
1.一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,所述根据取样管淤泥取样过程中不同取样时刻下的取样管底部淤泥含水量和取样管下降阻力,确定不同取样时刻下的淤泥密度因子,包括:
3.根据权利要求2所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,所述根据每个取样时刻下的参考距离、取样管底部淤泥含水量和取样管下降阻力,确定每个取样时刻下的淤泥密度因子,包括:
4.根据权利要求1所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,所述根据所有取样时刻下的淤泥密度因子,预估取样管淤泥推入淤泥存储区过程中取样管内不同高度处的淤泥密度指标,包括:
5.根据权利要求4所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,所述根据待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度对应在取样管上的高度处的淤泥密度指标,以及待调节推入时刻对应的淤泥剩余高度下取样管顶部的平均淤泥粒径,确定待调节推入时刻对应的速率调节因子,包括:
6.根据权利要求5所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,待调节推入时刻对应的目标淤泥特征对应的公式为:
7.根据权利要求5所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,所述根据所述标准淤泥特征和所述待调节推入时刻对应的目标淤泥特征,确定待调节推入时刻对应的速率调节因子,包括:
8.根据权利要求7所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,所述基于速率调节因子,对待调节推入时刻下的底座推进速率和叶轮旋转速率进行控制调整,包括:
9.根据权利要求8所述的一种环保型淤泥取样处理方法,其特征在于,所述根据所述速率调节因子和所述预设非负因子,对待调节推入时刻下的叶轮旋转速率进行控制调整,包括:
10.一种环保型淤泥取样处理设备,其特征在于,包括数据处理器,所述数据处理器用于实现权利要求1-9中任一项所述的一种环保型淤泥取样处理方法。