[发明专利]海底沉积物粒度分析数据的自动处理方法

说明书

本发明提供海底沉积物粒度分析数据的自动处理方法，采用光学平台、样品分散装置及计算机数据处理模块，光学平台包括光源、透镜与检测器，样品分散装置包括容器、超声探头与离心泵，计算机数据处理模块通过信号传输模块与检测器连接，检测报告生成单元，用于将粒径‑含量计算单元、参数计算单元、用户计算机数据处理模块的信息输出至报告中。本项发明大大提高了激光粒度仪在海洋工程检测领域的应用水平，不仅提升了工作效率，还提高了数据的准确性，避免人工摘取数据时出现错误，为海底沉积环境的判断及工程建设稳定性预测提供了更加准确的依据。

技术领域

本发明涉及海底沉积物分析技术领域，具体地说，涉及一种海底沉积物粒度分析数据的自动处理方法。

背景技术

目前测量海底沉积物粒径的主要方法有移液管法、密度计法及激光粒度仪法，其中前两者为传统测量粒径的方法，而激光粒度仪法是近年来新兴的试验方法。激光粒度仪工作原理是通过颗粒的衍射或散射光的空间分布来分析颗粒大小。

目前，传统的激光粒度仪的结构及数据分析处理方式，并非针对海洋工程领域，在完成每个沉积物样品粒径测试后，只能给出各个粒径范围所对应的颗粒体积百分含量q3％，以及小于某一粒径的累积百分含量Q3％，且只能给出粒径d，单位为μm，但在海洋工程中需要的粒径单位通常需要经尤登－温德华氏粒径转换为，须将每一个样品结果中的d手工转化为，过程较为繁琐。

此外，海洋工程实际应用常常用到中值粒径、平均粒径、分选系数、偏态、峰态及砂、粉砂及粘土等参数，平均粒径是指一个沉积物样品粒径由细到粗的平均代表值；分选系数是描述一个沉积物样品粒径大小的离散程度，也就是相对于平均粒径而言的标准偏差，分选系数小，粒径分布集中，说明沉积物经过了动力的反复筛选。例如，一条河流，从源头到河口沉积物的分选呈逐渐变好的趋势。

偏态反应粒径分布曲线分布的不对称性。理想状态下，粒度分布曲线是正态曲线的形式，峰值(最高点)、均值和中值粒径是重合的，偏度为0；若峰值和中值大于均值，则偏态为正，反之偏态为负。

峰态是用来衡量粒径频率分布曲线的频率极值上下偏离正态分布频率极值的程度，即反应沉积物粒径频率分布曲线的宽窄情况。一般情况，海滩砂峰态通常为中等-窄尖，沙丘砂为中等，风坪砂峰态大，潮滩沉积物峰态多为窄尖和很窄尖。采用这些参数来评判某项工程所处海域的海底沉积物状态、海域冲淤环境及海底地基的稳定性。若运用原有的激光粒度仪，就需要根据实际测量数据，运用相应的公式计算分选系数、偏态、峰态及砂、粉砂及粘土等参数。在挑选数据再重新计算的过程中会耗费时间及人力，尤其是在样品数量较多时，挑选数据再录入计算须较多的时间，工作效率较低，往往耽误工程的进展。

试验结束后，由于每个试验样品须计算的参数较多，须人工摘取的数据量较大，因此在摘取数据并录入计算时容易出现错误，直接导致报告分析及工程运用时产生偏差，影响工程所处海域海底冲淤环境分析及建设地基稳定性判别的准确性。

发明内容

为了解决目前海底沉积物粒度分析的激光粒度仪存在的上述问题，本发明提出一种海底沉积物粒度分析数据的自动处理方法。其具体的技术方案如下：

用于海底沉积物粒度分析的激光粒度仪，包括光学平台、样品分散装置及计算机数据处理模块，其中：

光学平台包括光源、透镜与检测器，用于发射激光对样品的沉积物颗粒进行照射，并接收激光的散射信号；

样品分散装置，包括容器、超声探头与离心泵，用于对样品颗粒进行超声震荡及分散处理，保证样品以正确的浓度、合适稳定的分散状态传送至光学平台的测量区域；

计算机数据处理模块，通过信号传输模块与检测器连接，用于接收检测器的包含粒度分布信息的光/电信号，并设置相应计算机数据处理模块对信号进行处理；