Nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm máy phổ gamma liên tục, máy khoan thổi và thiết bị lấy mẫu địa chất khoáng sản biển

Mục tiêu: Làm chủ công nghệ và chế tạo được các thiết bị: + Máy phổ gamma công nghệ mới có thể đo liên tục và vận hành tốt ở độ sâu 100m nước; + Thiết bị khoan biển: thiết bị khoan biển

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TỔNG CỤC BIỂN VÀ HẢI ĐẢO VIỆT NAM TRUNG TÂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN BIỂN

-o0o -

Tác giả: KS Nguyễn Minh Hiệp

ThS Lê Anh Thắng ThS Vũ Bá Dũng

KS Nguyễn Lương Huy KS.Lê Văn Đức

ThS Đào Bùi Din

KS Nguyễn Văn Minh

KS Văn Đức Nam ThS Nguyễn Quỳnh Chi

CN Lê Đắc Tuấn

và nnk

BÁO CÁO KẾT QUẢ

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM MÁY PHỔ GAMMA, MÁY KHOAN THỔI VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU ĐỊA CHẤT KHOÁNG

SẢN BIỂN

Thuộc Chương trình: Nghiên cứu khoa học và công nghệ phục vụ quản lý

tổng hợp, thống nhất về biển và hải đảo Việt Nam giai đoạn 2010 – 2015

MỤC LỤC

MỤC LỤC 3

TÓM TẮT KẾT QUẢ 5

I THÔNG TIN CHUNG ĐỀ TÀI 5

II TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 6

MỞ ĐẦU 8

PHẦN I TỔNG QUAN, PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 10 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 10

1.2 MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ 22

1.3 CÁCH TIẾP CẬN 23

CHƯƠNG 2 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 24

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.4 SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 25

PHẦN II KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM MÁY ĐO PHỔ GAMMA LIÊN TỤC 27

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ 27

3.2 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ MÁY ĐO PHỔ GAMMA LIÊN TỤC .27

3.3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC CHẾ TẠO MÁY ĐO PHỔ GAMMA LIÊN TỤC .42

3.4 KẾT QUẢ CÔNG TÁC VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM 42

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ KHOAN THỔI TRÊN BIỂN 59

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ 59

4.2 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ 60

4.3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC CHẾ TẠO 60

4.4 CÔNG TÁC VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM 63

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM BẪY TRẦM TÍCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 69

5.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ 69

5.2 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ BẪY TRẦM TÍCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 69

5.3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC CHẾ TẠO BẪY TRẦM TÍCH 81

5.5 QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ LẮP ĐẶT BẪY TRẦM TÍCH ĐIỀU

KHIỂN TỪ XA 89

6.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ 93

6.2 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ ỐNG PHÓNG PISTON 94

6.3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC CHẾ TẠO ỐNG PHÓNG PISTON 96

6.4 KẾT QUẢ CÔNG TÁC VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM ỐNG PHÓNG PISTON 101

6.5 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT VẬN HÀNH ỐNG PHÓNG PISTON 103

CHƯƠNG 7 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ LẤY MẪU NGUYÊN DẠNG 105

7.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ 105

7.2 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ 105

7.3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC CHẾ TẠO 109

7.4 KẾT QUẢ CÔNG TÁC VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM 110

7.5 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH THIẾT BỊ LẤY MẪU NGUYÊN DẠNG 113

CHƯƠNG 8 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM CẦN CẨU THỦY LỰC 116

8.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ 116

8.2 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ CẦN CẨU THỦY LỰC 116

8.3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC CHẾ TẠO CẦN CẨU THỦY LỰC 118

8.4 KẾT QUẢ CÔNG TÁC VẬN HÀNH, THỬ NGHIỆM CẦN CẨU THỦY LỰC 121

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 125

TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 

TÓM TẮT KẾT QUẢ

Đề tài “Nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm máy phổ gamma, máy khoan thổi và

thiết bị lấy mẫu địa chất khoáng sản biển”

I THÔNG TIN CHUNG ĐỀ TÀI

1 Tên báo cáo: Nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm máy phổ gamma, máy khoan thổi

và thiết bị lấy mẫu địa chất khoáng sản biển

2 Cơ quan chủ trì: Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển

3 Cơ quan chủ quản: Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam

4 Đơn vị phối hơp:

4.1 Công ty cổ phần công nghệ cơ khí Bách Khoa ;

4.2 Viện khoa học và Công nghệ Giao thông vận tải;

4.3 Trung tâm Triển khai Công nghệ Khoáng chất – Đại học Mỏ - Địa chất

4.4 Khoa Điện tử Viễn Thông – Đại học Quốc gia Hà Nội

5 Cấp quản lý đề tài: Bộ Tài nguyên và Môi trường

6 Thuộc chương trình: “Nghiên cứu khoa học và công nghệ phục vụ quản lý tổng

hợp, thống nhất về biển và hải đảo Việt Nam giai đoạn 2010 – 2015” Mã số

TNMT.06/10-15

7 Chủ nhiệm đề tài: KS Nguyễn Minh Hiệp

8 Cán bộ phối hợpThS Lê Anh Thắng, KS Nguyễn Lương Huy, ThS Trịnh Nguyên

Tính, KS Lê Văn Đức, KS Văn Đức Nam, ThS Nguyễn Thị Quỳnh Chi, ThS Vũ Bá Dũng, TS Chử Đức Trình và những người khác

9 Lĩnh vực nghiên cứu: Kỹ thuật và Công nghệ

10 Thời gian thực hiện: từ 05/2010 - 12/2012

11 Kinh phí thực hiện: 1 923 triệu đồng

12 Ngôn ngữ: Tiếng Việt

13 Mục tiêu: Làm chủ công nghệ và chế tạo được các thiết bị:

+ Máy phổ gamma công nghệ mới có thể đo liên tục và vận hành tốt ở độ sâu 100m nước;

+ Thiết bị khoan biển: thiết bị khoan biển nông ven bờ theo công nghệ khoan thổi lift) vận hành an toàn đảm bảo lấy mẫu trầm tích đáy vùng biển có độ sâu đến 30m nước;

(air-+ Các thiết bị lấy mẫu địa chất khoáng sản biển: bẫy trầm tích điều khiển từ xa có khả năng quan trắc dài ngày trên biển, ống phóng piston trọng lượng lớn, thiết bị lấy mẫu nguyên dạng (box core) cùng hệ thống nâng thả thiết bị

14 Nhiệm vụ:

14.1 Thu thập tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước phục vụ chế tạo thiết bị

14.2 Xây dựng cơ sở khoa học cho việc thiết kế, chế tạo, vận hành các thiết bị

14.3 Thiết kế các loại thiết bị

14.4 Chế tạo, lắp đặt các loại thiết bị

14.5 Vận hành thử nghiệm

14.6 Xây dựng qui trình lắp đặt, sử dụng các loại thiết bị

Đề tài đã hoàn thành các sản phẩm được đăng ký trong thuyết minh Đề tài gồm:

- Chế tạo được các thiết bị sau:

+ Thiết bị đo phổ gamma liên tục;

+ Bẫy trầm tích điều khiển từ xa;

+ Thiết bị khoan thổi;

Báo cáo tổng quan về máy đo phổ gamma liên tục, bẫy trầm tích điều khiển

từ xa và hệ thống lấy mẫu trầm tích cùng cần cẩu (piston core và box core) trên thế giới và Việt Nam

2

Báo cáo Tổng quan về điều kiện khí tượng thủy văn, hải văn đới biển ven bờ Việt Nam (phục vụ nghiên cứu thiết kế máy đo phổ gamma liên tục, bẫy trầm tích điều khiển từ xa)

3

Bộ bản vẽ thiết kế:

- Thiết bị đo phổ gamma liên tục:

- Bẫy trầm tích điều khiển từ xa:

- Thiết bị khoan thổi:

- Thiết bị lấy mẫu cùng cần cẩu: piston core và box core

4

Quy trình lắp đặt, sử dụng:

- Thiết bị đo phổ gamma liên tục:

- Bẫy trầm tích điều khiển từ xa:

- Thiết bị khoan thổi:

- Thiết bị lấy mẫu cùng cần cẩu: piston core và box core

5 Báo cáo kết quả của Đề tài

II TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Trong 3 năm 2010 - 2012, tập thể tác giả đã tiến hành thu thập, tham khảo các tài liệu trong và ngoài nước để thiết kế, chế tạo được bộ các thiết bị theo thuyết minh đề tài đã được duyệt gồm: Máy đo phổ gamma liên tục; Thiết bị khoan thổi; Bẫy trầm tích điều khiển từ xa; Thiết bị lấy mẫu nguyên dạng; Ống phóng piston; Cẩu thủy lực

2 Đã tiến hành thử nghiệm các thiết bị nói trên trong các điều kiện thử nghiệm khác nhau gồm: điều kiện mô phỏng, điều kiện khảo sát thực tế (thử nghiệm tại các vùng biển), một số thiết bị như thiết bị khoan thổi, ống phóng piston, cần cẩu thủy lực đã được áp dụng vào điều tra khảo sát địa chất khoáng sản biển ngay sau khi chế tạo và thử nghiệm thành công

3 Đã xây dựng được quy trình lắp đặt, vận hành các thiết bị phù hợp phục vụ cho công tác điều tra địa chất và khoáng sản biển

4 Kết quả chế tạo, vận hành thử nghiệm các thiết bị như sau:

STT Hạng mục thiết bị Đề cương Chế tạo Đề cương Chế tạo

30 - 100m Đo liên tục, Đo liên tục,

Tầm hoạt động Tính năng STT Hạng mục thiết bị

Đề cương Chế tạo Đề cương Chế tạo

3 Thiết bị khoan thổi 10 - 20m nước 20m nước Lấy mẫu 6m Lấy mẫu 8m

4 Ống phóng piston 100m nước 100m nước Lấy mẫu 2m 2m (bùn sét); 1,2m (cát)

5 Thiết bị lấy mẫu nguyên dạng 100m nước 100m nước 40-60cm 50cm bùn sét

6 Hệ thống nâng hạ Cao 7m Cao 8m Có thể lắp đặt ở các tầu khác nhau

MỞ ĐẦU

Trên thế giới, hệ thống các thiết bị khảo sát biển đã được nghiên cứu và phát triển từ thế kỷ 20 cho đến nay Hệ thống thiết bị khảo sát biển rất phong phú và đa dạng, phục vụ nhiều mục đích khác nhau trong công tác điều tra, khảo sát, nghiên cứu tài nguyên môi trường biển Trong hệ thống thiết bị nghiên cứu biển, các thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy biển có vai trò rất quan trọng trong việc góp phần nâng cao chất lượng của hệ phương pháp nghiên cứu Các thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy được sử dụng chủ yếu trong công tác điều tra cơ bản, nghiên cứu khoa học về địa chất – khoáng sản, tài nguyên, môi trường biển Các nhóm thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy nhìn chung có thể chia thành hai nhóm chính sau:

- Nhóm các thiết bị lấy mẫu tầng mặt: các mẫu thu thập được là mẫu tầng mặt (độ sâu của mẫu đạt từ 10 - 30 cm tính từ bề mặt đáy biển xuống) Các mẫu trầm tích tầng mặt bị xáo trộn, không giữ được tính nguyên dạng của trầm tích

- Nhóm các thiết bị lấy mẫu lõi: các mẫu trầm tích đáy biển thu thập được ở dưới dạng cột mẫu Chiều dài của các cột mẫu cũng như tính nguyên dạng của các trầm tích đáy biển phụ thuộc vào đặc tính của trầm tích đáy biển tại điểm lấy mẫu và thiết bị lấy mẫu được sử dụng để thu thập mẫu

Trong nghiên cứu biển tại các nước trên thế giới, các nhà khoa học chủ yếu quan tâm đến việc thu thập các mẫu lõi Những mẫu lõi với chiều dài đạt từ 2 – 12m, đồng thời giữ được tính nguyên dạng một cách tương đối sẽ là nguồn thông tin quý báu cho các nghiên cứu địa chất – khoáng sản, trầm tích, môi trường biển…

Các thiết bị khảo sát địa chất, địa vật lý biển là các thiết bị chuyên dụng, nhiều thiết bị sản xuất đơn chiếc, việc sửa chữa, thay thế linh kiện phụ thuộc nhiều vào hãng sản xuất vì vậy giá thành đầu tư rất cao Việc làm chủ công nghệ sản xuất một số thiết bị là cần thiết giúp tiết kiệm vốn đầu tư của nhà nước

Xuất phát từ tình hình trên, Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển đã mạnh dạn đề xuất mở Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ "Nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm máy phổ gamma, máy khoan thổi và thiết bị lấy mẫu địa chất khoáng sản biển" và đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường phê duyệt tại quyết định số 834/QĐ-BTNMT ngày 4/5/2009

Đề tài nêu trên đã được thực hiện trong 3 năm 2010 và 2012 Cho đến nay, tập thể tác giả tham gia đề tài đã tiến hành đầy đủ các nội dung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm các thiết bị máy phổ gamma, khoan thổi, bẫy trầm tích, cẩu thủy

Báo cáo kết quả nghiên cứu của đề tài được chúng tôi tổng hợp các kết quả chính đạt được của các chuyên đề Ngoài phần mở đầu và kết luận, báo cáo được trình bày theo 8 chương như sau:

Phần I Tổng quan, phạm vi, đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu của đề tài

Chương 1 Tổng quan về nội dung nghiên cứu của đề tài

Chương 2 Phạm vi, đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Phần II Kết quả và thảo luận

Chương 3 Kết quả công tác thiết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm máy đo phổ gamma liên tục

Chương 4 Kết quả công tác thiết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm thiết bị khoan thổi trên biển

Chương 5 Kết quả công tác thiết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm bẫy trầm tích điều khiển từ xa

Chương 6 Kết quả công tác thiết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm thiết bị ống phóng piston

Chương 7 Kết quả công tác thiết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm thiết bị lấy mẫu nguyên dạng

Chương 8 Kết quả công tác thiết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm cần cẩu thủy lực

Trong quá trình thực hiện đề tài, tập thể tác giả luôn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của các đồng chí lãnh đạo, các chuyên viên Bộ Tài nguyên và Môi trường, Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam; lãnh đạo, cán bộ công nhân viên Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển Nhân dịp này tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp

đỡ và cộng tác nói trên

PHẦN I TỔNG QUAN, PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Công tác nghiên cứu, chế tạo các thiết bị khảo sát địa chất - khoáng sản biển được các nước trên thế giới chú trọng đầu tư phát triển Ở Việt Nam, hầu hết các loại thiết bị này đều được nhập khẩu, số ít hơn được chế tạo trong nước Đối với 6 loại thiết bị thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài, có thể đánh giá khái quát tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước như sau:

Dựa vào phương pháp đo, máy đo phổ gamma đáy biển được phân thành hai loại chính:

+ Máy đo phổ gamma tĩnh: là thiết bị đo phóng xạ dùng để dò các tia gamma tại từng điểm khảo sát riêng biệt (đo điểm)

+ Máy đo phổ gamma liên tục: là thiết bị đo phóng xạ dùng để dò các tia gamma, đo liên tục theo một tuyến khảo sát của tàu (đo liên tục)

Hiện nay, các máy đo phổ gamma đáy biển hiện đại thường có thiết kế linh hoạt, tuỳ theo yêu cầu và đặc điểm địa hình mà có thể đo theo từng điểm khảo sát hoặc

đo liên tục kết hợp với hành trình khảo sát của tàu

Ngoài ra, nếu dựa vào đặc điểm bộ phận phân tích phổ, máy đo phổ gamma có thể chia thành hoặc là “tích phân” (integral) hoặc là “vi phân” (differential):

+ Máy đo phổ tích phân chỉ ghi lại những xung có biên độ vượt quá một ngưỡng phân biệt (ngưỡng này có thể thay đổi để cho phép phân biệt các nuclit phóng

xạ riêng biệt)

+ Máy đo phổ vi phân ghi lại các xung có biên độ nằm trong một khoảng biên

độ định trước (hay “kênh”), tương ứng với một dải năng lượng tia gamma riêng biệt Các khoảng năng lượng rộng hơn (bao gồm một vài kênh) được gọi là các cửa sổ năng lượng

Ngày nay, các bộ phân tích hiện đại sử dụng 256 hoặc 512 kênh, hoặc lớn hơn nữa, với độ rộng vài keV mỗi kênh Những hệ thống cũ hơn bị giới hạn, ghi số liệu trên một vài cửa sổ năng lượng riêng

a Hệ thống đo phổ tia gamma liên tục “EEL”

Hệ thống EEL đo phổ tia gamma liên tục nhờ đầu dò được kéo trên mặt đáy biển theo tuyến khảo sát của tàu Ban đầu, EEL dùng trong các cuộc khảo sát của Anh (năm 1977) hầu hết hoạt động ở các độ sâu nhỏ hơn 200m, mặc dù nó được thiết kế ở

tín hiệu qua 6000m cáp, và cập nhật đầy đủ các thiết bị điều khiển điện tử cùng phần mềm ghi số liệu Hơn nữa, việc gắn thêm các sensor (bộ cảm biến) cần thiết vào đầu

dò đáy biển sẽ cho biết thêm các thông tin về áp suất (=độ sâu), nhiệt độ, và “nhiễu tạp” (=độ lởm chởm) Một bộ điều khiển được dùng để đo sức căng trên cáp kéo, đảm bảo rằng nó vẫn nằm trong giới hạn hoạt động an toàn Đồng thời kết hợp thêm một bộ đo/đếm cáp để theo dõi độ dài cáp được triển khai

Đầu dò của hệ thống EEL được kéo trên mặt đáy biển, được bảo vệ bên trong

một ống PVC (nhựa tổng hợp) dài 30m Thiết bị dò tia gamma được dùng cho khảo sát

là một máy dò nhấp nháy BGO (bismuth germanate) Khi các tia gamma tác động tới máy dò, các chớp sáng (nhấp nháy) sẽ được phát ra Chúng sẽ được biến đổi thành các xung điện thế, được khuếch đại và sau đó sắp xếp theo độ cao xung Cường độ nhấp nháy và độ cao xung là tỷ lệ với năng lượng của các tia gamma Lưu ý, máy dò có thể

đo toàn bộ phổ tia gamma, giúp nhận dạng và xác định số lượng thành phần của các phóng xạ tự nhiên và nhân tạo Thiết bị đo các phát xạ gamma của vật chất nằm trên

bề mặt đáy biển cách tối đa 30 cm

Độ dài của cáp kéo có thể thay đổi, sử dụng 1 bộ điều khiển từ xa, để giữ cho đầu dò nằm trên đáy biển khi độ sâu nước thay đổi hoặc để điều chỉnh thay đổi phù hợp với tốc độ của tàu khảo sát Tín hiệu suy giảm rất rõ nếu đầu dò “mất liên lạc” (hay không tiếp xúc) với đáy biển Điều này là hiển nhiên đối với cả số liệu tia gamma

và tín hiệu âm thanh, và hãy làm cho máy dò được tiếp tục trên đáy biển ngay khi có thể

Mặc dù lúc đầu được phát triển cho thăm dò khoáng sản và đo vẽ bản đồ địa chất, thiết bị này sau đó đã được sử dụng cho rất nhiều cuộc khảo sát môi trường, bao gồm cả việc đo vẽ bản đồ các nuclit phóng xạ nhân tạo phát ra từ nhà máy hạt nhân Sellafield ở biển Ai-len

b Hệ thống đo phổ tia Gamma “kết hợp”

Máy đo phổ gamma của Challenger Oceanic (Anh) có thể đo theo từng vị trí , triển khai bằng dây chão buộc cố định (ví dụ: dùng cho kiểm tra định lượng cửa sông), hoặc đo liên tục theo tuyến khảo sát bằng cách triển khai trên xe ngầm dưới nước

Hệ thống dùng cho công việc khảo sát các phát xạ gamma tự nhiên và nhân tạo

có trong trầm tích và đới nước Cụ thể, thiết bị khảo sát phân bố các chất đồng vị “tự nhiên” ở đáy biển, bao gồm: nhận dạng các lớp trầm tích; thăm dò khoáng sản bồi tích

và khai khoáng; theo dõi sự khoáng hoá ngoài khơi; đo vẽ bản đồ đá gốc Granitic; và khảo sát đường ống và cáp ngầm Ngoài ra, thiết bị cũng được ứng dụng trong việc xác định sự nhiễm đồng vị phóng xạ nhân tạo trên biển từ các nhà máy hạt nhân, bức xạ nguyên tử khí quyển, các bãi rác thải, cửa cống các nhà máy tái xử lý…

Hệ thống có thiết kế hiện đại với nhiều tính năng nổi trội như:

• Tinh thể NaI (Tl) kích thước 150mm (chiều dài) x 100 mm (đường kính)

• Độ phân giải cao (độ rộng tối đa 60 keV, tối đa ½)

• Bộ phân tích đa kênh 1024 kênh tới 2 MeV

• Truyền số liệu dạng số với tốc độ 32 kBaud

• Hiển thị số liệu thời gian thực (9 cửa sổ)

• Tốc độ kéo lên tới 4 knots

• Có tời cáp và cáp cho các tàu tuỳ mục đích

• Có dây chão buộc cố định, cáp xuyên đại dương cho nguồn/số liệu

• Có thể triển khai từ tàu khảo sát, gắn trên tàu lặn hoặc AUV (xe lặn tự động dưới nước) và ROV (xe lặn điều khiển từ xa)

Tinh thể NaI(Tl) lớn, bộ nhận quang điện, máy phân tích đa kênh, mạch vi xử

lý và hệ thống truyền số liệu dạng số… tất cả đều được bọc trong một “vỏ bọc áp suất” Khi kéo xe trượt dưới đáy, tốc độ của tàu phụ thuộc vào sự lởm chởm của đáy,

độ sâu của dây kéo, và không gian được yêu cầu Mục đích của xe trượt chủ yếu là để bảo vệ thiết bị, đuôi tải trọng rất cần để giữ đầu dò luôn luôn “liên lạc”(tiếp xúc) với đáy biển mọi thời điểm

Thiết bị dựa trên nguyên lý chung của máy đo xạ phổ, có cải tiến thêm phần số hoá số liệu (từ dạng tương tự sang số) giúp tăng chất lượng số liệu thu được, và cho phép đo đồng thời nhiều kênh năng lượng

Bộ phận chính của hệ thống đo dưới nước bao gồm một ống chịu áp suất được giữ trong một xe trượt có vỏ bằng polypropylene Tinh thể NaI bọc bằng vỏ titanium được gắn ở đầu cuối của thiết bị Ống áp suất cũng chứa bộ phân tích đa kênh 1024 kênh (độ rộng giới hạn, ½ chiều cao độ phân giải 60keV), bộ vi xử lý, bộ phận cấp nguồn và một modem để truyền số liệu dạng số của quang phổ và để nhận lệnh từ máy tính PC trên tàu

Với các cuộc khảo sát trầm tích, một ống dài 15m chứa cáp dẫn và dây chịu lực được gắn vào phía trước xe trượt Phần này nhằm phục vụ 3 mục đích: đầu tiên là để giữ cho các bộ cảm biến (sensor) luôn “giữ liên lạc” (tiếp xúc) với đáy biển, thứ hai là

để bảo vệ hộp sensor, và thứ ba là để tạo ra “sự tạo dòng” (stream-lining) trên địa hình lởm chởm

Lối ra của bộ phận đầu dò (gồm tinh thể NaI (Tl) và ống nhân quang điện bù nhiệt) là các xung điện có biên độ tỷ lệ thuận với năng lượng của các tia gamma Bộ khuếch đại xung phục vụ cho hai mục đích cơ bản: khuếch đại tín hiệu từ đầu dò và hình thành xung để có dạng thuận tiện cho xử lý tiếp theo Máy phân tích đa kênh thực chất là một máy phân tích biên độ nhiều kênh (multichannel analyzer - MCA), dùng để phân chia biên độ xung theo các “cửa sổ năng lượng” riêng

Cáp dùng để truyền số liệu là cáp dẫn đơn Rochester 1-H-314D, đường kính 8mm Tời cuốn cáp có thể được cung cấp khi có yêu cầu, ví dụ như khi đi khảo sát các vùng nước nông (tới 400m)

Các lệnh số liệu (data commands) được gửi qua một modem số tới modem kết nối giữa bộ vi xử lý của hệ thống dưới nước và máy tính PC của tàu Việc sắp xếp này

sẽ đảm bảo không có sự giảm sút tín hiệu

Phần mềm là sự tích hợp các “gói” thương mại với phần mềm thu-phát, xử lý số liệu, cùng chức năng quản lý file theo khối trong một máy chủ PC Từ máy PC của tàu, người vận hành hoàn toàn có thể điều khiển các chức năng thu nhận số liệu từ đáy biển, cũng như điều khiển việc xử lý số liệu theo thời gian thực Hình ảnh phổ độc lập thu được từ đáy biển dựa trên một giới hạn thời gian hoặc tổng số đếm được Việc tính tổng phổ độc lập là cần thiết và kiểm soát liên tục các dải năng lượng chất đồng vị

Tuy được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, nhưng nhìn chung chúng đều có cấu tạo tương đối giống nhau (đối với từng kiểu cụ thể) và đều nhằm thu các hạt vật chất

lơ lửng trong môi trường nước (sinking particle flux) Dựa vào khả năng di chuyển, mức độ ổn định và phương pháp cố định ta có thể liệt kê được một số kiểu bẫy điển hình như sau:

- Bẫy tự do (Freely drefting Buoyant Sediment Trap)

- Bẫy neo cố định (Moored Trap)

- Bẫy treo (Surface Tethered Trap)

Nhìn chung các các kiểu bẫy trên đều có kích thước lớn và dùng thi công tại các vùng biển có độ sâu lớn (180 - 500m nước) và giá thành rất cao, mặt khác các các nhà sản xuất đa phần chế tạo đơn chiếc phục vụ mục đích nghiên cứu riêng cho nên tính

thương mại không cao hoặc giá thành lớn

a Bẫy tự do (Freely drefting Buoyant Sediment Trap)

Là loại bẫy được thiết kế để thu các vật chất lơ lửng tầng giữa và được thả trôi tự

do Cấu loại bẫy này bao gồm 2 phần là thân bẫy và phao bẫy

Mô hình và bẫy tự do được viện hải dương học Woods Hole (Mỹ) chế tạo

Nhìn chung các loại bẫy tự do thường được sử dụng chủ yếu cho các vùng nước nông với độ sâu cột nước không lớn và có điều kiện thủy động lực không phức tạp, khả năng thất lạc bẫy khá cao Chỉ phù hợp trong điều kiện sông, hồ, vũng vịnh kín

b Bẫy neo cố định (Moored Trap)

Là loại bẫy được thiết kế để thu các vật chất lơ lửng tầng đáy và được thả cố định trên đáy biển Cấu loại bẫy này bao gồm 3 phần là: phao nâng, thân bẫy và neo bẫy

Mô hình và bẫy cố định do viện hải dương học Woods Hole (Mỹ) chế tạo

Bẫy cố định có rất nhiều ưu điểm hơn so với bẫy tự do như tính ổn định làm việc tốt, có thể thi công được tại những vùng có độ sâu lớn, đặt bẫy dài ngày mà không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết (sóng gió) Tuy nhiên nhược điểm là nó phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo địa chất của đáy biển Bẫy cố định, về mặt cơ bản chỉ thích hợp đối với các nền đáy biển có cấu tạo từ cát Còn đối với các nền yếu (bùn nhão) thì rất khó

cố định bẫy và dẫn đến thất lạc bẫy

c Bẫy treo (Surface Tethered Trap)

Bẫy treo có cấu tạo gồm ba phần: phao tiêu, phao nâng và thân bẫy

Phao tiêu nổi trên mặt biển Phao nâng toàn bộ hệ thống bẫy nhưng không nổi trên mặt biển mà thường nằm dưới mực nước khoảng 5-10m Thân bẫy là các ống bẫy gắn đối xứng trên một trục thẳng đứng

Mô hình và bẫy treo do công ty KC Denmark (Đan Mạch) chế tạo

Bẫy treo có nhiều ưu điểm nổi bật là dễ thi công, chế tạo Có thể lấy mẫu ở nhiều tầng khác nhau có thể thay đổi độ sâu lấy mẫu tùy ý, tùy thuộc vào điều kiện địa hình

cụ thể Nhược điểm của loại bẫy này là không cố định nên chịu nhiều tác động của

điều kiện khí tượng thủy văn ( chỉ thi công được trong điều kiện thòi tiết nhất định)

1.1.1.3 Đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng các thiết bị khảo sát lấy mẫu trầm tích đáy biển

Trên thế giới, hệ thống các thiết bị khảo sát biển đã được nghiên cứu và phát triển từ thế kỷ 20 cho đến nay Hệ thống thiết bị khảo sát biển rất phong phú và đa dạng, phục vụ nhiều mục đích khác nhau trong công tác điều tra, khảo sát, nghiên cứu tài nguyên môi trường biển Trong hệ thống thiết bị nghiên cứu biển, các thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy biển có vai trò rất quan trọng trong việc góp phần nâng cao chất lượng của hệ phương pháp nghiên cứu Các thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy được sử dụng chủ yếu trong công tác điều tra cơ bản, nghiên cứu khoa học về địa chất –

(độ sâu của mẫu đạt từ 10 – 20 cm tính từ bề mặt đáy biển xuống) Các mẫu trầm tích tầng mặt bị xáo trộn, không giữ được tính nguyên dạng của trầm tích

- Nhóm các thiết bị lấy mẫu lõi: các mẫu trầm tích đáy biển thu thập được ở dưới dạng cột mẫu Chiều dài của các cột mẫu cũng như tính nguyên dạng của các trầm tích đáy biển phụ thuộc vào đặc tính của trầm tích đáy biển tại điểm lấy mẫu và thiết bị lấy mẫu được sử dụng để thu thập mẫu

Trong nghiên cứu biển tại các nước trên thế giới, các nhà khoa học chủ yếu quan tâm đến việc thu thập các mẫu lõi Những mẫu lõi với chiều dài đạt từ 2 – 12m, đồng thời giữ được tính nguyên dạng một cách tương đối sẽ là nguồn thông tin quý báu cho các nghiên cứu địa chất – khoáng sản, trầm tích, môi trường biển… Dựa vào cách thức

và khả năng lấy mẫu của trang thiết bị lấy mẫu lõi, người ta có thể liệt kê được một số các thiết bị điển hình như sau:

- Thiết bị lấy mẫu bằng trọng lực:

+ Ống phóng trọng lực cỡ nhỏ;

+ Ống phóng trọng lực cỡ lớn;

+ Ống phóng lấy nhiều lõi mẫu;

+ Ống phóng lấy mẫu nguyên dạng

- Thiết bị lấy mẫu lõi kết hợp trọng lực và lực hút:

+ Ống phóng Piston;

+ Ống hút Piston tay

- Thiết bị lấy mẫu lõi bằng lực rung: Ống phóng rung

Nhìn chung các thiết bị khảo sát lấy mẫu lõi trầm tích đáy biển được nước ngoài

sử dụng trong nghiên cứu biển đều có giá thành rất cao (có những loại thiết bị có giá thành lên tới hàng tỷ đồng Việt Nam), đồng thời những thiết bị này đòi hỏi phải có hệ thống tàu nghiên cứu đồng bộ mới đủ điều kiện để vận hành một cách có hiệu quả

1 Ống phóng trọng lực

a Ống phóng trọng lực cỡ nhỏ

Loại ống phóng trọng lực nhỏ được dùng để lấy các mẫu trầm tích có tương đối chắc (như trầm tích cát, cát hạt mịn…) và tại các vùng biển có độ sâu nhỏ (vùng biển nông ven bờ, các vũng vịnh, đầm phá ven biển) Loại ống phóng trọng lực này được làm hoàn toàn bằng thép không gỉ hoặc các kim loại chống gỉ khác, các ống phóng loại nhỏ này chủ yếu phục vụ công tác điều tra khảo sát địa chất, môi trường và nghiên cứu trầm tích tầng mặt

Ống phóng có cấu tạo gồm những phần sau:

- Phía trên của bộ ống phóng này có 4 cánh định hướng và quả nặng có thể gắn được vào các cánh này (mỗi cánh gắn được 2 quả nặng loại 2 kg) Phía dưới các cánh định hướng được treo 2 vật nặng loại 7 kg

- Ống lấy mẫu được làm bằng thép không gỉ Ở phần miệng của ống mẫu được thiết kế một dao cắt và hệ thống chặn mẫu (hom hình quả cam) nhằm chặn không để mất mẫu

-Trọng lượng khi không có quả nặng là xấp xỉ 18 kg

- Trọng lượng bao gồm cả quả nặng là 48 kg

- Tổng chiều cao không có ống mẫu là 600 mm

b Ống phóng trọng lực cỡ lớn

Loại ống phóng trọng lực cỡ lớn này dùng lấy mẫu trầm tích đáy biển ở các vùng biển có độ sâu lớn Ở các vùng trầm tích cát gắn kết tốt (hard sandy sendimentary) thì chiều dài mẫu lấy được khoảng 6 m, với các trầm tích mềm hơn và bùn thì chiều dài ống mẫu lấy được lớn nhất

là 12 m

2 Ống phóng lấy nhiều lõi mẫu (multi- corer)

Thiết bị ống phóng lấy nhiều mẫu được sử dụng để lấy các mẫu hóa học, mẫu địa hóa và các ứng dụng của sinh học Đầu của ống phóng là các bộ phận chống rung thủy lực đảm bảo mẫu lấy lân không bị xáo trộn Những ống mẫu có thể thay đổi nhanh chóng giúp đảm bảo cho việc làm việc với tốc độ cao

Thiết bị multi-corer gồm 6 ống mẫu có đường kính 100 mm, chiều dài 600mm, chiều dài lấy mẫu là 370 mm Thiết bị làm việc được ở độ sâu 6000m

Bộ ống phóng mutil-corer được thiết kế với các chân tháo rời, hệ thống treo, 6 ống mẫu làm bằng polycabonat dài 600 mm, đường kính 100x2.5 mm, 6 quả nặng loại

10 kg và hệ thống chống rung thủy lực

Trọng lượng lớn nhất của cả hệ thống là 550 kg

3 Thiết bị lấy mẫu lõi nguyên dạng (Boxcore)

Thiết bị lấy mẫu lõi nguyên dạng (boxcore) được dùng để lấy các mẫu trầm tích được giữ nguyên dạng có chiều cao cột mẫu đạt 0,4 – 0,6m Mẫu được lấy nguyên dạng, không bị xáo trộn nên rất có ý nghĩa trong nghiên cứu trầm tích, địa chất môi trường, địa hóa môi trường, và địa chất khoáng sản (đặc biệt trong nghiên cứu tính phân lớp của trầm tích)

Chiều dài của ống mẫu là:

Một bộ ống phóng piston hoàn chỉnh gồm các phần sau: 1 thân ống phóng, phần phía trên, 1 hệ thống nhả Kullenberg với trọng lượng 30 kg,một dây cáp, 5 quả nặng (mỗi quả 28 kg), 1 khóa ống mẫu, tổng trọng lượng là 270 kg

5 Ống phóng rung

Ống phóng rung rất thích hợp cho việc lấy mẫu từ các tập trầm tích không vững chắc và ít gắn kết Không giống như kỹ thuật khoan xoay thông thường ống phóng rung sử dụng có khả năng làm việc ngầm dưới nước, được trang bị động cơ điện, đầu rung được gắn hộp ống mẫu cứng (thường là nhôm,76 mm ID, 80 mm OD) và được

điều khiển đưa xuống dưới đáy biển

Biện pháp kỹ thuật này có hiệu quả cao trong nước bão hoà trầm tích bởi sự tăng áp suất lỗ và sự xuất hiện của một lớp dung dịch mỏng dọc theo ống mẫu Bộ phận giữ ống mẫu được gắn vào phần cuối của barrel, nó giữ cho trầm tích nằm bên trong barrel khi thiết bị đạt được độ sâu lấy mẫu cực đại hay không thể lấy thêm mẫu

từ đáy biển được nữa Mẫu được lấy liên tục, không xáo trộn, đúng vị trí mẫu của nền đáy biển

Toàn bộ quá trình lấy mẫu, bao gồm cả triển khai và lắp ráp lại thiết bị mất khoảng 30 phút tuỳ thuộc vào độ sâu của nước và kiểu triển khai như thế nào Ống phóng rung có thể được triển khai và lắp ráp theo một số cách khác nhau phụ thuộc vào hình dạng của nền khoan như (cẩu khung chữ A, cẩu thuỷ lực, Hiab) Dây thừng chịu lực tốt (25 mm) hoặc cáp làm bằng thép (10 mm) cùng với thiết bị nâng có công suất ít nhất là 2 tấn làm nhiệm vụ nâng thiết bị từ boong tàu hay từ đáy biển trong suốt quá trìnhtriển khai và thu thiết bị lại

1.1.1.4 Đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị khoan biển

Trên thế giới, hệ thống thiết bị khoan hoạt động trên biển chủ yếu phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác dầu khí, khoáng sản rắn Phương tiện chủ yếu là các giàn khoan và tàu khoan biển chuyên dụng, các thiết bị này thường có giá thành rất cao

Trên thế giới điển hình có các kiểu giàn khoan:

- Giàn cố định (Fixed Platform)

- Giàn tự nâng (Jack Up Platform)

- Giàn bán chìm (Semi Submersible Platform)

- Giàn neo đứng (TLP or Spar)

- Cụm kết cấu đa năng: Nổi, Sản xuất và Kho chứa (Floating Production & Storage Units, FPSU)

Nhìn chung, công tác khoan biển trên thế giới đã được thực hiện nhiều và có nhiều tiến bộ về khoa học, kỹ thuật Tuy nhiên, chủ yếu là các giàn khoan lớn (phục vụ tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí)

Đối với công tác khoan nông (độ sâu vài chục mét) trên biển (chủ yếu để nghiên cứu địa chất công trình phục vụ lắp đặt giàn khoan) thì hầu hết sử dụng tàu khoan Tàu khoan có cấu tạo (vỏ tàu) tương tự như các loại tàu khác, nhưng chúng có một khoảng

hở rất lớn để đặt các thiết bị khoan Tàu khoan có thể được đóng mới hoặc được chuyển đổi, nâng cấp từ các dạng tàu khác Một đặc tính rõ ràng của tàu khoan là khả

1.1.1.5 Đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng các thiết bị nâng

hạ

Máy nâng chạy điện đầu tiên được sử dụng vào năm 1887 Loại máy này mang lại nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt về kinh tế, đơn giản trong kêt cấu và vận hành Sử dụng truyền động điện, các thiết bị nâng vận chuyển phát triển nhanh chóng Nó đáp ứng được đầy đủ các đòi hỏi về kinh tế kỹ thuật của công nghiệp phát triển Ngày nay nhiều máy cẩu đã có sức nâng trên 400 tấn và không có trở ngại nào trong việc chế tạo thiết bị nâng có tải trọng lớn hơn khi cần thiết Sự phát triển của máy nâng chua dừng lại Để đáp ứng yêu cầu phát triển và đòi hỏi của các ngành công nghiệp khác, kỹ thuật nâng vận chuyển còn tiếp tục xuất hiện nhiều loại máy nâng vận chuyển mới, luôn cải tiến và hợp lý hóa phương pháp phục vụ, nâng cao hơn độ tin cậy làm việc, tự động hóa các khâu điều khiển, tiện nghi và thỏa mãn mọi yêu cầu của người sử dụng, kết hợp cùng các thiết bị nâng vận chuyển và thiết bị công tác khác nhau tạo nên dây truyền kỹ thuật sản xuất đáp ứng ngày càng cao của đời sống và kỹ thuật

1.1.2 TRONG NƯỚC

1.1.2.1 Thiết bị đo phổ gamma đáy biển

Năm 2002, Công ty Công nghệ Địa vật lý phối hợp cùng Xí nghiệp máy Địa vật

lý thuộc Cục Địa chất và Khoáng sản đã nghiên cứu và chế tạo thành công máy đo phổ gamma tĩnh đáy biển nông GA12B Thiết bị sử dụng phương pháp đo điểm cho các điểm khảo sát cụ thể với độ sâu nước <50m

Máy đo phổ Gamma tĩnh đáy biển nông GA12B là một bộ phân tích phổ

Gamma đo đồng thời 4 cửa sổ năng lượng, kết cấu theo dạng máy đo đạc thực địa

Đầu thu được kết cấu trong một vỏ ống kín nước bằng vật liệu Teflon có độ bền

cơ học đủ cho mục đích đo tĩnh dưới đáy biển, bao gồm: các khối cảm biến (chất nhấp

nháy NaI và đèn nhân quang điện GBD76), bộ tiền khuếch đại, bộ tạo cao áp …

Bộ cảm biến phổ gamma có độ nhạy cao, độ phân giải xấp xỉ 60keV, gồm tinh

độ tỷ lệ thuận với năng lượng của tia gamma Ở đầu bộ cảm biến có gắn một nguồn Cs137 phát tia gamma đơn năng dùng để theo dõi sự lệch phổ cho mạch ổn định phổ

tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại khiến cho phổ năng lượng luôn được ổn định

Bộ tiền khuếch đại với điện trở lớn có nhiệm vụ thích ứng trở kháng giữa đèn nhân quang điện có trở kháng ra lớn với các mạch xử lý tín hiệu tiếp theo Xung ra từ

bộ tiền khuếch đại theo dây cáp dẫn lên bảng điều khiển

Bộ tạo cao áp tạo ra điện áp ổn định cung cấp cho đèn nhân quang điện làm việc

Nguồn nuôi cho bộ tiền khuếch đại và bộ tạo cao áp là 15V một chiều dẫn từ bảng điều khiển theo dây cáp Các cuộn cảm và tự điện được bố trí để cách li tín hiệu một chiều cung cấp với tín hiệu xung cùng dẫn trên một dây cáp

Phía trên đầu thu có một cơ cấu nối cáp cho phép nối cáp vào đầu thu mà vẫn đảm bảo kín nước Khi vận chuyển có thể tháo rời đầu thu với cáp

Cáp đầu thu có độ dài 50m, là cáp cao su 2 ruột dẫn tín hiệu và đồng thời chịu lựa khi thả và kéo xuống đáy nước Tời cuốn cáp chỉ để thu gọn và bảo quản cáp, không nhằm mục đích thả và kéo đầu thu

Bộ điều khiển là một khối hình chữ nhật có vỏ bọc kim loại, bao gồm các bảng mạch khuếch đại và ổn định xung, bộ phân tích phổ, bộ đếm 4 kênh và bộ chỉ thị 5 hàng số

Xung điện ứng với các tia gamma từ đầu thu được khuếch đại và tạo dạng trên

bộ khuếch đại và ổn định phổ, rồi đưa vào bộ phân tích phổ Bộ phân tích phổ là một

bộ phân tích biên độ có 9 cửa sổ, các tổ hợp lấy ra:

- 2 cửa sổ theo dõi đỉnh Cesi (Cs thấp và Cs cao)

- 1 cửa sổ ghi nhận các tia gamma nằm trong phổ Kali, quanh đỉnh 1,46MeV

- 1 cửa sổ ghi nhận các tia gamma nằm trong phổ Uran, quanh đỉnh 1,76MeV

- 1 cửa sổ ghi nhận các tia gamma nằm trong phổ Thori quanh đỉnh 2.62MeV

- Các cửa sổ còn lại được tổ hợp để tạo thành kênh tổng (TC)

Như vậy, từ bộ phân tích phổ sẽ có 4 lối ra ứng với 4 kênh đo: K, U, Th và TC

Trong bảng mạch phân tích phổ còn có bộ biến đổi nguồn từ nguồn 1 chiều 12V thành các nguồn +15V +9V và -9V ổn định cung cấp cho các bảng mạch khác

Xung ra từ 4 kênh của bộ phân tích phổ được đưa vào bảng mạch bộ đếm xung

Bộ đếm xung gồm 4 bộ đếm xung ứng với 4 kênh, mỗi bộ có 5 hàng số thập phân dung lượng đếm là 99999 Một bộ gốc thời gian dao động thạch anh tạo ra các khoảng thời gian lấy mẫu cần thiết và thay đổi được nhờ một chuyển mạch chọn thời gian lấy mẫu

Vì có 4 kênh đếm tích luỹ trong khi chỉ có một bộ chỉ thị nên trong bảng mạch đếm còn có phần điều khiển chỉ thị để chỉ thị lần lượt các kết quả đo sau khi dừng đếm

Đánh giá chung về máy đo phổ gamma:

So sánh với các máy đo xạ phổ tia gamma của nước ngoài, ta thấy máy GA12B có những ưu nhược điểm sau:

Máy sản xuất trong nước GA12B Máy của nước ngoài hiện nay

- Chỉ đo được tối đa 04 kênh: TC

(tổng), K, U, và Th

- Là máy phổ đa kênh (512 kênh, 1024 kênh … tuỳ theo bộ phân tích phổ nhiều

Máy sản xuất trong nước GA12B Máy của nước ngoài hiện nay

liệu

- Tốc độ truyền tín hiệu thấp, thích hợp

cho khảo sát các vùng nước nông

- Truyền tín hiệu dạng số tốc độ cao, độ phân giải cao, sử dụng được cả ở vùng nước nông và đáy biển sâu

- Là máy đo phổ từng điểm

- Có thể đo theo từng điểm khảo sát hoặc

đo liên tục, kết hợp trên đường đi khảo sát của tàu

- Kết cấu cồng kềnh, mẫu mã thô

không gọn nhẹ, chưa phù hợp với công

tác thực địa

- Kết cấu hiện đại gọn nhẹ, chắc chắn, phù hợp với điều kiện khảo sát thực địa theo các địa hình khác nhau

- Không có màn hình đồ hoạ để người

sử dụng có thể nhìn được toàn phổ khi

đo đạc thực địa

- Hiển thị kết quả bằng màn hình đồ hoạ,

có thể kèm theo các thông số bổ sung (áp suất(=độ sâu), nhiệt độ, “độ lởm chởm của đáy” v v )

Đối với người sử dụng:

- Thao tác sử dụng máy còn phức tạp

(thao tác hoàn toàn bằng tay)

- Giao tiếp bằng bàn phím, hoạt động theo Menu chức năng tuỳ chọn

- Phải ghi chép lại số liệu tại mỗi điểm

khảo sát

- Có bộ nhớ trong, lưu trữ toàn bộ số liệu thu được trong suốt quá trình khảo sát

- Thông số các kênh (chỉ có 4 kênh) là

cố định, được cài đặt trước bên trong

máy, người dùng không thể can thiệp

- Có thể điều chỉnh, cài đặt thông số cho nhiều kênh tuỳ chọn (VD: cài đặt các ngưỡng “cửa sổ năng lượng” cho mỗi kênh tương ứng với mỗi phổ cần đo )

- Có thể thiết đặt các tham số đo như chế

độ đo (chế độ lặp, đo theo từng khoảng thời gian, hay đo liên tục …), thời gian lấy mẫu …

- Có thể xử dụng phần mềm xử lý số liệu theo thời gian thực

Với nhiều thiếu sót như trên của máy đo phổ gamma GA12, việc nghiên cứu, chế tạo máy đo phổ gamma là rất cần thiết nhằm nâng cao chất lượng trong nghiên cứu, điều tra cơ bản về tài nguyên – môi trường biển

1.1.2.2 Tình hình nghiên cứu bẫy trầm tích

Từ trước đến nay, công tác điều tra, khảo sát có lấy mẫu bằng thiết bị bẫy trầm tích ở Việt Nam được một số tổ chức, cá nhân trong và ngoài nước thực hiện Tuy nhiên, việc điều tra cơ bản mới chỉ được thực hiện tại Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển (trước đây là Liên đoàn Địa chất biển) trên các vùng biển 0-30m nước bằng thiết bị sedimentraps do hãng KC của đan Mạch sản xuất Cụ thể gồm các đề án, dự án sau:

- Đề án “Khảo sát đánh giá tiềm năng tài nguyên khoáng sản vùng biển ven bờ Sóc Trăng tỷ lệ 1/100.000” do TS Vũ Trường Sơn làm chủ nhiệm Đề án đã tổ chức quan trắc 08 trạm trong đó 05 trạm (QTST-4; QTST-5; QTST-6; QTST-7; QTST-8) ở

môi trường và tai biến địa chất các vùng biển Việt Nam” do TS Đào Mạnh Tiến làm chủ nhiệm Đã tiến hành một loạt các trạm quan trắc tại Hải Phòng - Quảng Ninh, Phú Quốc - Hà Tiên Các trạm này cũng tiến hành thả bẫy trầm tích

- Dự án "Điều tra đánh giá hiện trạng môi trường biển Phú Quốc từ 0-20m nước

tỷ lệ 1/50.000" phục vụ cho đề án "Điều tra tổng thể xây dựng các biện pháp bảo vệ môi trường đảo Phú Quốc đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020" Cũng đã tiến hành thả bẫy trầm tích tại khu vực An Thới (07 ngày)

Trong quá trình thực hiện các dự án, đề án nêu trên, các bẫy trầm tích được thả đều thu được mẫu rất tốt tuy nhiên các thiết bị bẫy chỉ được thả trong thời gian quan trắc (2-7 ngày), bẫy có phao tiêu nổi nên phải đặt thuyền trông giữ nên rất tốn kém, khả năng thất lạc bẫy cao (do vướng vào lưới, thuyền của ngư dân) Mặt khác các thiết

bị bẫy này chỉ thích hợp với các vùng nước nhỏ hơn 30m nươc, bẫy chưa có hệ thống điều khiển nên chỉ lấy được mẫu liên tục, không lấy được mẫu theo chu kỳ

Đánh giá chung về thiết bị bẫy trầm tích: Với điều như trên có thể thấy rằng

việc quan trắc có sử dụng bẫy trầm tích còn rất nhiều hạn chế, đặc biệt là việc thu thập mẫu theo chu kỳ và thi công trong vùng nước sâu

Những hạn chế cụ thể:

- Độ sâu quan trắc mẫu nhỏ (10-30m nước)

- Không thu thập được mẫu theo chu kỳ

- Dễ thất lạc bẫy (vướng phải lưới và thuyền bè hoạt động trên mặt biển)

- Chi phí thi công cao (do phải thuê thuyền và người canh giữ)

- Chỉ thi công được trong những điều kiện thời tiết nhất định (sóng không quá cấp 4, gió không quá cấp 5)

Như vậy, việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo bẫy trầm tích điều khiển là việc làm cần thiết, phù hợp trong hoàn cảnh hiện nay Ở giai đoạn đầu, tập thể tác giả chỉ đề xuất tiến hành chế tạo bẫy đơn (01 phễu thu mẫu), sử dụng đến 100m nước Tiến tới sẽ chế tạo các loại bẫy đa năng có thể kết hợp với các dạng quan trắc khác và sử dụng được ở độ sâu lớn hơn Kết quả của đề tài cũng là tiền đề để Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển xin phép đầu tư chế tạo một số bẫy trầm tích có điều khiển này

1.1.2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng các thiết bị khảo sát lấy mẫu trầm tích đáy biển

Các hệ thống thiết bị lấy mẫu lõi trầm tích đáy biển hiện đang sử dụng ở Việt Nam chủ yếu là các sản phẩm được nhập nguyên bộ từ nước ngoài và một số sản phẩm

tự chế khác Các thiết bị này nhìn chung còn rất thô sơ, mới chỉ đáp ứng được một phần nhỏ nhu cầu lấy mẫu phục vụ điều tra,khảo sát tài nguyên, môi trường biển, đặc biệt là công tác lấy các mẫu lõi dưới sâu và đảm bảo tính nguyên dạng của chúng

* Các thiết bị hiện được sử dụng lấy mẫu lõi trầm tích đáy:

- Ống phóng trọng lực cỡ nhỏ : ống phóng được Trung tâm Địa chất chế tạo theo

thiết kế của nước ngoài Ống phóng trọng lực cỡ nhỏ được lắp đặt trên các tàu khảo sát

cỡ nhỏ, thường sử dụng tại các vùng biển nông ven bờ (độ sâu mực nước biển nhỏ hơn 30m) Ống phóng trọng lực cỡ nhỏ chỉ lấy được các mẫu trầm tích hạt mịn, có hợp phần sét trong trầm tích Chiều dài của cột mẫu dài nhất thu được từ 1.0 – 1.1m

- Ống phóng trọng lực cỡ lớn: ống phóng cỡ lớn được Trung tâm Địa chất chế

tạo theo thiết kế của nước ngoài Ống phóng trọng lực cỡ lớn được lắp đặt trên các tàu khảo sát có chiều dài từ 40 – 60m, có mặt sàn thích hợp cho công tác vận hành và triển

- Ống phóng piston: Bộ ống phóng piston hiện đang được sử dụng khảo sát

nghiên cứu địa chất – khoáng sản, tài nguyên môi trường biển được mua nguyên bộ từ

Mỹ Bộ thiết bị được hãng Benthos – Mỹ sản xuất và được sử dụng, quản lý bởi Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển Đây là bộ thiết bị ống phóng piston hiện có duy nhất tại Việt Nam Các mẫu trầm tích đáy biển thu thập được bằng ống phóng piston là các trầm tích có độ gắn kết yếu (bùn cát, cát bùn, cát mịn, cát sạn…) Chiều dài cột mẫu lớn nhất thu được hiện nay bằng ống phóng piston là 2,0 – 2,2m

1.1.2.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị khoan biển

Các thiết bị khoan biển trong nước chủ yếu là do nước ngoài chế tạo được các công ty dầu khí (trong và ngoài nước) khai thác, sử dụng Một số giàn khoan, tàu khoan do các công ty nước ngoài vận hành hiện đang thăm dò và khai thác dầu khí ở vùng biển Việt nam:

- Energy Searcher là tàu khoan có chiều sâu hoạt động khoảng 620m

- Ensco 057 là giàn tự nâng có chiều sâu hoạt động khoảng 90m

- Key Gibralta là giàn tự nâng có chiều sâu hoạt động khoảng 90m

- Ocean Epoch là giàn bán chìm có chiều sâu hoạt động khoảng 1850m

Trong những năm gần đây, Việt Nam đã ngày càng có nhiều tiến bộ trong công tác nghiên cứu, chế tạo các giàn khoan phục vụ thăm dò, khai thác dầu khí:

* Trong năm 2003, Liên doanh Công ty Dịch vụ Kỹ thuật Dầu khí (PTSC) và J.Ray McDermott đã hạ thủy thành công khối thượng tầng giàn công nghệ đầu giếng WHP-A từ bãi chế tạo của PTSC tại Vũng Tàu xuống xà lan để đưa ra lắp đặt tại mỏ

Sư Tử Đen thuộc lô 15-1 thềm lục địa Việt Nam

* Năm 2008, tại Cảng dịch vụ dầu khí Vũng Tàu, Tổng công ty Cổ phần Dịch vụ

Kỹ thuật dầu khí (PTSC) đã phối hợp với các công ty trong và ngoài nước hạ thủy an toàn giàn khai thác giếng dầu Sông Đốc A (SDA)

Đối với công tác khoan nông (độ sâu vài chục mét) trên biển (chủ yếu để nghiên cứu địa chất công trình phục vụ lắp đặt giàn khoan) thì ngành dầu khí ở Việt Nam thường sử dụng tàu khoan

Năm 2001, trong khuôn khổ chương trình hợp tác giữa Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam với Công ty Timah (Indonesia), công ty Timah đã đưa tàu khoan GEOTIN I khảo sát ở vùng biển ven bờ các tỉnh Hà Tĩnh, Thừa Thiên Huế, Bình Thuận, đã khoan trên 2000m khoan với độ sâu vài mét đến 62m ở độ sâu 5-20m nước Tuy nhiên, đối với các giàn khoan, tàu khoan dạng này đòi hỏi chi phí cao (chi phí chế tạo cũng như chi phí vận hành, khai thác, bảo dưỡng)

Để nghiên cứu địa chất công trình phục vụ xây dựng cảng biển, một số công ty tại Việt Nam đã tiến hành khoan biển nông, khoan trên sông trên cơ sở lắp đặt giàn khoan trên các kết cấu nổi (xà lan, tàu gỗ hay ghép nối các phao nổi) Công việc này

đã được tiến hành ở các dự án xây dựng cảng Dung Quất, Cái Lân, cầu Cần Thơ, Tuy đã được thực hiện ở một số nơi, nhưng hiện chưa có một đề tài cụ thể về nghiên cứu, chế tạo thiết bị khoan thổi sử dụng công nghệ air-lift Các công ty, cá nhân thực hiện công tác khoan này trên cơ sở vừa làm vừa đúc rút kinh nghiệm

Tóm lại, các thiết bị khảo sát địa chất của chúng ta đa phần là nhập ngoại với giá thành rất là cao, mặt khác do luật sở hữu trí tuệ và các nhà sản xuất luôn luôn giữ bí quyết công nghệ nên khiến chúng ta phải phụ thuộc vào họ Việc nghiên cứu, chế tạo

1.2.1 Mục tiêu

Làm chủ được công nghệ, chế tạo thành công các thiết bị sau:

- Máy phổ gamma liên tục công nghệ mới, đo liên tục và vận hành tốt ở độ sâu 30m nước;

- Thiết bị khoan thổi vận hành tốt, đảm bảo lấy mẫu trầm tích đáy ở vùng biển

- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các thiết bị;

- Vận hành thử nghiệm, đúc rút kinh nghiệm và hoàn thiện thiết bị;

- Xây dựng báo cáo tổng kết

- Tiếp cận đa ngành: việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đòi hỏi nhiều chuyên môn,

kỹ thuật trong các lĩnh vực khác nhau Các nhà thiết kế, địa chất, chế tạo cần phối hợp thực hiện nhằm tạo ra sản phẩm đạt yêu kỹ thuật đề ra

- Tiếp cận hệ thống: phân tích hệ thống cơ khí để xác định kết cấu, vật liệu sử dụng chế tạo máy phổ gamma, bẫy trầm tích, thiết bị khoan thổi và các thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy biển (piston core, box core)

CHƯƠNG 2 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

2.1.1 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của Đề tài là các thiết bị nghiên cứu, điều tra địa chất và khoáng sản biển Trong đó, lựa chọn 03 nhóm thiết bị gồm:

- Thiết bị đo phổ gamma đáy biển;

- Thiết bị khoan thổi;

- Bộ thiết bị lấy mẫu địa chất biển:

+ Bẫy trầm tích điều khiển từ xa;

+ Ống phóng piston;

+ Thiết bị lấy mẫu nguyên dạng;

+ Cẩu vận hành các thiết bị lấy mẫu

2.1.2 Thời gian nghiên cứu

Thời gian thực hiện đề tài là 03 năm (từ 5/2010 đến 12/2012)

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Thu thập tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước phục vụ chế tạo thiết bị

1.1 Thu thập tổng hợp tài liệu về các loại máy phổ gamma, khoan biển, các loại bẫy trầm tích, các dụng cụ lấy mẫu địa chất biển của các nước trên thế giới

1.2 Thu thập tổng hợp tài liệu về các loại máy phổ gamma, khoan biển, các loại bẫy trầm tích, các dụng cụ lấy mẫu địa chất trên biển, hồ, cửa sông tại Việt Nam 1.3 Xây dựng báo cáo tổng quan về công tác các loại máy phổ gamma, khoan biển, các loại bẫy trầm tích, các dụng cụ lấy mẫu địa chất biển biển, sông, hồ trên thế giới và Việt Nam

2 Xây dựng cơ sở khoa học cho việc thiết kế, chế tạo, vận hành các thiết bị

2.1 Tổng quan về điều kiện khí tượng thủy văn, hải văn đới biển ven bờ Việt Nam phục vụ nghiên cứu thiết kế khoan thổi, đo phổ gamma, bẫy trầm tích đo dài ngày 2.2 Xây dựng các yêu cầu kỹ thuật, an toàn vận hành của các thiết bị:

- Máy đo phổ gamma;

6 Xây dựng qui trình lắp đặt, sử dụng các loại thiết bị

7 Xây dựng báo cáo tổng kết đề tài

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp kế thừa

Thu thập, tổng hợp, phân tích, đánh giá các tài liệu có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài từ các nghiên cứu trước, kế thừa có chọn lọc những tài liệu này Các tài liệu thu thập gồm:

- Tài liệu về các dạng máy đo phổ gamma, bẫy trầm tích, thiết bị khoan thổi và các thiết bị lấy mẫu trầm tích đáy biển (piston core, box core) Nhằm đưa ra các định hướng cơ bản cho việc nghiên cứu, thiết kế

- Tài liệu về khí tượng – hải văn, địa hình, địa mạo nhằm đưa ra các đánh giá phục vụ nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy đo phổ gamma liên thục và bẫy trầm tích điều khiển từ xa

- Tài liệu về cấu trúc và thành phần vật chất tầng nông đáy biển làm cơ sở thiết

kế thiết bị khoan thổi và lựa chọn các vị trí khoan thử nghiệm phù hợp

2.3.2 Nhóm các phương pháp thiết kế

- Các phương pháp phân tích hệ thống

- Các phương pháp tính toán và thiết kế kết cấu

- Sử dụng phần mềm đồ họa thể hiện các bản vẽ kỹ thuật

2.3.3 Các phương pháp chế tạo

2.3.4 Kỹ thuật sử dụng

- Sử dụng công nghệ tin học (CAD/CAM) để thành lập các bản vẽ thiết kế, tính toán

- Sử dụng công nghệ tin học lập trình hệ thống điều khiển bẫy trầm tích từ xa

- Sử dụng các kỹ thuật của ngành cơ khí: khoan, hàn, tiện, phay để gia công, chế tạo các chi tiết của thiết bị

- Sử dụng công nghệ điện tử chế tạo mạch điện tử trong máy đo phổ gamma liên tục

2.4 SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài đã hoàn thành các sản phẩm được đăng ký trong thuyết minh Đề tài gồm:

- Chế tạo được các thiết bị sau:

+ Thiết bị đo phổ gamma liên tục;

+ Bẫy trầm tích điều khiển từ xa;

+ Thiết bị khoan thổi;

+ Ống phóng piston;

+ Thiết bị lấy mẫu nguyên dạng;

TT Tên sản phẩm

1

Báo cáo tổng quan về máy đo phổ gamma liên tục, bẫy trầm tích điều khiển từ

xa và hệ thống lấy mẫu trầm tích cùng cần cẩu (piston core và box core) trên thế giới và Việt Nam

2

Báo cáo Tổng quan về điều kiện khí tượng thủy văn, hải văn đới biển ven bờ Việt Nam (phục vụ nghiên cứu thiết kế máy đo phổ gamma liên tục, bẫy trầm tích điều khiển từ xa)

3

Bộ bản vẽ thiết kế:

- Thiết bị đo phổ gamma liên tục:

- Bẫy trầm tích điều khiển từ xa:

- Thiết bị khoan thổi:

- Thiết bị lấy mẫu cùng cần cẩu: piston core và box core

4

Quy trình lắp đặt, sử dụng:

- Thiết bị đo phổ gamma liên tục:

- Bẫy trầm tích điều khiển từ xa:

- Thiết bị khoan thổi:

- Thiết bị lấy mẫu cùng cần cẩu: piston core và box core

Các sản phẩm được xây dựng và giao nộp với khối lượng đầy đủ, đúng theo

thuyết minh Đề tài đã được phê duyệt

PHẦN II KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ CÔNG TÁC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, VẬN HÀNH

THỬ NGHIỆM MÁY ĐO PHỔ GAMMA LIÊN TỤC

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ

3.1.1 Công dụng

Máy đo phổ Gamma liên tục đáy biển là thiết bị chuyên dụng phục vụ cho quá trình khảo sát, thăm dò, điều tra cơ bản địa chất khoáng sản biển Máy đo hàm lượng các nguyên tố phóng xạ tự nhiên Uran, Thori, Kali và cường độ bức xạ gamma trong trầm tích đáy biển, giúp cho ta phát hiện được các khu vực có dấu hiệu biểu hiện sa khoáng

Máy đo phổ gamma liên tục đáy biển được thiết kế có khả năng đo liên tục, khả năng phát hiện các thân sa khoáng có kích thước và diện phân bố hẹp là rất cao Đây là máy đo phổ đa kênh với số kênh lên tới 512, hoạt động trong dải 0-3MeV, độ phân giải 60keV, việc xử lý số liệu được diễn ra nhanh chóng và thuận tiện Điều này làm cho kết quả phổ được hiển thị liên tục trên màn hình

3.1.2 Điều kiện hoạt động

Máy hoạt động tốt trong điều kiện thời tiết tốt (sóng biển tối đa là cấp 4), tàu chạy với vận tốc khoảng 1.8 km/h, đáy biển tương đối bằng phẳng không có xuất lộ đá gốc nhô cao trên đáy biển hay những hố sụt sâu và dốc đứng cũng như những khu vực

có lớp bùn dày ở đáy biển cản trở đầu thu hoạt động

3.1.3 Cách bố trí

Sơ đồ chung của máy đo phổ đáy biển gồm các phần:

+ Phần đầu thu: đây là phần thu nhận các bức xạ gamma dưới đáy biển

+ Khối điều khiển trung tâm: làm nhiệm vụ điều khiển hoạt động của máy + Thiết bị ngoại vi: Cáp, Tời cáp, Cân điện tử

+ Máy tính: được trang bị phần mềm chuyên dụng để xử lý kết quả và điều khiển kết nối với khối điều khiển trung tâm qua chuẩn USB

3.2.1 Xây dựng kết cấu máy đo phổ gamma liên tục

3.2.1.1 Đầu thu

Phần đầu thu dưới nước có nhiệm vụ thu nhận các bức xạ gamma, biến đổi thành các xung điện, được số hóa và đưa lên khối điều khiển trung tâm Sau khi các tia gamma tác động đến đầu thu, thông qua biến đổi tại sensor, năng lượng và cường độ của tia gamma được chuyển thành tần số và biên độ của các xung điện Tín hiệu xung điện này được xử lý tại bộ MCA (Bộ xử lý số đa kênh) để thành các dữ liệu dạng số và được truyền thông lên bộ xử lý đặt trên tàu thông qua cổng RS485

Tính toán khối lượng đầu thu:

Khối lượng đầu thu phải đảm bao cho đầu thu luôn sát với đáy biển khi tàu đang chạy với vận tốc 2km/h

Khi đầu thu đang được tầu kéo với vận tốc 2km/h trong lòng nước biển đầu thu

sẽ chịu tác dụng của : lực kéo của dây cáp Fk, trọng lực P của đầu thu, lực đẩy Ascimet Facm, và lực cản của dòng chảy Fcan

Hình 3.2: Hình ảnh lực chiếu lực lên đầu thu Chiếu lên hệ trục tọa dộ OXY:

Fx = Fkx – FCAN

FY = Facm + FKY – P

Trong đó : Fcan = 0.047*ρ*U2*S/2

ρ : trọng lượng riêng của nước biển ρ=10500N/m3

U: tốc độ dòng chảy tác dụng lên bề mặt của đầu thu

S : tiết diện mặt cắt của đầu thu chiếu theo chiều vuông góc với chiều của U P=M.g

M : khối lượng đầu thu

Ta quyết định chọn khối lượng đầu thu cần thiết kế là : M=85kg

Với khối lượng đầu thu là 85kg đã đảm bảo đầu thu chạm đáy khi đầu thu được tàu kéo với vận tốc 2km/h Khi đầu thu chạm đáy biển lực tác dụng lên đầu thu lúc này bao gồm : lực cản môi trường vật chất sát đáy biển, lực masat của lớp bùn, lực đẩy ascimet, trọng lực P của bản thân ống nhân quang, lực căng của dây cáp

Phương trình tổng hợp lực khi chiếu lên trục OXY :

F1Y = FKY + FACM + FPLUC – P = 0 ( vì đầu thu không chuyển động theo phương OY)

F1X = FKX – FCAN – FMS

Coi môi trường đáy biển là môi trường lý tưởng tức là lực cản của môi trường không thay đổi trong quá trình đầu thu chuyển động, và đầu thu chuyển động đều với tốc độ chuyển động của tầu Khi đó điều kiện để đầu thu chuyển động đề là F1X = 0 =>

ρ : trọng lượng riêng của nước biển ρ=50000N/m3

U: tốc độ dòng chảy tác dụng lên bề mặt của đầu thu

S : tiết diện mặt cắt của đầu thu chiếu theo chiều vuông góc với chiều của U

FCAN = 0.047* 50000*0.62.0.78/2 =329 N

Vậy lực căng của dây cáp theo phương OX : FKX = 329 + 833 = 1162 N

Lực căng của dây là : FK = FKX /cos(α)=1162/cos (100) = 1180 N

Một trong những công đoạn khó nhất của máy phổ gamma liên tục đáy biển

là chế tạo hệ thống chống rung của đầu thu Trong quá trình vận hành, đầu thu liên tục đo đạc số liệu và được kéo trượt trên bề mặt đáy biển Nhằm bảo vệ tinh thể và phêu có thể hoạt động ổn định và không bị vỡ đòi hỏi chế tạo đầu thu rất phức tạp

Nó phải được chế tạo dạng nhiều lớp để có thể giảm rung chấn ảnh hưởng tới tinh thể và phêu trong quá trình làm việc

Với kích thước tinh thể và phêu dự kiến sẽ dùng cho máy đo phổ gamma liên tục đáy biển Đầu thu được thiết theo kiểu hình trụ, có nhiều lớp giảm chấn chất liệu khác nhau, bổ trợ bằng hệ thống lò so giảm chấn

Hình 3.4: Hình ảnh kích thước đầu thu

Trong cùng của đầu thu là tinh thể và phêu có đường kính là 82 mm Tinh thể

và phêu được giữ cố định bên trong nhờ các vít trí nằm trên lồng Đường kính của lồng

là 90 mm và nó có thêm khoang để chứa các mạch điện tử Nhờ có lồng trong này mà

2 tinh thể, phêu và mạch điện tử được định vị lại thành một khối vững chắc

Chi tiết số 2 là ống trong Đây là ống có đường kính 168mm, bề dày 5mm, được chế tạo bằng vật liệu SU201, đảm bảo độ vững chắc để bảo vệ các thành phần bên trong Ở giữa ống trong và lồng trong là 1 lớp mút và xốp Nó làm tăng khả chống rung động tác đụng vào tinh thể và phêu

Ống ngoài của đầu thu được chế tạo bằng vật liệu Inox Su201, có đường kính ngoài là 219 mm và có độ dày là 5 mm Ống ngoài được bọc một lớn cao su non dày 30mm và 1 lớp áo polyme 5 mm nhằm chống mài mòn và giảm chấn dưới tác động từ bên ngoài

Như vậy, do mục đích là giảm chấn tác dụng vào tinh thể và phêu đầu thu sau khi chế tạo có đường kính la 289mm

3.2.1.2 Sensor

Đây là phần chuyển đổi năng lượng của tia gamma thành xung điện áp Như vậy, qua khối này, việc đo năng lượng và cường độ của tia gamma có nhiệm vụ giám sát biên độ tần số và giá trị của xung biên độ tại đầu ra của khối Sensor Cấu tạo của khối Sensor gồm 3 thành phần: Tinh thể và Phêu, mạch cao áp và mạch tiền khuếch đại

¾ Tinh thể và Phêu

• Kích thước tinh thể NaI lớn, 3”x 3” Tinh thể và ống nhân quang điện được gắn liền thành một khối, được bảo vệ bằng lớp vỏ dày, chất liệu bạch kim Điều này cải thiện đáng kể khả năng chịu va chạm và loại bỏ nhiễu của đầu thu khi làm việc

• Độ phân giải với Cs137 là 7% Trong các thiết bị cũ, độ phân giải đối với Cs137 thường từ 8-12% Với máy đo phổ đa kênh độ phân giải càng thấp càng tăng khả năng chính xác của phổ

• Thời gian sáng của tinh thể 0.23µs Thời gian sáng nhanh sẽ làm giảm hiện tượng trùng phổ của tia gamma Điều này tăng khả năng phát hiện tia gamma

Theo các thông số của máy GA12B cũ sử dụng Detector NaI hình trụ 80x80mm (tương ứng 3”x 3”), muốn đảm bảo sai số thăng giáng thống kê ≤ 12% thì cần có thời gian tích lũy bằng T = 100s, tương đương với L = 50m khi tốc độ tàu kéo v

= 1,8km/h (50m/mẫu) Do đó, Detector phải có thể tích lớn gấp 2 lần nếu muốn lấy mẫu với tần suất 25m/mẫu Các loại Detector có sẵn trên thị trường kích thước tối đa 3”x 3” Vì vậy, nhóm thiết kế chọn sử dụng 2 bộ tinh thể và phêu ghép nối tiếp nhau

¾ Mạch cao áp

Mạch cao áp cung cấp điện thế cao cho ống nhân quang điện hoạt động Điện

áp của mạch cao áp sử dụng là 1000V Hệ số khuếch đại của ống nhân quang điện thay đổi lớn khi điện thế cao áp cung cấp vào thay đổi Mạch cao áp có một số yêu cầu sau:

• Điện áp đầu vào 15V

• Điện áp đầu ra 1000V

• Dòng điện đầu ra 10mA

• Độ ổn định với sự thay đổi của nhiệt độ là 0.1%

¾ Mạch tiền khuếch đại

Mạch có tác dụng sửa dạng xung Tín hiệu từ ống nhân quang điện đưa ra có biên độ rất lớn

3.2.1.3 Khối MCA (Khối xử lý số đa kênh)

Tín hiệu tại đầu ra của khối tiền khuếch đại là tín hiệu xung tương tự, nó được đưa vào bộ xử lý số đa kênh MCA Bộ xử lý số đa kênh sẽ lưu trữ, thống kê các xung tương tự này dưới dạng số Sau từng giây, phổ của tia gamma lưu trữ tại bộ MCA được truyền đến khối truyền thông số RS485 và truyền lên bộ điều khiển trung tâm đặt

trên tầu khảo sát

Do tia gamma xuất hiện ngẫu nhiên và thời gian tồn tại rất ngắn nên yêu cầu phải có một bộ vi xử lý tốc độ cao để xử lý Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm tác giả chọn vi xử lý của hãng ST làm khối xử lý

Bộ xử lý đa kênh có số kênh tối đa là 512 kênh Chíp sử dụng trong bộ xử lý đa kênh là ARM9 của hãng ST Đây là vi xử lý đời cao, có nhiều ưu điểm, thích hợp dùng làm bộ vi xử lý của khối xử lý đa kênh Vi xử lý có những ưu điểm sau:

+ Tốc độ xử lý cao, lên tới 96MIPS

+ Vi xử lý 32 bít

+ Dung lượng bộ nhớ đệm lớn 96K byte SRAM

Việc sử dụng vi xử lý tốc độ cao đảm bảo cho máy đo phổ liên tục dưới đáy biển có thể đo được phổ đa kênh của tia gamma Ngoài ra với tốc độ xử lý nhanh giúp cho không bỏ sót sự xuất hiện ngẫu nhiên của các tia gamma Điều này làm cho số liệu thu thập được có độ chính xác và tin cậy cao

Ngoài việc đo đạc và thu thập dữ liệu, bộ xử lý số đa kênh còn điều khiển bộ khuếch đại số nhằm ổn định phổ

Do tinh thể NaI chịu ảnh hưởng rất nhiều khi thay đổi nhiệt độ Điều này dẫn đến phổ của tia gamma bị trôi trong quá trình làm việc Để khắc phục hiện tượng này

ta sử dụng thêm một nguồn ổn định phổ đơn vạch có bức xạ lớn Như vậy trong quá trình làm việc ta luôn thu được phổ đơn vạch của nguồn ổn định phổ và phổ của tia gamma trong môi trường làm việc Bằng việc giám sát đỉnh phổ của nguồn ổn định ta

sẽ biết khi nào có hiện tượng trôi phổ xảy ra và kéo phổ về vị trí làm việc

Nguồn ổn định phổ muốn sử dụng thì phải đáp ứng một số yêu cầu sau:

• Nguồn phải có năng lượng sạch, một đỉnh năng lượng thấp để không ảnh hưởng tới dải phổ cần đo

• Hoạt động của nguồn phải đủ lớn để thực hiện được chức năng ổn định phổ nhưng cũng không được lớn quá để đảm bảo an toàn phóng xạ

• Nguồn có hình trụ dẹp, đường kính nhỏ hơn 30mm để gắn vào đầu thu Theo kinh nghiệm của máy GA12B và trong quá trình tìm hiểu, nhóm tác giả sử dụng nguồn ổn định phổ là Cs137 với hoạt độ khoảng 100µCi cho máy phổ gamma đáy biển liên tục

Hình 4.5: Phổ của nguồn ổn định Cs137

3.2.1.4 Khối truyền thông số RS485

Tín hiệu sau khi được thu thập thống kê tại bộ xử lý số đa kênh MCA, nó được đóng thành các khung dữ liệu Khung dữ liệu này được gửi tới khối truyền thông số

RS485 để truyền theo cáp lên tầu khảo sát

Với các máy đo phổ GA12B trước đây, tín hiệu được truyền là tín hiệu tương

tự Các tia gamma tác dụng đến đầu thu, chúng được chuyển thành các xung điện áp Các xung điện áp này được truyền lên theo đường cáp tới khối xử lý trung tâm đặt trên tầu Với đường truyền xa và môi trường dễ chịu tác động của nhiễu nên việc truyền

tác giả chọn đường truyền thông số RS485 Đường truyền thông số RS485 này có những ưu điểm sau:

• Đây là đường truyền vi sai, giúp cho tín hiệu được khôi phục dễ dàng và có

độ tin cậy cao Đường truyền này sử dụng 2 tín hiệu để truyền số liệu

• Tốc độ của đường truyền lớn Đối với máy đo phổ đa kênh đáy biển liên tục, nhóm tác giả dùng tốc độ 19.2 kps để truyền số liệu

• Có thể truyền xa trong môi trường cáp, lên tới 1km

Hình 3.6: Mô hình truyền thông RS485

Phương thức truyền thông số RS485 được dùng phổ biến trong công nghiệp nhờ khả năng truyền thông tin cậy, chống nhiễu, truyền thông tốc độ cao và xa

3.2.1.5 Khối điều khiển trung tâm

Khối điều khiển trung tâm có chức năng điều khiển toàn bộ hoạt động của máy phổ, gồm có các bộ phận sau:

a Khối truyền thông RS485

Đây là khối truyền thông số, nó giải mã các tín hiệu số được gửi tới đầu thu Sau khi phổ của tia gamma thu được tại phần đầu thu nằm dưới nước, nó được truyền thông dạng số lên khối điều khiển trung tâm đặt trên tầu Tại đây diễn ra quá trình xử

lý, lưu trữ và đồng bộ với máy vi tính

b Khối lưu trữ

Khối có nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu, giúp máy có thể hoạt động độc lập trong

trường hợp không có máy tính Sau khi đo đạc và khảo sát xong, dữ liệu có thể đồng

bộ được với máy vi tính

Máy sử dụng chíp nhớ AT45DB161 của hãng Atmel Đây là chíp nhớ có dung lượng lớn, có thể lưu trữ đến 16 Megabit

Hình 3.7: Sơ đồ chân của chíp AT45DB161

Chíp AT45DB161 sử dụng chuẩn truyền thông nối tiếp SPI Tốc độ truy cập bộ nhớ cao Chíp có một số đặc điểm:

- Điện áp hoạt động thấp 2.7-3.6V

- Tốc độ tối đa 66Mhz Hoặc chíp có thể chạy tốc độ thấp hơn để tiết kiệm

- Số lần ghi đọc tối thiểu lên tới 100,000 lần

Dữ liệu được lưu trữ tại khối lưu trữ dưới dạng file Điều này nhằm tăng khả năng thuận tiện trong việc lưu trữ dữ liệu với nhiều tuyến khảo sát khác nhau Ngoài

ra, dữ liệu lưu trữ được đồng bộ với máy tính thông qua phần mềm chuyên dụng

• Phổ gamma liên tục được cập nhật lên màn LCD theo từng giây Dữ liệu được

đo liên tục tại đầu thu Sau từng giây kết quả được gửi lên khối điều khiển trung tâm Khối điều khiển trung tâm sẽ hiển thị phổ trực tiếp dưới dạng đồ thị như hình trên Việc hiển thị phổ tức thời giúp người vận hành biết được phổ đang đo đạc tại đầu thu

• Thời gian lấy mẫu Ts

• Dữ liệu sẽ được thu thập trong một khoảng thời gian lấy mẫu Ts Sau khoảng thời gian đó thì khối xử lý sẽ tính toán và trả lại các thông số về hàm lượng trực tiếp trên màn hình hiển thị Điều này giúp có số liệu trực tiếp tại hiện trường, tiết kiệm thời gian xử lý

• Thời gian lấy mẫu Ts có thể thay đổi được 10s, 20s, 50s, 100s, 200s, 500s Tùy vào tuyến khảo sát mà ta lựa chọn thời gian lấy mẫu cho thích hợp

• Chiều dài cáp: trên tời cuốn có gắn hệ thống đếm vòng quay Thông qua tín hiệu gửi về ta có thể biết được chiều dài của cáp đã thả ra Điều này rất quan trọng trong quá trình vận hành thiết bị

• Quy đổi hàm lượng

• Kết quả phổ thu được là các số đếm Bằng việc xác định cửa sổ làm việc của các kênh ta có kết quả số đếm của từng kênh

• Kênh Kali có năng lượng 1.46 MeV, chọn cửa sổ 1.35Æ 1.56 MeV

• Kênh Uran có năng lượng 1.76 MeV, chọn cử sổ 1.61Æ1.82 MeV

• Kênh Thori có năng lượng là 2.62 MeV, chọn cửa sổ là 2.4Æ2.8 MeV

• Kênh tổng Tổng hợp của phổ gamma

• Việc biết được số đếm của các kênh ta có thể xử lý để được kết quả dưới dạng quy đổi hàm lượng Từ đó kết quả quy đổi hàm lượng này được hiển thị trên màn LCD Việc có được kết quả quy đổi này giúp cho người vận hành có thể đánh giá trực

Khối điều khiển: có tác dụng điều khiển các thiết bị ngoại vi (tời cáp) và nhận biết các tín hiệu từ cân điện tử Khối điều khiển trung tâm được đặt trên tầu, nó điều khiển mọi hoạt động của thiết bị Cụ thể là: liên kết và truyền thông với phần đầu thu qua hệ thống cáp; điều khiển thu và nhả cáp thông qua hệ thống tời cuốn; cảm nhận sức căng của dây cáp thông qua hệ thống cân điện tử và được truyền thông với máy tính thông qua chuẩn USB Khối điều khiển đóng vai trò vô cùng quan trọng Nó điều khiển và giám sát trực tiếp các thiết bị ngoại vi Sau đó nếu có sự cố sẽ thông báo tới người vận hành thông qua đèn báo và còi cảnh báo

Hình 3.8: Sơ đồ khối

Hệ thống thu và cuốn cáp của tời được điều khiển bởi khối điều khiển trung tâm Ngoài ra trên tời cuốn còn trang bị thêm hệ thống đo chiều dài của cáp Tất cả các thông tin đều được gửi tới khối điều khiển và xử lý tại đây

Lực căng của dây tác dụng lên trục của ròng rọc tác động lên hệ thống cân điện

tử làm việc Hệ thống này sẽ hiển thị giá trị sức căng của dây và gửi giá trị về khối điều khiển trung tâm Khối điều khiển trung tâm sẽ giám sát giá trị sức căng này, khi

có sự cố về kẹt đầu thu dưới biển thì giá trị sức căng dây sẽ tăng đột ngột Từ đó khối điều khiển trung tâm sẽ cảnh báo cho người vận hành biết sự cố và tự động nhả cáp giúp cho dây không bị đứt

Máy được trang bị hệ thống cảnh báo bao gồm đèn và còi Khi có sự cố xảy ra như mất điện làm việc, đầu thu dưới nước bị kẹt… hệ thống cảnh báo làm việc để thông báo cho người vận hành biết sự cố xảy ra

Máy sử dụng 2 nguồn cấp:

- Điện lưới 220V;

- Nguồn một chiều DC 24V, có thể chạy từ Pin hoặc acquy

Việc máy được trang bị nhiều nguồn cấp giúp thuận tiện hơn trong quá trình vận hành Hệ thống tời cuốn sử dụng điện xoay chiều 220V để vận hành Nếu có hiện tượng mất điện AC 220V, khối điều khiển trung tâm sẽ dùng nguồn năng lượng của Pin để hoạt động Khi đó khối cảnh báo sẽ hoạt động để thông báo cho người vận hành biết lỗi và khắc phục

3.2.1.6 Hệ thống thiết bị ngoại vi

a Cáp

Cáp sử dụng trong máy đo phổ liên tục đáy biển có tác dụng:

- Nối đầu thu và tầu khảo sát Khi làm việc, đầu thu sẽ trượt trên mặt đáy biển Cáp có tác dụng kéo đầu thu theo tầu khảo sát

- Truyền tín hiệu từ đầu thu lên khối xử lý trung tâm đặt trên tầu

- Cáp phải chịu được tải trọng lớn

Do máy làm việc trong môi trường nước biển lên đòi hỏi cáp có một số tính năng như khả năng chịu ăn mòn của nước biển, có chiều dài lớn và có nhiều lõi cách điện nhằm truyền tín hiệu trong quá trình khảo sát

¾ Chiều dài của cáp:

Hình 3.9: Mô hình tính toán chiều dài cáp Khi làm việc, đầu thu sẽ trượt trên bề mặt của đáy biển Thiết bị làm việc với độ sâu khoảng 30m nước

Lcáp = H/ sin(α)

Lcáp: : Chiều dài của cáp

H: khoảng cách từ mặt biển tới đáy biển

Để đảm bảo trong quá trình làm việc, đầu thu luôn bám sát mặt biển thì góc ngẩng (α) phải bé hơn 10o

Lcáp >= H/sin(α) = 34/sin(10 o) = 195 m Trong điều kiện đầu thu làm việc dưới đáy biển, có khả năng sẽ mắc vào chướng ngại vật Khi đó thiết bị sẽ tiến hành cảnh báo cho người vận hành biết để dừng tầu Đồng thời trong quá trình này tời sẽ nhả cáp để đảm bảo dây không bị kéo căng dẫn đến bị đứt

Tốc độ di chuyển của tầu 1,8km/h Thời gian từ lúc cảnh báo đến lúc dừng tầu 1

phút Ta cần 50m cáp dự trữ để từ lúc cảnh báo đến lúc tắt máy

Khi tắt máy, do tác dụng của quán tính, tầu vẫn chuyển động lên một đoạn

Chiều dài an toàn để đảm bảo cho tầu có thể dừng lại hoàn toàn là 50m

Chiều dài cáp tối thiểu của cáp:

Theo tính toán định lượng gần đúng ở phần II, với trọng lượng đầu thu 85kg, tốc độ tàu khoảng 1,8km/h cáp phải chịu tải khoảng 1180N Để đảm bảo an toàn trong quá trình khảo sát, tập thể tác giả lựa chọn loại cáp chịu tải trọng 8tấn

b Cân Điện tử

Cân điện tử được sử dụng để tính sức căng của cáp, khi đầu thu làm việc dưới nước gặp vật cản, lực căng của cáp tăng lên nhanh chóng, khi đó giá trị đo của cân tăng lên khi đạt đến giá trị tới hạn (sức căng tới hạn trên cân điện tử được cài đặt theo

sự lựa chọn của người sử dụng), để tránh đứt cáp, tời tự động nhả cáp và có tín hiệu cảnh báo cho người vận hành biết và có cách xử lý kịp thời Như vậy bằng việc giám sát giá trị của cân điện tử ta có thể biết khi nào đầu thu bị mắc, tránh hiện tượng đứt cáp Cân điện tử sử dụng cần đáp ứng một số tiêu chí sau:

¾ Khối lượng cân:

Lực kéo tối đa của cáp là 2 tấn Để đảm bảo cân làm việc tốt, cân phải có tải trọng tối đa 5 tấn

Cân điện tử làm việc trong điều kiện tiếp xúc với môi trường nước biển, do đó

nó được yêu cầu chế tạo bởi các vật liệu chịu được môi trường này

Qua quá trình nghiên cứu nhóm tác giả đã chọn cân SHAGHAI SCALE để thực hiện

Thông số của cân điện tử:

• Chủng loại: SHAGHAI SCALE

• Tải trọng tối đa: 5 tấn

• Vật liệu chế tạo: Thép không rỉ

• Khối giao tiếp: có

c Tời Cuốn

Hình 3.10: Mô hình tời cuốn cáp

Hệ thống tời quấn cáp được điều khiển trực tiếp từ khối điều khiển trung tâm

Nó dùng để thu và nhả cáp trong quá trình vận hành Ngoài ra hệ thống tời cuốn còn được trang bị thêm tay quay giúp nó có thể hoạt động được khi không có nguồn điện

Hệ thống tời cáp gồm có: biến tần, động cơ, hộp giảm tốc và trục cuốn

Nhận tín hiệu từ khối điều khiển trung tâm, biến tần sẽ điều khiển chiều quay và tốc độ của động cơ Động cơ quay nó tác động đến hệ thống hộp giảm tốc kéo theo

• Sức kéo:

Khối lượng của đầu thu rất lớn, khoảng 100kg Ngoài ra hệ thống sử dụng 300m cáp 3 lõi, đường kính Ø11 Vì vậy tổng khối lượng của đầu thu và cáp mà tời phải kéo thả rất lớn Theo tính toán thì trọng lượng kéo định mức của tời phải lớn hơn 1.2 tấn

• Hộp giảm tốc:

Khi đầu thu vào vị trí làm việc thì tời cáp ngừng không thả cáp ra nữa Lúc này Tời được chốt lại và chiều dài của cáp làm việc là cố định Một đầu cáp sẽ nối với đầu thu nằm dưới đáy biển và một đầu nối với Tời Khi tầu chuyển động , kéo theo đầu thu chuyển động thì lực căng của dây cáp la rất lớn Lực này tác động lên tời Để tời có thể chịu được lực tác động lớn thì nó cần được trang bị thêm hộp giảm tốc băng bánh răng

• Vật liệu làm trục cuốn của tời

Do môi trường làm việc của tời rất khắc nghiệt Nó thường tiếp xúc với môi trường nước biển Nên trục cuốn của tời phải được chế tạo bằng vật liệu chịu được ăn mòn của nước biển

• Tay quay phụ

Trong điều kiện làm việc bình thường, trục quấn của tời được điều khiển thông qua bộ điều khiển trung tâm Trong nhiều trường hợp cần xử lý bằng tay, nên yêu cầu Tời cuốn trang bị thêm hệ thống tay quay phụ

• Dung lượng chứa cáp

Hệ thống thiết kế vận hành với khối lượng cáp từ 250-300m, đường kính Ø11

Vì vậy khả năng chứa cáp của tời cần > 300m

3.2.1.7 Phần hiển thị

Máy đo phổ gamma đáy biển liên tục được ghép nối với máy tính qua chuẩn USB thông qua phần mềm chuyên dụng cài đặt trên máy tính ta có thể điều khiển máy phổ ngay trên máy tính PC Tất cả các thông tin hiển thị và cài đặt đều được hiển thị trên máy tính PC

Hình 3.11: Màn hình thể hiện các thông số hiệu chính máy

- Cài đặt thông số vận hành:

o K1, K2, K3 là hệ số của các kênh Kali, Uran, Thori;

o Các hệ số ảnh hưởng của các kênh: Anpha, Beta, Gama, Eta;

o Các phông cơ bản: FontK, FontU, FontTh, FontT;

Khi bắt đầu tiến hành làm việc, đầu tiên ta phải đo phông của máy Các phông nền này dùng để chuyển đổi hàm lượng của các nguyên tố phóng xạ tự nhiên

Hình 3.12: Giao diện của phần mềm Phần mềm được kết nối với máy đo phổ gamma qua chuẩn USB, khi được kết nối với thiết bị, kết quả phổ luôn được cập nhật trên màn hình giao diện

Kết quả hiển thị trên màn hình được hiển thị dưới dạng đồ họa (Graphic) và dạng số liệu (Data) Dự trên những số liệu này phần mềm đưa ra những đánh giá sơ

bộ Nó giúp cho người sử dụng có bức tranh tổng thể về sự phân bố hàm lượng các nguyên tố phóng xạ tự nhiên urani, kali, thori và cường độ bức xạ gamma

Dữ liệu được lưu trữ và xuất ra dưới dạng file Excel và pdf Việc này giúp việc lưu dữ liệu đơn giản trong quá trình lưu trữ và xử lý tài liệu

Phần mềm có hỗ trợ xuất ra file ảnh của màn hình đồ họa, thuận tiện cho người sử

dụng và lưu trữ dữ liệu

4.2.2 Các bản vẽ thiết kế

Hình 3.13: Bản vẽ thiết kế đầu thu Hình 3.14: Bản vẽ thiết kế nắp chụp đầu thu

Hình 3.15: Bản vẽ khớp nối đầu thu Hình 3.16: Bản mặt bích

Hình 3.17: Bản vẽ tổng thể khớp nối đầu thu Hình 3.18: Bản vẽ tổng thể kết cấu đầu thu

Hình 3.19: Hình tổng quan đầu thu

Composi t

Cao su

Inox

Hình 3.20: Cấu tạo cáo lớp bảo vệ

Hình 4.21: Hình ảnh đáy đầu thu

Tinh thể, Phêu

Cs137

Điện Tử Đầuconnecter

Hình 4.22: Hình ảnh sơ đồ lắp ráp

Ðâ`u Chu?p Ô´ng Inox

Ð â`u na?ng

P hâ`n d a´y

L o~i