江河水体的泥沙量是防汛、工程设计、河道演变分析等工作重要资料，水体含沙量采集是水文测验的一项重要工作，只有准确采集到河流水体的含沙水量，才能得到可靠的河流泥沙资料。目前缆道泥沙采样还是一个世界性的难题，而缆道是我国大多数水文站主要测验设施。

  我国当今使用的泥沙采样器主要有横式、皮囊式、积时式三种，应用较多的是横式采样器。横式采样大多数都用在测船上单点取样，难于在缆道上用来采取河流断面含沙水样。因而造成缆道站未解决泥沙采样仍需保留测船，这一方面增加水文测站的设施投资，增加了水文测验的工作量和危险性，也使测站需要较多的驻守人员，影响到水文测验从驻测到巡测的改革。皮囊式和积时式采样器存在取水量难以控制，取水量不准，低流速时不能采取水样，使用复杂等问题。推广了几十年仍是使用者寥寥。因此，未解决水文站泥沙采样问题，推进水文测验方式解革，急需研制一种操作便捷、适用于测船和缆道的泥沙采样器。

  本研究课题基本思路是：通过缆道或测船把采样器运送到指定测验位置，由遥控器发出采集指令，利用长波信号进行传输，水中接收到指令，控制电磁阀关闭达到采取水样的目的，仪器简单易操作方便，基本上能解决我国绝大多数水文站的采样。无线遥控采沙器需要在水中可靠地工作。按照电磁波的传输特性，只有长波信号在水中能够传输较远的距离，所以潜艇一般都是采用长波通讯。根据这个特性，在设计无线遥控采沙器电路时我们也采用了长波无线载波来实现采砂器的遥控。为实现较小的长波发射功率，实现最大距离最大水深的遥控，我们利用了揽道钢索做天线进行长波信号传输，这样设计减少了发射功率的增益，降低了电源的消耗，已经实测到的遥控距离大于800米，水深超过15米依然能可靠工作。

  目前泥沙采样器的自动控制水平很低，还没有一种操作便捷、适应能力强的仪器。本项目的研制，将解决中低含沙水流测站的泥沙采样问题，解放测站驻守人员的生产力，有效的推进水文测验方式改革，拓宽水文的服务领域，有很好的社会和经济效益。

  按照电磁波的传输特性，在设计无线遥控泥沙采样器电路时我们也采用了长波无线载波来实现采样器的遥控。我们利用了缆道钢索做天线进行长波信号传输，发射部分（遥控部分或室内部分）。发射部分主要由载波发生器、调制电路和长波放大器组成。通过MCU的控制产生二个稳定高频信号，然后差频出来一个稳定的长波信号。然后将这个长波信号进行FSK调制，继进行功率放大后，将这个载波信号通过天线发射出去。

  接收电路由长波放大，差频放大和解调电路、微处理器、控制部分所组成。长波放大器把接收到的微弱电磁波信号进行第一次放大，然后再和接收本振差频，最进行高增益的差频放大送入解调电路进行解调；解调电路将解调的输出信号送入到MCU做多元化的分析和处理。如果非本遥控器发来的干扰信号，MCU将视这个信号为无效信号。而确实是有效的遥控信号，将这个信号处理控制对应的驱动电路工作，驱动电磁继电器工作进行采沙。

  遥控泥沙采样器工作在野外和水下，存在大量的电磁辐射等干扰，因此它们在仪器中产生电磁感应和干扰冲击时，往往就会扰乱仪器的正常运行，降低仪器的工作精度，为保证仪器在操作中抗干扰，同时操作指令能够准确无误地向水下仪器传达和执行，我们设计了一套抗干扰指令叠加系统，微处理器（MCU）担负着按键检测、编码、和控制锁相环工作的任务，为了能够更好的保证多台采砂器能够同时在同河段进行采砂而不相互干扰，调制信号包含了ID码，即每一套采砂器的密码是不一样的。最高达到65000组的ID密码，就是65000个采砂器不会有重复的身份号码，这样最好保证了采砂器之间同时工作的相互干扰。

  如何将接收到的低频信号转换为驱动电磁铁开闭的动作指令是本次研发的关键之处，也就是控制采砂器闸门传动装置。该部件包含电磁感应技术和最优力学结构部件，其形状、大小和结构合理性是完成项目必要的重点，也是我们重点设计的内容。

  首先采样器需要如水工作，所以必须设计完全不漏水的接收信号筒。接收部分密封在一个罐中和采砂器一同入水，同时该接收信号筒应当与采砂器的电磁铁联动。所以信号筒与采样器电磁铁的传动装置的设计特别的重要。其次电磁铁每一次动作都会消耗比较大的电量，为了能够更好的保证接收部分的最大限度地省电，当接收罐没有入水时，整个接收电路是不工作的，接收MCU（微处理器）进入睡眠模式，低功耗（小于2uA)，当MCU检测到入水后电路唤醒MCU工作，整个接收电路处于正常工作状态。整个设计保证了接收罐内置锂电池能够最长的待机时间无须频繁充电（理论计算，充电一次可采砂80次以上），也保证了采砂器不会在空中采空气。

  2016年1月25日，湖南省水利厅在长沙组织召开了由湖南省水文水资源勘测局完成的“遥控泥沙采样器”科技成果鉴定会。鉴定委员会专家审阅了有关的资料，听取了成果完成单位的汇报，经过质询和讨论，形成鉴定意见如下：

  二、针对目前的泥沙采样手段普遍比较落后，缺乏一种既安全又便捷的泥沙采样技术问题，课题组利用缆道钢索做天线进行信号传输，采用载波信号对采样器进行遥控的技术，研制出遥控泥沙采样器，实现了对泥沙采样器的远距离控制，仪器稳定性很高，操作安全便捷，解决了含沙水体的泥沙采样问题。

  四、该项目对于解决泥沙采样的实际问题，减轻劳动强度，推进水文巡测具备极其重大现实意义，具有推广应用前景。

  综上所述，该项研究成果在泥沙遥控采样准确性和稳定能力方面达到国内领先水平。

  该仪器研制成功后。先后在长沙郎梨、岳阳伍市等水文站试用。仪器在水文站不同距离不同水深情况测试下，稳定性很高，工作可靠，没再次出现不关闭的故障。经受了考验，应用情况良好。鉴此建议上级部门加大支持力度，一是试制一批仪器在全省较大范围对比测验，使我省研制的水文仪器设施尽快走向实用化；二是在推广经费上给予支持，尽快将该设备在国内水利水文行业中推广应用，更好地为我国的水利事业服务。