[發明專利]一種河流泥沙含量的監測設備及其測算方法

有效

• 申請號: 201410239796.6
• 申請日: 2014-05-24
• 公開（公告）號: CN104007273B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 肖英;朱兵;彭宣戈;袁波;彭蕾
• 申請（專利權）人: 肖英
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N21/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種水文監測設備及測量方法，具體講是一種河流泥沙含量的監測設備及其測算方法。

背景技術：

監測河流中泥沙含量是水文監測的一項重要工作內容，它對于預測河流或庫區淤塞速度和淤塞狀況以及對河流或庫區區域內的生態環境治理、防止水土流失有著重要的指導意義。目前，對于河流泥沙含量的監測，多數還是采用傳統的燒干法。所謂燒干法，即從河流采集水樣，然后對水樣中的水相進行燒干，余下的的泥沙進行稱重，最后進行計算，求得該河流中的泥沙含量。燒干法，如果取樣規范、科學合理，其測量數據是比較準確可信。但是，該方法，所需測量周期長，檢測過程繁瑣、水文工作人員取樣過程勞動強度大，且存在較大的危險性。這種測量方法已遠遠落后于現代文明和科學進步的要求。

發明內容：

本發明要解決的技術問題之一是，采用了現代計算機、聲像、通訊等技術手段，提供一種自動化程度高的河流泥沙含量的監測設備。

本發明要解決的技術問題之二是，利用上述監測設備，以測量河流泥沙含量的測算方法。

本發明的技術解決方案之一是，提供一種具有以下結構的河流泥沙含量的監測設備，該設備包括河岸信息處理機構，其特征在于，還包括河中信息采集機構，所述的河岸信息處理機構中包含有信息處理裝置和信息控制裝置，所述的信息處理裝置中安裝有圖像處理專用軟件和類園型顆粒檢測通用軟件，所述河中信息采集機構包括有水樣采集裝置、圖像拍攝裝置、信息接收和發出裝置、密封艙和電源，所述的圖像拍攝裝置、信息接收和發出裝置和電源設置在密封艙內。

作為改進和完善，所述的圖像拍攝裝置中設置有X軸、Y軸和Z軸方向三個拍攝裝置。

所述的水樣采集裝置是由進水管、采樣瓶和出水管構成，所述的采樣瓶為透明體。

所述的信息接收和發出裝置是由微處理器和控制電路組成。該裝置擔負著接收河岸信息處理機構中信息控制裝置發出的指令，控制圖像拍攝裝置的拍攝起動或終止，以及向河岸信息處理機構發出水樣圖像信息。

所述的采樣瓶的兩側面還設置有補光燈。

本發明的技術解決方案之二是，一種利用上述監測設備，以測量河流泥沙含量的測算方法。該方法的具體步驟如下：

1、水樣圖像攝影；要求圖像拍攝裝置中各攝影機在同一時間內必須同步對水樣進行圖像拍攝；

2、圖像傳輸；由信息接收和發出裝置向河岸信息處理機構發出水樣圖像信息；

3、圖像處理；

①去噪處理，通過信息處理裝置中的圖像處理專用軟件對圖像進行去噪處理；

②分割處理，通過信息處理裝置中的圖像處理專用軟件對去噪后圖像進行分割處理；

③圖像增強，通過信息處理裝置中的圖像處理專用軟件對分割后后圖像進行增強處理；圖像增強是為了更好的將圖像中的泥沙顆粒與背景分開，從而獲取泥沙顆粒的投影面積比。

4、圖像中泥沙含量的測算。通過信息處理裝置中的類園型顆粒檢測通用軟件對圖像中的泥沙含量進行測算；

①圖像的單取；

②圖像顆粒粒度分類與計數；對同一時間內各方向同步拍攝的圖像中泥沙顆粒進行分類并計數；

③輸入預先測定的各組的顆粒粒度當量特征值；各河流的集雨區域內泥質與巖石質的比重不完全相同，一般對該河流的集雨區域內泥質與巖石質的粒度當量值預先已經測定；

④計算。

作為上述測算方法的補充，

所述圖像的單取，是指對同一時間內各方向同步拍攝的單楨圖像中泥沙顆粒進行進行分類并計數，取其平均值；

本發明具有以下優點：

由于本發明提供一種自動化程度高的河流泥沙含量的監測設備，采用了現代計算機、圖像、通訊等技術手段，對河流中的泥沙含量進行計算機處理分折和計算，可以解決水文監測中對泥沙測量的難題，改革了采用河中取樣、燒干、稱重、計算的現有傳統水文泥沙測量落后技術。把現有的現場取樣測量、測量數據延時滯后的測量技術，提升到遠程自動監測、測量數據準確及時的先進測量技術；把水文測量人員從河中取樣的艱辛和危險，燒干、稱重、計算的煩鎖的勞累中解放出來，是水文監測工作的現代文明和進步。

附圖說明：

圖1為本明河流泥沙含量的監測設備中的河中信息采集機構結構示意圖；

圖中所示：11、進水管，12、采樣瓶，13、出水管，21、X軸圖像拍攝裝置，22、Y軸圖像拍攝裝置，23、Z軸圖像拍攝裝置，3、信息接收和發出裝置，4、密封艙，5、電源，6、補光燈，7、數據線孔，8、固定爪。

具體實施方式：