[發(fā)明專利]一種推移質(zhì)輸沙率和顆粒級(jí)配的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410370079.7
• 申請(qǐng)日: 2014-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104122190B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹文洪;劉春晶;許琳娟;孫高虎;張曉明;魯文;魯婧;胡健;張治昊;王玉海;關(guān)見(jiàn)朝;劉磊;凃洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N15/14
• 分類號(hào): G01N15/14;G01N15/02
• 代理公司: 北京凱特來(lái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,鄭哲

1.一種推移質(zhì)輸沙率和顆粒級(jí)配的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，其特征在于，包括：推移質(zhì)水槽(1)、集沙漏斗(2)、斜面擋板(3)和攝像機(jī)(4)；集沙漏斗(2)設(shè)置在推移質(zhì)水槽(1)的床面泥沙的橫截?cái)嗝嫔希泵鎿醢?3)設(shè)置在集沙漏斗(2)上，斜面擋板(3)的寬度與推移質(zhì)水槽(1)的寬度相同，斜面擋板(3)的長(zhǎng)度方向設(shè)置成由傾斜板段(31)、垂直板段(32)和底部平板段(33)組成的結(jié)構(gòu)，攝像機(jī)(4)設(shè)置在推移質(zhì)水槽(1)的側(cè)面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，斜面擋板(3)的傾斜板段的角度至少大于試驗(yàn)用沙的水下休止角5°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，斜面擋板(3)的傾斜板段的長(zhǎng)度最小值通過(guò)泥沙顆粒的運(yùn)動(dòng)速度÷攝像機(jī)幀頻×每個(gè)泥沙顆粒拍到的幀數(shù)的方式確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在斜面擋板(3)的傾斜板段上設(shè)置有與所述實(shí)驗(yàn)用沙顏色不同的斜面擋板貼面(34)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，攝像機(jī)(4)對(duì)推移質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)的拍攝平面為斜面擋板(3)的斜面擋板貼面(34)。

6.一種推移質(zhì)輸沙率和顆粒級(jí)配的實(shí)時(shí)測(cè)量方法，其特征在于，包括：

根據(jù)如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的推移質(zhì)輸沙率和顆粒級(jí)配的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置中的攝像機(jī)(4)拍攝的經(jīng)過(guò)斜面擋板貼面(34)落入集沙漏斗(2)的泥沙顆粒的連續(xù)圖像獲得獲取所述泥沙顆粒所占的像素值、運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)速度值；

根據(jù)所述所拍攝的泥沙顆粒所占的像素值獲得所述泥沙顆粒的粒徑值及重量值，根據(jù)所述泥沙顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)速度值獲得所述泥沙顆粒通過(guò)拍攝平面起始線的時(shí)刻值；

根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)所述攝像機(jī)拍攝到的所述泥沙顆粒的重量值及通過(guò)拍攝平面起始線的時(shí)刻值獲得所述單位時(shí)間內(nèi)的推移質(zhì)輸沙率；

對(duì)單位時(shí)間內(nèi)所述攝像機(jī)拍攝到的所述預(yù)定泥沙顆粒粒徑大小的數(shù)量值做頻度分析，獲得所述預(yù)定泥沙顆粒的實(shí)時(shí)顆粒級(jí)配。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，獲得所述泥沙顆粒的重量值的方法包括：當(dāng)所述泥沙顆粒圓度較好時(shí)，根據(jù)所述粒徑值獲得所述泥沙顆粒的體積及重量；當(dāng)所述泥沙顆粒圓度較差時(shí)，根據(jù)單個(gè)所述顆粒泥沙的單位顆粒和重量的定量關(guān)系獲得所述攝像機(jī)拍攝到的所述預(yù)定泥沙顆粒的總重量。