[發(fā)明專利]河水中泥沙含量自動測量及數(shù)據(jù)記錄裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410529545.1
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104215787A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐陽義芳;張雷;陶小馬;陳紅梅;王戎丞
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G08C17/02;G01N5/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 楊立華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于河沙自動測量及分析領(lǐng)域，尤其涉及一種河水中泥沙含量自動測量及數(shù)據(jù)記錄裝置。

背景技術(shù)

河水中泥沙含量是水文觀測中一項很重要的數(shù)據(jù)，泥沙含量的現(xiàn)場快速準(zhǔn)確檢測、分析是目前丞待解決的問題。現(xiàn)有測量泥沙含量的方法很多，如烘干稱量法、比重法、γ射線法、電容法等。傳統(tǒng)烘干稱量法和比重法屬于直接測量法，烘干法系在采集到一定樣品后對其烘干稱重，記錄含沙量；比重法則是利用泥沙對比重的影響通過比重計來確定泥沙含量，兩者測量精度高，尤其是烘干稱量法，但是這類直接測量法缺陷也很明顯，測量過程繁瑣，周期長，不適合現(xiàn)場測量采集數(shù)據(jù)。γ射線法是利用γ射線穿透物體后的衰減規(guī)律來測量泥沙含量的，在標(biāo)定好被測對象的伽馬射線吸收率參數(shù)后可以實現(xiàn)較高的測量精度，但γ射線穿透物體后衰減較快，確定吸收率參數(shù)很困難，使得對被測對象的要求以及測量精度都受到影響，且該類系統(tǒng)成本高，不易維護(hù)。電容法是利用泥沙含量與由液體及圓筒狀極板組成的電容器的電容的對應(yīng)關(guān)系來計算泥沙含量的，當(dāng)圓筒狀極板中的液體泥沙含量發(fā)生變化時相當(dāng)于電介質(zhì)發(fā)生改變，進(jìn)而改變電容器的容量，這種方法適合做連續(xù)在線測量，但是受到液體導(dǎo)電率的影響，測量范圍及測量精度局限性較大。此外，上述測量方法都存在測量范圍小、誤差大等諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測量范圍大、測量精度高的河水中泥沙含量自動測量及數(shù)據(jù)記錄裝置，以實現(xiàn)自動采集和測量對應(yīng)深度的河水泥沙含量并記錄數(shù)據(jù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：河水中泥沙含量自動測量及數(shù)據(jù)記錄裝置，主要包括等臂杠桿、標(biāo)準(zhǔn)樣容器、盛樣容器、稱重儀、主控制器和無線數(shù)據(jù)接收器；等臂杠桿左端懸掛標(biāo)準(zhǔn)樣容器，右端懸掛盛樣容器，盛樣容器放置在稱重儀上；標(biāo)準(zhǔn)樣容器和盛樣容器上部均設(shè)有溢流口，底部均設(shè)有排水口，排水口內(nèi)部均有與主控制器相連并受其控制打開與關(guān)閉的電磁閥；主控制器分別電連接稱重儀和水泵；水泵進(jìn)水端與進(jìn)水管一端相連，水泵出水端通過導(dǎo)水管引到盛樣容器上方；主控制器與無線數(shù)據(jù)接收器通過無線網(wǎng)絡(luò)通訊連接，無線數(shù)據(jù)接收器與PC上位機(jī)相連。

等臂杠桿的支撐座含有水平調(diào)整裝置。

主控制器和無線數(shù)據(jù)接收器均為微型計算機(jī)。

電連接是通過電源線或是數(shù)據(jù)線連接，用于給各功能部分提供電源及傳輸數(shù)據(jù)。

主控制器、稱重儀、水泵及電磁閥由電瓶供電。

標(biāo)準(zhǔn)樣容器用于盛放濾除泥沙后的待測河水標(biāo)準(zhǔn)樣，盛樣容器用于盛放含有泥沙的待測河水且其有效容積與標(biāo)準(zhǔn)樣容器相同。

稱重儀按照主控制器發(fā)出的指令進(jìn)行稱量同時將稱量結(jié)果回傳給主控制器，水泵按照主控制器的指令將待測河水抽入盛樣容器中。

主控制器用于按照檢測要求控制水泵、稱重儀及電磁閥作出相應(yīng)動作，同時將稱重儀傳回的數(shù)據(jù)通過天線發(fā)送給附近的無線數(shù)據(jù)接收器，無線數(shù)據(jù)接收器將主控制器發(fā)出的數(shù)據(jù)信號處理后傳給PC上位機(jī)，PC上位機(jī)包含有與無線數(shù)據(jù)接收器相配套的軟件程序，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、記錄。

針對目前河水中泥沙含量測量存在的問題，發(fā)明人設(shè)計了一種河水中泥沙含量自動測量及數(shù)據(jù)記錄裝置，主要包括等臂杠桿、標(biāo)準(zhǔn)樣容器、盛樣容器、稱重儀、主控制器和無線數(shù)據(jù)接收器。該裝置通過主控制器按照測量要求控制水泵在設(shè)定條件向盛樣容器中抽入與標(biāo)準(zhǔn)樣容器等體積的含泥沙河水水樣，并通過稱重儀測量同體積下泥水與不含泥沙標(biāo)準(zhǔn)樣的質(zhì)量差后，回傳給主控制器并由天線發(fā)出無線訊號將稱量數(shù)據(jù)傳給無線數(shù)據(jù)接收器，無線數(shù)據(jù)接收器接收后向PC上位機(jī)傳送結(jié)果由后者根據(jù)現(xiàn)場標(biāo)定數(shù)據(jù)處理計算出河水中泥沙含量。本發(fā)明可在PC上顯示、記錄泥沙含量，整個操作自動化程度高，可根據(jù)要求設(shè)定為定時采集樣品測量，且采用等臂杠桿裝置，抵消了不含泥沙的待測河水的質(zhì)量，顯著擴(kuò)展了泥沙含量測量范圍，并提高了泥沙含量測量精度，實現(xiàn)了連續(xù)高精度自動測量任意深度河水中的泥沙含量并記錄數(shù)據(jù)，同時提高了測量監(jiān)測效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明河水中泥沙含量自動測量及數(shù)據(jù)記錄裝置結(jié)構(gòu)和使用狀態(tài)示意圖。

圖中：1等臂杠桿，2標(biāo)準(zhǔn)樣容器，3盛樣容器，4排水口，5稱重儀，6主控制器，7水泵，8進(jìn)水管，9導(dǎo)水管，10溢流口，11無線數(shù)據(jù)接收器，12?PC上位機(jī)，13電瓶，14河水。

具體實施方式