[發明專利]一種河水泥沙濃度測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201710904493.5
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107884321A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 胡曉榮;俞娟;胡瑜
• 申請（專利權）人: 無錫昊瑜節能環保設備有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種河水泥沙濃度測量裝置及方法，屬于水流測量技術領域。

背景技術

河口地區既是大海懸浮泥沙的主要擴散區，有事上游底沙推移質的接納區。在江海交匯、經潮流相互消長、鹽淡水混合、風浪掀沙等多種作用下，攔門沙地區的泥沙運動極其活躍，底沙與懸沙交換頻繁。懸沙的分布、擴散、沉降影響著港口、航道和生態環境等。

泥沙運動對全球環境和水與營養物的循環有重要影響，泥沙治理是河流與土地治理的關鍵，也是近海海洋環境治理的重要內容。泥沙治理需要現場測量的泥沙資料，為此，泥沙濃度的測量更為重視。

發明內容

針對上述問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種河水泥沙濃度測量裝置及方法，通過紅外測沙傳感器，對河水的懸浮泥沙含量進行測量。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種河水泥沙濃度測量裝置，該裝置包括采樣裝置以及用于供電的電源模塊、紅外測沙傳感器、調制電路、信號處理電路、主控制器；所述采樣裝置，用于河水取樣，包括水箱和進水管，所述水箱的側壁上設置有進水口，所述進水管與進水口連接；所述調制電路與所述紅外測沙傳感器連接，用于控制紅外測沙傳感器發射調制紅外光信號；所述信號處理電路，用于對所述紅外測沙傳感器輸出的電信號進行放大和濾波處理；所述主控制器與所述信號處理電路連接，用于對所述信號處理電路輸出的電信號進行處理以得到采樣河水的懸浮泥沙含量。

作為本發明的進一步優化方案，所述紅外測沙傳感器包括紅外發射二極管和紅外接收二極管，所述紅外發射二極管在所述調制電路的控制下發射調制紅外光照射采樣河水產生散射光，所述紅外接收二極管接收散射光信號并轉換為電信號。

作為本發明的進一步優化方案，所述采樣裝置還包括安裝在進水管上的閥門，通過調節閥門來保證進水口的流速與周圍水流流速一致，以準確完成河水采樣。

作為本發明的進一步優化方案，所述采樣裝置還包括與進水管連接的帶有刻度的標桿，以記錄實際采樣位置的深度值，實現采樣位置的精確定位。

作為本發明的進一步優化方案，所述信號處理電路包括第一至第五電阻、第一和第二電容以及第一和第二運算放大器，第一電阻的一端、第一電容的一端分別接地，第一電阻的另一端分別連接第三電阻的一端、第一運算放大器的負輸入端，第三電阻的另一端分別連接第一運算放大器的輸出端、第四電阻的一端，第四電阻的另一端分別連接第五點電阻的一端、第二電容的一端，第五電阻的另一端分別連接第一電容的另一端、第二運算放大器的正輸入端，第二電容的另一端分別連接第二運算放大器的輸出端和負輸入端，第一運算放大器的正輸入端連接第二電阻。

另一方面，本發明還提供一種采用如上所述的河水泥沙濃度測量裝置進行測量的方法，首先，將采樣裝置的進水口正對河水來流方向，進行河水取樣；其次，啟動紅外測沙傳感器進行測量；最后，主控制器將測量結果傳輸至遠程控制中心。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，本發明的河水泥沙濃度測量裝置及方法，通過紅外測沙傳感器，對河水的懸浮泥沙含量進行測量，簡單方便。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

其中，1-進水口，2-閥門，3-調制電路，4-紅外測沙傳感器，5-信號處理電路，6-主控制器，7-無線傳輸模塊，8-標桿，9-進水管。

圖2是信號處理電路的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：

本發明提供一種河水泥沙濃度測量裝置，如圖1所示，該裝置包括采樣裝置以及用于供電的電源模塊、紅外測沙傳感器、調制電路、信號處理電路、主控制器；所述采樣裝置，用于河水取樣，包括水箱和進水管，所述水箱的側壁上設置有進水口，所述進水管與進水口連接；所述調制電路與所述紅外測沙傳感器連接，用于控制紅外測沙傳感器發射調制紅外光信號；所述信號處理電路，用于對所述紅外測沙傳感器輸出的電信號進行放大和濾波處理；所述主控制器與所述信號處理電路連接，用于對所述信號處理電路輸出的電信號進行處理以得到采樣河水的懸浮泥沙含量。

其中，所述紅外測沙傳感器包括紅外發射二極管和紅外接收二極管，所述紅外發射二極管在所述調制電路的控制下發射調制紅外光照射采樣河水產生散射光，所述紅外接收二極管接收散射光信號并轉換為電信號。