[發(fā)明專利]在低懸移質(zhì)含沙量下的紅外光學(xué)式自動(dòng)測(cè)沙裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711463031.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107991262B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾淳灝;區(qū)松順;黃桂英;陳容;聶伯武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州和時(shí)通電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/3577
• 分類號(hào): G01N21/3577
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種在低懸移質(zhì)含沙量下的紅外光學(xué)式自動(dòng)測(cè)沙裝置，其特征在于，包括導(dǎo)軌、設(shè)置于導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的滑輪裝置，以及由滑輪裝置直接或間接帶動(dòng)沿導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)的高度調(diào)節(jié)裝置、紅外測(cè)沙傳感器和數(shù)據(jù)采集與控制模塊；所述高度調(diào)節(jié)裝置使得紅外測(cè)沙傳感器與水面保持距離；所述數(shù)據(jù)采集與控制模塊用以數(shù)據(jù)處理和通信；

所述紅外測(cè)沙傳感器設(shè)置在高度調(diào)節(jié)裝置上，所述高度調(diào)節(jié)裝置為浮筒；所述浮筒的浮力大小為確保紅外測(cè)沙傳感器保持在水下0.7m的水深處；

所述浮筒設(shè)有水深測(cè)量傳感器；所述浮筒設(shè)有熒光浮標(biāo)；所述浮筒設(shè)有豎直的直桿，所述導(dǎo)軌上設(shè)有水位觀察標(biāo)尺；所述直桿的長(zhǎng)度大于浮筒與水面的距離；通過(guò)直桿和水位觀察標(biāo)尺結(jié)合來(lái)觀測(cè)紅外測(cè)沙傳感器的水深；

所述高度調(diào)節(jié)裝置上設(shè)有用于安裝數(shù)據(jù)采集與控制模塊的支架，所述支架的長(zhǎng)度為大于高度調(diào)節(jié)裝置與水面之間的距離；所述支架設(shè)有高度調(diào)節(jié)器，在不同水域根據(jù)測(cè)量水深的需求，而調(diào)整支架的高度；高度調(diào)節(jié)器為伸縮套管；

所述滑輪裝置包括至少兩個(gè)滑輪和安裝支架，所述滑輪設(shè)置于安裝支架上；所述滑輪與導(dǎo)軌上的凹槽或凸起相配合；所述安裝支架與浮筒連接；所述安裝支架通過(guò)抱箍與浮筒連接；

所述滑輪裝置設(shè)有網(wǎng)罩來(lái)罩??；所述紅外測(cè)沙傳感器的朝向與水面相平行；

所述高度調(diào)節(jié)裝置上設(shè)有用于調(diào)節(jié)方位的云臺(tái)，所述紅外測(cè)沙傳感器設(shè)置在云臺(tái)上；所述云臺(tái)為電動(dòng)云臺(tái)，所述電動(dòng)云臺(tái)是由兩臺(tái)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)接受來(lái)自控制器的信號(hào)精確地運(yùn)行定位；在控制信號(hào)的作用下，云臺(tái)上的紅外測(cè)沙傳感器可調(diào)整朝向，也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下調(diào)整朝向；

所述紅外測(cè)沙傳感器上設(shè)有方位檢測(cè)傳感器；所述方位檢測(cè)傳感器與數(shù)據(jù)采集與控制模塊連接；

所述方位檢測(cè)傳感器用集成在一起的加速度計(jì)、陀螺儀和磁感應(yīng)計(jì)三個(gè)傳感器通過(guò)與靜止時(shí)重力和地磁場(chǎng)的比較得出當(dāng)前時(shí)刻追蹤器的姿態(tài)，再結(jié)合姿態(tài)和加速度進(jìn)行積分得出空間位置；

所述紅外測(cè)沙傳感器包括后散射和側(cè)散射兩個(gè)光學(xué)傳感器和溫度傳感器。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述在低懸移質(zhì)含沙量下的紅外光學(xué)式自動(dòng)測(cè)沙裝置的測(cè)沙方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.調(diào)節(jié)紅外測(cè)沙傳感器與水面之間的距離；測(cè)量開(kāi)始前先預(yù)熱儀器，直到儀器測(cè)量前后的溫度相差不超過(guò)0.5℃，達(dá)到溫度平衡后再開(kāi)始正式測(cè)量；

S2.數(shù)據(jù)采集與控制模塊向紅外測(cè)沙傳感器發(fā)送測(cè)量指令，接收并處理紅外測(cè)沙傳感器返回的濁度數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的大小，判定是否需要重測(cè)；

S3.建立濁度數(shù)據(jù)與含沙量的關(guān)系:

Y＝aX，其中Y為含沙量，X為濁度，a為系數(shù)；

S4.建立含沙量與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量的含沙量數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，求得實(shí)際含沙量；

步驟S1中紅外測(cè)沙傳感器與水面之間的距離為0.7m。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述在低懸移質(zhì)含沙量下的紅外光學(xué)式自動(dòng)測(cè)沙方法，其特征在于，步驟S4中所述數(shù)學(xué)模型為：

Y’＝a’Y+b或Y’＝a’Y²+bY+c

其中，Y’為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量的含沙量數(shù)據(jù)，a、b、c為系數(shù)。