[發明專利]一種水中沉井取土含砂量實時動態監測裝置和監測方法

在審

• 申請號: 202110785680.2
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113588573A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 王紫超;楊華東;劉志昂;朱浩;鄭建新;楊切;周仁忠;代百華;李浩;周浩;王永威;孫南昌;朱金柱;陳園;李焜耀
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 熊雨靜

本發明公開了提供了一種水中沉井取土含砂量實時動態監測裝置和監測方法，所述實時動態監測裝置包括：引流裝置，其與沉井取土主管道的側壁連通；監測裝置，其包括設置在所述引流裝置兩側的入射探頭和出射探頭，所述入射探頭通過入射光纖與光源連接，所述出射探頭通過出射光纖與光譜探測器連接；所述光源發出的入射光通過所述入射光纖傳輸至所述入射探頭后入射到所述引流裝置中的待測液體，從待測液體透射出的調制光經所述出射探頭吸收后，通過所述出射光纖傳輸到所述光譜探測器。本發明能夠在工程現場對待測液體的含砂量進行實時動態測量，結構簡單且測量精度高。

技術領域

本發明涉及含砂量測量技術領域。更具體地說，本發明涉及一種水中沉井取土含砂量實時動態監測裝置和監測方法。

背景技術

含砂量監測一直是水域治理、水下施工、橋梁建設、沉井施工等工程領域必不可少的監測內容。特別是土木施工過程中，實時監測沉井取土時出水管口的含砂量，可以為沉井取土效率精確計算提供實時數據。現有的測量含砂量的技術手段有烘干法、振動法、光電法等。其中烘干法測量結果精確，但步驟繁瑣，適用于實驗室的測量，不適用于工程現場的測量；振動法對低含沙量的測量精度低，且測量結果容易受水溫影響，適用于高含沙量水體的測量。光電法因其結構簡單、測量精度高是目前較常使用的一種含沙量測量方法。光電法一般通過測量光束的透射光強、散射光強或者反射光強來判斷水中的沙含量，但透射光、散射光和反射光的強度的測量精度易受到含砂量的影響，且均為對測量水體的靜態測量，無法實現實時動態監測。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種水中沉井取土含砂量實時動態監測裝置，包括：

引流裝置，其與沉井取土主管道的側壁連通；

監測裝置，其包括設置在所述引流裝置兩側的入射探頭和出射探頭，所述入射探頭通過入射光纖與光源連接，所述出射探頭通過出射光纖與光譜探測器連接；

所述光源發出的入射光通過所述入射光纖傳輸至所述入射探頭后入射到所述引流裝置中的待測液體，從待測液體透射出的調制光經所述出射探頭吸收后，通過所述出射光纖傳輸到所述光譜探測器。

優選的是，所述入射探頭包括一端開口以供所述入射光進入的第一殼體以及設置在所述第一殼體內部的第一光學透鏡、第一準直透鏡，且所述第一光學透鏡、所述第一準直透鏡依次設置在所述入射光的入射路徑上；所述出射探頭包括一端開口以供所述調制光射入的第二殼體以及設置在所述第二殼體內部的第二光學透鏡、第二準直透鏡，且所述第二光學透鏡、所述第二準直透鏡依次設置在所述調制光的入射路徑上。

優選的是，所述入射探頭的開口端和所述出射探頭的開口端相對設置，且所述第一準直透鏡與所述第二準直透鏡共焦設置。

優選的是，所述入射探頭與所述出射探頭分別與所述引流裝置密封連接，且所述入射探頭的開口端和所述出射探頭的開口端分別與所述引流裝置的側壁連通。

優選的是，所述光源為鹵鎢燈光源，其波長范圍為360-2400nm。

優選的是，所述引流裝置為豎直設置的弧形管道，其兩端分別與所述取土主管道連通，且所述引流裝置與所述取土主管道的連接處設置有過濾網。

一種水中沉井取土含砂量實時動態監測方法，其特征在于，使用如權利要求1至6任意一項所述的水中沉井取土含砂量實時動態監測裝置測量，且包括如下步驟：

S1、配置N份含砂量不同的標準液體，通過所述監測裝置分別對N份標準液體進行測量，記錄所述N份標準液體對應的特征波長光強度與參考波長光強度；

S2、建立不同的含砂量與特征波長光之間的標定模型；