CN105823805A - 一种径流泥沙含量的测量设备系统及其测量方法 - Google Patents

一种径流泥沙含量的测量设备系统及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种径流泥沙含量的测量设备系统及其测量方法，该测量设备系统包括依次连通的流量测量装置、过滤称重装置和浑水体积测量装置；还包括微处理器、时钟模块和存储模块，所述时钟模块和存储模块分别与所述微处理器电连接；所述浑水体积测量装置上设有用于测量浑水中泥沙浓度的传感器，所述传感器与微处理器连接，所述过滤称重装置和浑水体积测量装置分别与所述微处理器相连。本发明测量设备系统为自动进行测量，中途无需人员干预，节省了人力成本，数据长时间本地存储以及实时上传，可作多重备份；因无人为取样误差，实测效果更加精准。

Description

一种径流泥沙含量的测量设备系统及其测量方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种径流泥沙含量测量设备系统及其测量方法，尤其涉及一种系统测量各类把口站所排放径流泥沙不同层次不同深度的设备系统及其测量方法，尤其是分析径流泥沙不同深度和层次的细颗粒泥沙的含量。
背景技术
据调查，全国现有土壤侵蚀总面积2.95亿公顷，占国土面积的30.7%。在土壤侵蚀研究与水土流失治理中，水流中泥沙含量的测量具有重要意义。
目前测量径流泥沙含量所采用最为普遍采用的方法为直接测量法，如烘干法又称称重法，即取一定量的样品，测量其原重和烘干后的重量，从而确定泥水中的含沙量，但由于烘干法需对待测样品进行烘干，而烘干温度一般为105°，加热需11个小时左右，高温与长期加热会造成土壤中有机质被碳化，而使测量的含沙量偏小，对烘干温度和加热时间的要求也使得整个测量过程费时费力。这种方法测量周期长、检测过程繁琐、劳动强度大，不能很好的监测水流的动态过程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种径流泥沙含量测量设备系统及其测量方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种径流泥沙含量的测量设备系统，包括依次连通的流量测量装置、过滤称重装置和浑水体积测量装置；
还包括微处理器、时钟模块和存储模块，所述时钟模块和存储模块分别与所述微处理器电连接；
所述浑水体积测量装置上设有用于测量浑水中泥沙浓度的传感器，所述传感器与所述微处理器连接，所述过滤称重装置和所述浑水体积测量装置分别与所述微处理器相连。
进一步的，还包括液晶显示器和操作面板，所述液晶显示器和操作面板分别与所述微处理器相连。
进一步的，所述传感器包括电容传感器和超声波传感器。
进一步的，所述微处理器为ARM微处理器。
进一步的，还包括无线传输模块，所述微处理器通过串口与所述无线传输模块相连。
进一步的，还包括为整个设备系统供电的供电模块。
一种径流泥沙含量的测量方法，包括以下测量步骤：
S1.将待测含泥沙的浑水连续导入流量测量装置内，微处理器对浑水进行流量累计，间隔t时间计算出流入的浑水的体积V；
S2.间隔t时间后，微处理器发出命令，将前t时间内在流量测量装置中收集的浑水导入到过滤称重装置中；
S3.在过滤称重装置中，将浑水进行过滤，过滤后的悬浊液继续流入到浑水体积测量装置中，对过滤后的泥沙进行称重，得到含少量水的泥沙重量M，并传输给微处理器存储，微处理器事先根据当地的泥沙，折算出重量修正系数，通过计算得出泥沙净含量M1；
S4.在浑水体积测量装置中，先计算出悬浊液的体积V1，然后微处理器根据传感器的测量值，计算得出悬浊液的泥沙含量浓度ρ，通过计算得到悬浊液中泥沙含量M2；
S5.微处理器根据公式计算出浑水中泥沙含量ω=（M1+M2）/V。
进一步的，所述传感器包括电容传感器和超声波传感器，微处理器通过读取电容传感器以及超声波传感器的相应电容值以及超声波的衰减值，计算出悬浊液的泥沙含量浓度ρ。
进一步的，所述微处理器为ARM微处理器。
本发明的有益效果是:
本发明的径流泥沙含量测量设备系统及其测量方法是自动进行测量，中途无需人员干预，节省了人力成本，数据长时间本地存储以及实时上传，可作多重备份；因无人为取样误差，实测效果更加精准。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图中标号说明：1、流量测量装置，2、过滤称重装置，3、浑水体积测量装置，4、微处理器，5、时钟模块、6、存储模块、7、液晶显示器，8、操作面板，9、无线传输模块，10、供电模块，11、传感器。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1所示，一种径流泥沙含量的测量设备系统，包括依次连通的流量测量装置1、过滤称重装置2和浑水体积测量装置3；
还包括微处理器4、时钟模块5和存储模块6，所述时钟模块5和存储模块6分别与所述微处理器4电连接；
所述浑水体积测量装置3上设有用于测量浑水中泥沙浓度的传感器11，所述传感器11与所述微处理器4连接，所述过滤称重装置2和所述浑水体积测量装置3分别与所述微处理器4相连。
还包括液晶显示器7和操作面板8，所述液晶显示器7和操作面板8分别与所述微处理器4相连。
所述传感器11包括电容传感器和超声波传感器。
所述微处理器4为ARM微处理器。
还包括无线传输模块9，所述微处理器4通过串口与所述无线传输模块9相连。
还包括为整个设备系统供电的供电模块10。
一种径流泥沙含量的测量方法，包括以下测量步骤：
S1.将待测含泥沙的浑水连续导入流量测量装置1内，微处理器4对浑水进行流量累计，间隔t时间计算出流入的浑水的体积V；
S2.间隔t时间后，微处理器4发出命令，将前t时间内在流量测量装置1中收集的浑水导入到过滤称重装置2中；
S3.在过滤称重装置2中，将浑水进行过滤，过滤后的悬浊液继续流入到浑水体积测量装置3中，对过滤后的泥沙进行称重，得到含少量水的泥沙重量M，并传输给微处理器4存储，微处理器事先根据当地的泥沙，折算出重量修正系数，通过计算得出泥沙净含量M1；
S4.在浑水体积测量装置3中，先计算出悬浊液的体积V1，然后微处理器4根据传感器11的测量值，计算得出悬浊液的泥沙含量浓度ρ，通过计算得到悬浊液中泥沙含量M2；
S5.微处理器4根据公式计算出浑水中泥沙含量ω=（M1+M2）/V。
所述传感器11包括电容传感器和超声波传感器，微处理器4通过读取电容传感器以及超声波传感器的相应电容值以及超声波的衰减值，计算出悬浊液的泥沙含量浓度ρ。
所述微处理器4为ARM微处理器。
其中，所述t时间可通过控制面板自由设定，测量得到泥沙含量值后，可循环进行步骤S1~S5，实现该设备系统的间隔多次取样，自动化测量。
本发明的径流泥沙含量测量设备系统及其测量方法是自动进行测量，中途无需人员干预，节省了人力成本，数据长时间本地存储以及实时上传，可作多重备份；因无人为取样误差，实测效果更加精准。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种径流泥沙含量的测量设备系统，其特征在于，包括依次连通的流量测量装置（1）、过滤称重装置（2）和浑水体积测量装置（3）；
还包括微处理器（4）、时钟模块（5）和存储模块（6），所述时钟模块（5）和存储模块（6）分别与所述微处理器（4）电连接；
所述浑水体积测量装置（3）上设有用于测量浑水中泥沙浓度的传感器（11），所述传感器（11）与所述微处理器（4）连接，所述过滤称重装置（2）和所述浑水体积测量装置（3）分别与所述微处理器（4）相连。
2.根据权利要求1所述的径流泥沙含量的测量设备系统，其特征在于，还包括液晶显示器（7）和操作面板（8），所述液晶显示器（7）和操作面板（8）分别与所述微处理器（4）相连。
3.根据权利要求1所述的径流泥沙含量的测量设备系统，其特征在于，所述传感器（11）包括电容传感器和超声波传感器。
4.根据权利要求1所述的径流泥沙含量的测量设备系统，其特征在于，所述微处理器（4）为ARM微处理器。
5.根据权利要求1所述的径流泥沙含量的测量设备系统，其特征在于，还包括无线传输模块（9），所述微处理器（4）通过串口与所述无线传输模块（9）相连。
6.根据权利要求1至5任一项所述的径流泥沙含量的测量设备系统，其特征在于，还包括为整个设备系统供电的供电模块（10）。
7.一种径流泥沙含量的测量方法，其特征在于，包括以下测量步骤：
S1.将待测含泥沙的浑水连续导入流量测量装置（1）内，微处理器（4）对浑水进行流量累计，间隔t时间计算出流入的浑水的体积V；
S2.间隔t时间后，微处理器（4）发出命令，将前t时间内在流量测量装置（1）中收集的浑水导入到过滤称重装置（2）中；
S3.在过滤称重装置（2）中，将浑水进行过滤，过滤后的悬浊液继续流入到浑水体积测量装置（3）中，对过滤后的泥沙进行称重，得到含少量水的泥沙重量M，并传输给微处理器（4）存储，微处理器（4）事先根据当地的泥沙，折算出重量修正系数，通过计算得出泥沙净含量M1；
S4.在浑水体积测量装置（3）中，先计算出悬浊液的体积V1，然后微处理器根据传感器（11）的测量值，计算得出悬浊液的泥沙含量浓度ρ，通过计算得到悬浊液中泥沙含量M2；
S5.微处理器（4）根据公式计算出浑水中泥沙含量ω=（M1+M2）/V。
8.根据权利要求7所述的径流泥沙含量的测量方法，其特征在于，所述传感器（11）包括电容传感器和超声波传感器，微处理器（4）通过读取电容传感器以及超声波传感器的相应电容值以及超声波的衰减值，计算出悬浊液的泥沙含量浓度ρ。
9.根据权利要求7所述的径流泥沙含量的测量方法，其特征在于，所述微处理器（4）为ARM微处理器。
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