CN109580601B - 一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，属于水质监测领域，其技术方案要点是包括塞氏盘子系统、纸带指示测量子系统、绳索子系统和锚固子系统。塞氏盘子系统包括黑白盘、沉坠和连接杆；纸带指示测量子系统包括带刻度的铁片组、透明度测试指示纸带和强磁铁块；绳索子系统包括尼龙绳和尼龙绳收集器；锚固子系统包括双头锚固钉。本发明有效解决了现有塞氏盘法通过观察连接绳上的水渍位置，或者人工记忆塞氏盘连接绳与水面交界点的位置来测定水体透明度时，所存在的主观判断误差大，以及受水体两侧现实环境约束时，测量作业困难的问题。

Description

一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置

技术领域

本发明涉及一种水质监测技术产品领域，特别涉及一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置。

背景技术

近年来，国内各地的城镇水体黑臭现象突出，已严重制约人民群众生活水平的提升。为此住房与城乡建设部在2015年8月出台了《城市黑臭水体整治工作指南》，将氨氮、透明度、溶解氧和氧化还原电位共四个指标列为黑臭水体判定的重要依据。该指南规定，水体透明度介于25-10cm时为轻度黑臭，若小于10cm则可判定为重度黑臭，并将黑白盘法（塞氏盘法）或铅字法列为现场原位测量的标准方法。根据实际情况可知，塞氏盘法的应用范围最为广泛。

通常认定的透明度值，是指黑白盘（塞氏盘）下沉至水面以下且刚好消失在测试者视野时，水面与盘面之间的垂直距离。目前，人们对基于塞氏盘法的透明度测量技术及产品的期望，是希望其测量准确，操作简易，便携廉价，适用范围广。然而，在黑臭河道治理等水环境综合整治领域的实际使用过程中，发现传统塞氏盘法所涉技术产品往往存在如下2类明显问题：

问题1：使用范围受限。受河道两岸实际地形及场地环境的限制，例如当水质分析点被设置在某河道的跨河桥梁处，但桥梁两端均已建设围墙或存在违章建筑等阻隔建构筑物，或者是河道边坡极为陡峭，测量者工作安全无法得到保障，抑或是河道边坡极缓，河边测点处水深极浅，塞氏盘易触底导致无法测得真实透明度，诸如此类的实际情况，往往需要测试者站在较高的桥面或较高的河道挡墙上才可开展透明度的测量作业，且需俯视观察，这类问题在实际工作过程中经常遭遇。在这样的工况下，由于距离较远及测试者视力的差异，测试者很难看清楚并判断水面与黑白盘绳索的相交点（简称A点），天色偏暗时尤为明显。即便看清楚A点，黑白盘的回收过程也极易使测试者忘记A点的具体位置，使得A点的具体位置记忆模糊化。最终测试者只能凭借对A点的大概记忆，待黑白盘回收上岸后，再用测量工具测定或估读得到透明度数据。因此测试值的主观性较强，最终透明度值的精度也较低（例如估读值记为10-15cm，20cm等），无法获取高精度透明度值（例如获得测量值为11cm，17cm等）。

问题2：塞氏盘易损坏，水流较快时塞氏盘易漂移，捆绑绳易倾斜。常规塞氏盘产品多数采用塑料材料制作，在运输使用过程中极易磕碰破碎，例如塑料黑白盘在回收过程中，极易与桥梁、混凝土挡墙发生碰撞而损坏，申请者已购置多个塑料材料制黑白盘，但使用寿命均不长。此外，实际使用过程中，若河流水体流速较高，传统的绳索吊绑塞氏盘的技术产品，易随水流产生偏移，从而干扰透明度值的正常读取，使测量值偏离实际值。

针对上述问题，测试者亟需改进版本的透明度测试技术和产品以克服上述缺陷，从而获得精确满意的透明度值。就上述经常碰到的测量问题，国内研究者提出了较多的解决手法。针对问题2，已有大量简单便携的发明创造成果可以较好地解决。但是针对问题1，目前简易便携且能解决问题的技术方案及产品尚缺。本发明拟重点提出解决问题1的技术方案及相应的产品，发明产品需兼具克服问题2的功效。通过文献资料的调研，针对上述2类使用问题，本专利申请文件拟将国内众多发明者对传统塞氏盘法的典型改进手法以及提出的代表性技术产品，进行简要总结归纳如下：

针对问题1，已有的技术解决方案可分为如下两大类：

（1）光学法：国家发明专利（申请公布号CN 105223167 A），提出由“空心柱体+黑白圆盘+光感应发射和接收元件+控制装置+显示装罝”的透明度测试装置；国家发明专利（申请公布号CN 106053395 A），利用光敏传感器测定水下光强，利用拍摄设备拍摄塞氏盘，以此控制卷扬机连接线的收放，从而得出水体透明度值；国家发明专利（申请公布号CN107084931 A）和国家实用新型专利（授权公告号CN 206671177 U）亦采用相似的原理。这类方法可有效克服上述问题1，减少远距离人工读数及观测角度不佳所导致的人为主观误差，甚至可直接展示透明度值的读数，但此类技术及其产品存在成本高、价格贵、易损坏、维护成本高等问题。

（2）标记法：即当塞氏盘下沉至刚好消失在视野时，使用专门的方法将此时的水面与绳索之间的交界位置予以记录，然后回收上岸后读取透明度值。包括：

a. 颜色标记法：国家实用新型专利（授权公告号CN207318353U），提出在塞氏盘上方的捆绑测量绳上固定设置不同颜色的若干个色珠，色珠之间保持固定的距离，在塞氏盘的下沉过程中，通过观察水面与对应色珠的位置判断透明度值，该方案简单便携，测量精度可达到厘米级别，但在高处测量时，测试者极难看清楚色珠的颜色或位置，导致测量误差增大或无法测量，且该专利专为浅水养殖池塘透明度的测试而设计，因此不适于上述问题1所述的工况测试条件。

b. 位置标记法：国家实用新型专利（授权公告号CN206300891 U），提出在塞氏盘上方的捆绑拉绳上固定设置限位块，在前述拉绳上串装中间穿孔的漂浮板，漂浮板上安装有锁定装置（通过滑动块实现该功能）。塞氏盘及其捆绑绳索可相对于漂浮板顺利向下运动，但当塞氏盘下沉至水下且刚好消失在视野后，需回收上拉塞氏盘，此时漂浮板则被卡在上升的限位块上。基于该原理，通过测量漂浮板所处位置和铅坠之间的距离，便可得到准确的水体透明度值。该方案相对前述方法较为简单，可行性高。但是，该解决方案仍存在限位块易磨损变形（若为塑料），限位块较难长久固定在拉绳上，一体化的“拉绳+限位块”配件和“漂浮板+附属锁定装置”配件加工制作复杂且成本较高的问题，还存在当水域漂浮物杂质较多时漂浮板较易卡死导致系统无法工作等问题。国家发明专利（申请公布号 CN107884532 A）也采取了类似的锁止原理测量透明度，该专利将“指示套+竖直导套+弹性棘齿条+环形限位块”构成的锁止装置设置在飘浮于水面的浮架上，而国家实用新型专利（授权公告号CN206300891 U）则将漂浮板处的锁止装置设置在捆绑拉绳上。故两个专利的原理较为相似，存在的使用问题和局限性也较为类似，仅在实现手法上存在差异；此外，有测试者试图通过观察塞氏盘上方拉绳的水渍位置来确定塞氏盘盘面距离水面的距离，由此得出透明度值，但使用者通常会在短期内对多处水体进行透明度的连续监测，水渍无法及时风干故在实际操作中该方法不可行，因为多次水渍会重叠故而导致无法确定当次测量的水渍具体位置。

c. 刻度标记法：国家实用新型专利（授权公告号CN 204882363 U）借鉴了钓鱼竿回收钓鱼线的思路，在主杆上安装收绳器和计数器，在塞氏盘的回收过程中，通过计数器的计量得出透明度值，该法测量精度高，但可能存在操作吃力，绳索收放困难，主杆易折损等问题。国家实用新型专利（授权公告号CN 202994775 U）使用带有刻度的米尺代替塞氏盘上方的绳索，以便读取透明度值，但该法由于米尺通常呈扁条状易导致塞氏盘倾斜，且测试者站在较高的桥面或河岸堤防上时，由于距离较远及视力差异的影响，通常较难看清楚米尺所示的准确透明度值，因此应用范围受限。

针对问题2，为解决塞氏盘的易损坏问题，可通过使用金属材质制作塞氏盘的途径予以解决，如国家实用新型专利（授权公告号CN 203259475 U）使用圆形不锈钢板制作塞氏盘，厚达6-7mm。为解决塞氏盘易漂移，捆绑绳易倾斜的问题，目前存在如下主要技术解决方案：

a. 加大沉坠重量：如国家实用新型专利（授权公告号CN 203259475 U，授权公告号CN 204789332 U，授权公告号CN 206057169 U），均通过加重沉坠或配重杆的方法抵抗水流冲刷，该法的实现难度较低。

b. 提高系统刚度法：国家实用新型专利（授权公告号CN 204594878 U）在塞氏盘连接钢丝外设置有套装的多节中空管套管，以提高系统刚度，该法的实现难度较低；国家实用新型专利（授权公告号CN 205067343 U）的测量结构则均在刚度较高的空心柱体内，故可有效保持测试系统与水面的垂直状态。

c. 相似多边形法：国家发明专利（授权公告号CN103398986 B）和国家实用新型专利（授权公告号CN 203385664 U）的发明者，利用相似多边形的特性原理，通过部分参数的测量再折算出水体实际透明度值，但该法的操作实现过程较繁琐。

d. 传感器法：国家发明专利（授权公告号CN105004699B）的发明者，通过设置水压传感器、重力倾斜传感器和计算器，通过特定的公式能准确计算出透明度值，但该法对测量设施的配套要求较高，造价较高，日常维护要求较高，不易推广使用。

通常，根据申请者在我国华东地区的多年测试经验，在正式测试前可预估水体透明度，通常水体透明度测试的工况分4类，前3类在城市水环境综合整治项目中较为常用，最后1类的应用场景较少，详述如下：（1）低透明度工况：水体透明度＜60 cm。通常城市建成区范围内的河流、池塘，特别是黑臭水体的透明度值较低，往往低于60cm，主要是由于水体受到城镇工业、生活污水的污染，且水体藻类等悬浮物含量过高所致。（2）中等透明度工况：水体透明度介于60-120 cm。往往出现在城镇郊外的河流、湖泊、水库及池塘，这类水体可能主要受农业面源污染物或水土流失污染物的影响，水体氮磷或泥沙的含量适中，水体呈现富营养化或遭受泥沙的污染，导致水体中含有藻类或泥沙为主要成分的悬浮物，水体透明度不高；（3）高透明度工况：水体透明度介于120 cm-180cm。往往出现在污染程度轻的清洁水库、湖泊，以及生存有较多水草的水域，该类水域藻类密度低，泥沙含量低，故透明度较高；（4）超高透明度工况：水体透明度高于180cm。往往出现在人迹罕至的山区清洁水库、湖泊、池塘，或水草繁茂的清洁水域，这类自然水域往往不需要治理，因此其透明度在水环境综合整治项目中不常监测，故不纳入本专利考虑范围内，该类水体的透明度值直接表达为“＞180cm”即可。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，具有提高透明度测试值保真率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，其特征是：包括塞氏盘子系统、纸带指示测量子系统、绳索子系统和锚固子系统；

所述塞氏盘子系统包括黑白盘、沉坠和连接杆，所述沉坠的顶端圆面中心焊接有垂直方向的连接杆，所述连接杆的表面设置有外螺纹，所述黑白盘的中央位置处设有中心通孔及中心通孔内螺纹，所述黑白盘通过上述相匹配的外螺纹和内螺纹紧密串装在连接杆上，并紧贴沉坠的顶部；

所述纸带指示测量子系统包括上铁片、中铁片、下铁片、透明度测试指示纸带一、透明度测试指示纸带二、透明度测试指示纸带三、刻度一、刻度二、刻度三、刻度四、零刻度线和强磁铁块，所述透明度测试指示纸带一、透明度测试指示纸带二、透明度测试指示纸带三通过强磁铁块分别与上铁片、中铁片、下铁片对应固定，所述强磁铁块分别分布在透明度测试指示纸带一、透明度测试指示纸带二、透明度测试指示纸带三各自的上、中和下位置；

所述连接杆的上部设置有安装的通孔，所述连接杆通过双头锚固钉一与下铁片连接，所述中铁片竖直方向的两端设有上锚固孔和下锚固孔，所述上铁片竖直方向的两端设有连接孔和下锚固孔；

所述下铁片上设有槽形缺口，所述槽形缺口所在面为下铁片的反面，所述刻度四、零刻度线和刻度三自下向上设置于下铁片的反面，所述刻度四设置的位置介于下铁片底端和槽形缺口中线之间，所述零刻度线设置于槽形缺口的中线位置，所述刻度三设置于零刻度线至下铁片上锚固孔的中心位置；

所述刻度二设置于中铁片的正面上，且介于中铁片上锚固孔和下锚固孔的中心位置之间，所述刻度一设置于上铁片的正面上，且介于连接孔和下锚固孔的中心位置之间；

所述纸带指示测量子系统中，所述透明度测试指示纸带一、透明度测试指示纸带二、透明度测试指示纸带三分别对应设置在上铁片、中铁片和下铁片上；所述透明度测试指示纸带三设置于下铁片的正面上，与刻度三的位置关于下铁片的厚度中心对称设置；所述透明度测试指示纸带二设置于中铁片的反面，且自中铁片下锚固孔的中心位置处，连续布设至当上铁片与中铁片呈现平行状态时的上铁片底端；透明度测试指示纸带一设置于上铁片的反面上，与刻度一的位置关于上铁片的厚度中心对称设置；

所述绳索子系统包括尼龙绳和尼龙绳收集器，所述尼龙绳的下端绑定在连接孔上，所述尼龙绳的上端绑定在尼龙绳收集器上，所述尼龙绳缠绕收集在尼龙绳收集器上；

所述锚固子系统包括双头锚固钉一、双头锚固钉二和双头锚固钉三；所述双头锚固钉一将下铁片的底端连接在连接杆上；所述双头锚固钉二将下铁片的顶端与中铁片的底端连接；所述双头锚固钉三将中铁片的顶端与上铁片的底端连接。

通过采用上述技术方案，通过强磁铁块将透明度测试指示纸带固定在铁片组的非刻度面后，记录当塞氏盘刚好消失在测试者视野时，水面留在指示纸带上的最高水渍线位置，结合铁片组上的刻度即可测得水体透明度，具有可克服当河道两岸实际地形及场地环境受到限制，测试者需站在较高的桥面或较高的河道挡墙上方俯视测量时，由于距离较远及测试者视力差异所导致的透明度测试值失真的优点，同时还可以具有以下优点：

纸带指示测量子系统，可大幅拓宽本发明装置的应用范围，特别是当测试者站在较高的桥面或较高的河道挡墙上时（经常会遭遇此类工况），不再需要测试者俯视观察，看清楚并记住当黑白盘刚好消失在视野时，水面与黑白盘绳索的相交点，大大减少主观的模糊记忆对获取准确透明度值的干扰，且由于纸带指示测量子系统自带刻度，在回收上岸后可直接根据透明度测试指示纸带上的水渍位置读取透明度值，从而得到精度为厘米级的数据（例如获得测量值为11cm，17cm等）。此外，本发明所利用的纸带及磁铁产品都为办公常见物品，价格低廉（详见实施例说明）且易获取。需说明的是，透明度测试指示纸带和强磁铁块并非每次测试时都需使用，在近距离的透明度测试环境下，测试者完全可以看清楚刻度，可直接读取准确的透明度值，故可节约测试成本和操作时间。

纸带指示测量子系统中的铁片组，以及塞氏盘子系统，均采用金属材质制成，可延长装置的使用寿命，解决易损坏的问题，在水流较快区域缓解塞氏盘的漂移和捆绑绳的倾斜问题，降低对透明度值的测定影响。

绳索子系统，可在上述有益效果的基础上，将本专利的适用范围扩大，特别是测试者站立位置与水面的距离可增大至10米以内（本装置不适合站在过高的位置测量透明度），适用于黑臭河道治理等水环境综合整治领域的绝大部分应用场景。

进一步的，所述双头锚固钉一与下铁片呈垂直关系；所述塞氏盘子系统和下铁片可绕双头锚固钉一的轴线方向180度自由旋转。

通过采用上述技术方案，在测量的过程中，有利于本发明装置的收叠，便于运输，也有利于测量时使下铁片与塞氏盘盘面之间保持垂直的状态。

进一步的，在距离所述黑白盘的中心位置75mm处，设有8个等距对称且规格一致的减压孔。

通过采用上述技术方案，有利于黑白盘受压稳定，减少出现压力不均而造成的倾斜。

进一步的，所述双头锚固钉二与下铁片和中铁片呈垂直关系，所述下铁片与中铁片均可绕双头锚固钉二的轴线方向360度自由旋转；所述双头锚固钉三与中铁片和上铁片呈垂直关系，所述中铁片与上铁片均可绕双头锚固钉三的轴线方向360度自由旋转。

通过采用上述技术方案，转动连接方便了下铁片与中铁片之间，以及中铁片与上铁片之间的位置角度调节，也便于后期整理收叠。

进一步的，所述双头锚固钉一的杆径为连接杆直径的三分之一；所述上铁片的底端设有上铁片半圆形缺口，所述下铁片的底端和顶端设有下铁片半圆形缺口。

通过采用上述技术方案，有利于提高连接的稳定性，使得下铁片牢固安装在连接杆上而不易松动；连接杆上部安装通孔直径不宜过大，可保证连接杆安装通孔处的结构强度；双头锚固钉的头部均可分别顺利契入上铁片半圆形缺口和下铁片半圆形缺口内而不冲突。进一步的，所述强磁铁块均刷涂区分色油漆。

通过采用上述技术方案，实现对于不同位置强磁铁的辨别工作，有利于辅助识别水面与纸带的交界位置，是透明度测试的辅助手段。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.具有可克服当河道两岸实际地形及场地环境受到限制，测试者需站在较高的桥面或较高的河道挡墙上方俯视测量时，由于距离较远及测试者视力差异所导致的透明度测试值失真的优点；

2.本装置设计合理，制作成本低，经久耐用，测试精度高，适用范围广；

3.有效地解决了远距离人工读数时，测试者视力差异、主观判断对测试结果的影响，摆脱了河道两岸场地环境受限所导致的透明度测试困难难题；

4. 尽可能地缓解了装置受水流影响发生的倾斜，对透明度观测结果的影响。

附图说明

图1是实施例中体现测量装置的分解图；

图1-a：测量装置剖视图；

图1-1b：以图1-a为基准，上铁片未安装双头锚固钉的左视图；

图1-1c：以图1-a为基准，上铁片未安装双头锚固钉的右视图；

图1-1d：以图1-a为基准，上铁片安装双头锚固钉的左视图；

图1-1e：以图1-a为基准，上铁片安装双头锚固钉的右视图；

图1-2b：以图1-a为基准，中铁片未安装双头锚固钉的左视图；

图1-2c：以图1-a为基准，中铁片未安装双头锚固钉的右视图；

图1-2d：以图1-a为基准，中铁片安装双头锚固钉的左视图；

图1-2e：以图1-a为基准，中铁片安装双头锚固钉的右视图；

图1-3b：以图1-a为基准，下铁片未安装双头锚固钉的左视图；

图1-3c：以图1-a为基准，下铁片未安装双头锚固钉的右视图；

图1-3d：以图1-a为基准，下铁片安装双头锚固钉的左视图；

图1-3e：以图1-a为基准，下铁片安装双头锚固钉的右视图；

图2是实施例中用于体现刻度和强磁铁块的结构示意图；

图2-a：测量装置正视图；

图2-1b：以图1-1d为基础，上铁片的左视图；

图2-1c：以图1-1e为基础，上铁片的右视图；

图2-2b：以图1-2d为基础，中铁片的左视图；

图2-2c：以图1-2e为基础，中铁片的右视图；

图2-3b：以图1-3d为基础，下铁片的左视图；

图2-3c：以图1-3e为基础，下铁片的右视图；

图3是图2中A的局部放大图；

图4是实施例中用于体现测量装置展开与回收三种状态的结构示意图；

图5是实施例中用于体现黑白盘的结构示意图；

图6是实施例中用于体现尼龙绳收集器的结构示意图。

图中，1、上铁片；1-1、上铁片连接孔；1-2、上铁片下锚固孔；1-3、上铁片半圆形缺口；1-4、上铁片上部联接部分；1-5、上铁片下部联接部分；2、中铁片；2-1、中铁片上锚固孔；2-2、中铁片下锚固孔；3、下铁片；3-1、下铁片上锚固孔；3-2、下铁片下锚固孔；3-3、下铁片槽形缺口；3-4、下铁片半圆形缺口；3-5、下铁片上部联接部分；3-6、下铁片下部联接部分；4、黑白盘；4-1、减压孔；4-2、中心通孔；4-3、中心通孔内螺纹；5、沉坠；6、连接杆；6-1、外螺纹；6-2、通孔；7-1、双头锚固钉一；7-2、双头锚固钉二；7-3、双头锚固钉三；8、尼龙绳；9、尼龙绳收集器；10-1、透明度测试指示纸带一；10-2、透明度测试指示纸带二；10-3、透明度测试指示纸带三；11-1、刻度一；11-2、刻度二；11-3、刻度三；11-4、刻度四；11-5、零刻度线；12、强磁铁块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，如图1所示，包括塞氏盘子系统、纸带指示测量子系统、绳索子系统和锚固子系统；

如图1所示，塞氏盘子系统包括黑白盘4、沉坠5和连接杆6。沉坠5为圆锥形金属体，沉坠5的顶端圆面中心焊接有垂直方向的连接杆6，连接杆6的表面设置有外螺纹6-1，黑白盘4的中央位置处设有中心通孔4-2及中心通孔内螺纹4-3，黑白盘4通过上述匹配的外螺纹6-1和内螺纹4-3紧密串装在连接杆6上，并紧贴沉坠5的顶部，黑白盘4、沉坠5和连接杆6共同构成了透明度测试装置的下部固定结构。连接杆6顶端螺杆需穿出黑白盘并保留足够的长度，连接杆6的上部设置有便于双头锚固钉一7-1安装的通孔6-2，利用双头锚固钉一7-1与纸带指示测量子系统中的下铁片3连接，双头锚固钉一7-1与下铁片3呈垂直关系。塞氏盘子系统和下铁片3可绕双头锚固钉一7-1的轴线方向180度自由旋转。

其中，黑白盘4的直径为20cm，厚度为1cm，在距离黑白盘4的中心位置7.5cm处，设有8个等距对称且规格一致的减压孔4-1（如图5所示），减压孔孔径为2cm。

如图1和2所示，纸带指示测量子系统包括上铁片1、中铁片2、下铁片3、透明度测试指示纸带一10-1、透明度测试指示纸带二10-2、透明度测试指示纸带三10-3、刻度一11-1、刻度二11-2、刻度三11-3、刻度四11-4、零刻度线11-5和强磁铁块12。上铁片1、中铁片2和下铁片3之间通过活动的双头锚固钉二7-2和双头锚固钉三7-3组装而成，其中，下铁片3通过双头锚固钉二7-2与中铁片2固定，双头锚固钉二7-2与下铁片3和中铁片2呈垂直关系，下铁片3和中铁片2均可绕双头锚固钉二7-2的轴线方向360度自由旋转；中铁片2通过双头锚固钉三7-3与上铁片1固定，双头锚固钉三7-3与中铁片2和上铁片1呈垂直关系，中铁片2和上铁片1均可绕双头锚固钉三7-3的轴线方向360度自由旋转。上铁片1、中铁片2、下铁片3上均有防生锈的镀锌层。

如图4所示，此外，上铁片1折叠回收与中铁片2平行且紧密重合时，上铁片的上部联接部分1-4尺寸不与双头锚固钉二7-2冲突；上述平行且紧密重合的上铁片1和中铁片2，继续折叠回收时，上铁片1和中铁片2的长度尺寸不与连接杆6冲突，且双头锚固钉三7-3的尺寸不与下铁片槽形缺口3-3冲突，双头锚固钉三7-3可顺利回收至下铁片槽形缺口3-3内，如图4-c所示。

黑臭河道治理等水环境综合整治项目中所涉及的水体透明度值，往往不超过1.8米。故透明度测试指示纸带以及铁片组的刻度总量程控制在1.8米即可。因此，下铁片3的有效标记刻度可设置为0-60cm，实际尺寸为长*宽*厚为65.2cm*3cm*0.8cm，中铁片2的标记刻度设置为60-120cm，实际尺寸为长*宽*厚为63cm*3cm*0.4cm，上铁片1的标记刻度设置为120-180cm，实际尺寸为长*宽*厚为63cm*3cm*0.8cm，刻度精度均为1cm。可使用长*宽为60cm*（1~2）cm的纸带，来承担透明度测试指示纸带一10-1、透明度测试指示纸带二10-2、透明度测试指示纸带三10-3的制作。

如图1所示，为便于表述，将槽形缺口3-3所在的一侧定义为本发明装置的反面，另一侧则为装置的正面。

如图1和2所示，上铁片1、中铁片2和下铁片3上设有连续的深度测量刻度一11-1、刻度二11-2、刻度三11-3和刻度四11-4。其中，刻度四11-4、零刻度线11-5和刻度三11-3自下向上设置于下铁片3的反面上，其中刻度一11-1的范围为120~180cm，刻度二11-2的范围为60~120cm，刻度三11-3的范围为0~60cm，刻度四11-4的范围为-4~0cm。刻度四11-4设置的位置介于下铁片3底端和槽形缺口3-3中线之间；零刻度线11-5设置于槽形缺口3-3的中线位置；刻度三11-3设置于零刻度线11-5至下铁片上锚固孔3-1的中心位置。刻度二11-2设置于中铁片2的正面上，介于中铁片上锚固孔2-1和下锚固孔2-2的中心位置之间。刻度一11-1设置于上铁片1的正面上，介于上铁片连接孔1-1和上铁片下锚固孔1-2的中心位置之间。

如图1和2所示，在透明度测试作业前，需在上铁片1、中铁片2和下铁片3上设置透明度测试指示纸带一10-1、透明度测试指示纸带二10-2和透明度测试指示纸带三10-3。其中，透明度测试指示纸带三10-3设置于下铁片3的正面上，与刻度三11-3的位置对称设置。透明度测试指示纸带二10-2设置于中铁片2的反面上，自中铁片下锚固孔2-2的中心位置处，连续布设至当上铁片1与中铁片2呈现平行状态时的上铁片1的底端。透明度测试指示纸带一10-1设置于上铁片1的反面上，与刻度一11-1的位置对称设置。此外，在透明度测试指示纸带一10-1、透明度测试指示纸带二10-2和透明度测试指示纸带三10-3各自的上、中和下位置，分别使用强磁铁块12将透明度测试指示纸带一10-1、透明度测试指示纸带二10-2和透明度测试指示纸带三10-3固定在对应的上铁片1、中铁片2和下铁片3上；强磁铁块12是对上述上铁片1、中铁片2和下铁片3具有较强吸附能力的磁性材料，可通过磁力将透明度测试指示纸带精密地吸附在上述铁片上。为辅助透明度的测量，上述强磁铁块12刷涂有不同颜色的防水油漆，其规格尺寸为长*宽*厚为1cm*1cm*0.8cm。

如图1所示，绳索子系统包括尼龙绳8和尼龙绳收集器9（如图6所示），尼龙绳8的下端绑定在上铁片连接孔1-1上，上端绑定在尼龙绳收集器9上，尼龙绳8可完全缠绕收集在尼龙绳收集器9上，尼龙绳收集器9由测试者握持抓紧。尼龙绳8的规格和长度可自定，但需确保经受得住下部金属结构的重量，建议尼龙绳8的长度预留10米，直径设置为0.6 cm，可满足大部分工况条件下的水体透明度测试作业。

如图1和4所示，锚固子系统包括双头锚固钉一7-1、双头锚固钉二7-2和双头锚固钉三7-3。双头锚固钉一7-1、双头锚固钉二7-2和双头锚固钉三7-3上均有防生锈的镀锌层。双头锚固钉一7-1将下铁片3的底端连接在塞氏盘子系统的连接杆6上；双头锚固钉二7-2将下铁片3的顶端与中铁片2的底端连接；双头锚固钉三7-3将中铁片2的顶端与上铁片1的底端连接。

双头锚固钉一7-1的杆径为连接杆6直径的三分之一，且略小于连接杆6的上部用于安装的通孔6-2的直径大小；利于提高连接的稳定性，使得下铁片3牢固安装在连接杆6上而不易松动；连接杆6上部的通孔6-2直径不宜过大，可保证连接杆6的通孔6-2处的结构强度。上铁片1的底端设有上铁片半圆形缺口1-3，下铁片的底端和顶端设有下铁片半圆形缺口3-4，双头锚固钉一7-1、双头锚固钉二7-2和双头锚固钉三7-3的头部轮廓直径，均略小于上铁片半圆形缺口1-3和下铁片半圆形缺口3-4的直径大小，有利于双头锚固钉一7-1、双头锚固钉二7-2和双头锚固钉三7-3顺利安装到位，即上述3个锚固钉的头部均可分别顺利契入上铁片半圆形缺口1-3和下铁片半圆形缺口3-4内，如图1-1a、图1-1d和图1-3e所示。

具体实施过程：在测试透明度前，测试者可结合自身站立位置与水面的距离，以及预估透明度进行合理操作。本发明的使用操作方法较为灵活，此处仅以如下2种工况叙述典型的操作流程：

1、工况一：测试者站立位置距离水面较远，需使用尼龙绳8辅助操作才能完成透明度测量作业。

不需预估透明度时，直接展开上铁片1、中铁片2和下铁片3，如图4-a所示，按上述方法布设透明度测试指示纸带一10-1、透明度测试指示纸带二10-2和透明度测试指示纸带三10-3，并用强磁铁块12予以固定。测试者握紧尼龙绳收集器9，并使用尼龙绳8将本装置整体垂直下沉入水开始测试工作。

预估透明度时，直接展开上铁片1、中铁片2和下铁片3，如图4-a所述，当测试者的测试经验丰富，预估透明度具有相对较好的准确性时，可只在单个铁片上设置测试纸带，如预判透明度约120-180cm时，布设透明度测试指示纸带一10-1，预判透明度约60-120cm时，布设透明度测试指示纸带二10-2，预判透明度约0-60cm时，布设透明度测试指示纸带三10-3。若测试者预估的透明度准确性一般时，可按上述方法，设置2-3条相邻的测试纸带。最终，测试纸带均需以强磁铁块12予以固定。测试者握紧尼龙绳收集器9，并使用尼龙绳8将本装置整体垂直下沉入水开始测试工作。

2、工况二：测试者站立位置距离水面较近，不需使用尼龙绳8辅助操作即可完成透明度测量作业。

当测试者的测试经验丰富，预估透明度具有相对较好的准确性时，可按如下情况，只在单个铁片上设置测试纸带：

当预判透明度约120-180cm时，展开上铁片1、中铁片2和下铁片3，如图4-a所示，布设透明度测试指示纸带一10-1，并用强磁铁块12予以固定。测试者握紧上铁片1的顶端，将本装置整体垂直下沉入水开始测试工作。

当预判透明度约60-120cm时，仅展开中铁片2和下铁片3，将上铁片1折叠回收并与中铁片2垂直，布设透明度测试指示纸带二10-2，并用强磁铁块12予以固定。测试者握紧上铁片1与中铁片2的交界处，将本装置整体垂直下沉入水开始测试工作。

当预判透明度约0-60cm时，仅展开下铁片3，将上铁片1折叠回收后与中铁片2重合，再将上铁片1和中铁片2一起折叠回收后与下铁片3重合，如图4-c所示，布设透明度测试指示纸带三10-3，并用强磁铁块12予以固定。测试者握紧下铁片3的顶端，即装置的顶端，将本装置整体垂直下沉入水开始测试工作。

若测试者预估的透明度准确性一般时，可按上述方法，设置2-3条相邻的测试纸带。

3、透明度值读取

记录当黑白盘刚好消失在测试者视野时，水面留在指示纸带上的最高水渍线位置，结合铁片组上的对应刻度，加上4cm即可直接获得水体透明度值，测试精度为1cm。上述的4cm源自刻度四11-4。

4、测试辅助

为辅助透明度的测量，上述强磁铁块刷涂不同颜色的油漆，用于辅助测试者判定透明度值。使用方法如下：在视觉可达的情况下，测试者可看清楚黑白盘刚好消失时，水面和铁片组的交界位置，此刻记录下交界位置上下强磁铁块的颜色，在回收黑白盘后，需检查最高水渍线的位置是否介于上述强磁铁块之间，若否则需重新测定。

5、注意事项

所述纸带指示测量铁片在完成一次完整的测量作业后，已被水浸泡过的透明度测试指示纸带需要更换，在更换前需使用干燥的毛巾或纸巾将上述铁片擦拭干净，避免对下次测量时使用的指示纸带水渍位置产生干扰。

本发明所述透明度测量装置，在测量时需保证浸入水中的透明度测试指示纸带浸泡在水中维持5-10秒，以保证清晰的水渍形成，装置回收上岸后，需及时读取透明度值，避免水渍的干化。此外，需选取合适的透明度测试指示纸带的制作材质，应使水渍线形成后，不会在纸带内短时间快速扩散，从而导致测试值失真。

本发明所述透明度测量装置，在测试时，需保证展开的铁片呈铅直状态（不含折叠回收的铁片）。

本发明所述透明度测量装置，需在阳光充沛的白天开展测试作业，避免光照不足时影响对水下黑白盘下沉动态的观察。

在勘察设计行业，A0图纸的使用率较高，获取来源极其方便，其标准尺寸长*宽为1189mm*841mm，但由于市场销售的A0图纸的尺寸往往较标准图纸（长*宽为1189mm*841mm）更大，如80g规格的单张A0图纸的长*宽通常为1220 mm*860 mm，故可将单张A0图纸，利用刀具裁剪为86条长*宽为1220mm*10 mm的纸带，然后将纸带一分为二裁剪成长*宽为600 mm*10 mm，最终获得172条透明度测试指示纸带（长*宽为600 mm*10 mm）。

以最理想的情况考虑，即测试者的测试经验丰富，预估透明度具有相对较好的准确性时，可只在单个铁片上设置透明度测试指示纸带。如预判透明度约120-180cm时，仅需布设透明度测试指示纸带一10-1，预判透明度约60-120cm时，仅需布设透明度测试指示纸带二10-2，预判透明度约0-60cm时，仅需布设透明度测试指示纸带三10-3，上述测试纸带最终均以强磁铁块12予以固定，并利用人工手持的方式或尼龙绳8吊放的方式开展透明度的测量作业。故理想状态下1张A0图纸可测得172个透明度数据。

从节约成本来看，只需选择普通质量的A0图纸即可满足测试要求。根据国内某知名购物网站的价格信息可知，1张80g规格的A0图纸价格约为2.5元，最终可测得172个透明度数据，故获得1次水体透明度数据的最低用纸费用为0.015元，成本极低。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，其特征是：包括塞氏盘子系统、纸带指示测量子系统、绳索子系统和锚固子系统；所述塞氏盘子系统包括黑白盘(4)、沉坠(5)和连接杆(6)，所述沉坠(5)的顶端圆面中心焊接有垂直方向的连接杆(6)，所述连接杆(6)的表面设置有外螺纹(6-1)，所述黑白盘(4)的中央位置处设有中心通孔(4-2)及中心通孔内螺纹(4-3)，所述黑白盘(4)通过上述相匹配的外螺纹(6-1)和内螺纹(4-3)紧密串装在连接杆(6)上，并紧贴沉坠(5)的顶部；

所述纸带指示测量子系统包括上铁片(1)、中铁片(2)、下铁片(3)、透明度测试指示纸带一(10-1)、透明度测试指示纸带二(10-2)、透明度测试指示纸带三(10-3)、刻度一(11-1)、刻度二(11-2)、刻度三(11-3)、刻度四(11-4)、零刻度线(11-5)和强磁铁块(12)，所述透明度测试指示纸带一(10-1)、透明度测试指示纸带二(10-2)、透明度测试指示纸带三(10-3)通过强磁铁块(12)分别与上铁片(1)、中铁片(2)、下铁片(3)对应固定，所述强磁铁块(12)分别分布在透明度测试指示纸带一(10-1)、透明度测试指示纸带二(10-2)、透明度测试指示纸带三(10-3)各自的上、中和下位置；

所述连接杆(6)的上部设置有安装的通孔(6-2)，所述连接杆(6)通过双头锚固钉一(7-1)与下铁片(3)连接，所述中铁片(2)竖直方向的两端设有中铁片上锚固孔(2-1)和中铁片下锚固孔(2-2)，所述上铁片(1)竖直方向的两端设有连接孔(1-1)和上铁片下锚固孔(1-2)；

所述下铁片(3)上设有槽形缺口(3-3)，所述槽形缺口(3-3)所在面为下铁片(3)的反面，所述刻度四(11-4)、零刻度线(11-5)和刻度三(11-3)自下向上设置于下铁片(3)的反面，所述刻度四(11-4)设置的位置介于下铁片(3)底端和槽形缺口(3-3)中线之间，所述零刻度线(11-5)设置于槽形缺口(3-3)的中线位置，所述刻度三(11-3)设置于零刻度线(11-5)至下铁片上锚固孔(3-1)的中心位置；

所述刻度二(11-2)设置于中铁片(2)的正面上，且介于中铁片上锚固孔(2-1)和中铁片下锚固孔(2-2)的中心位置之间，所述刻度一(11-1)设置于上铁片(1)的正面上，且介于连接孔(1-1)和上铁片下锚固孔(1-2)的中心位置之间；

所述纸带指示测量子系统中，所述透明度测试指示纸带一(10-1)、透明度测试指示纸带二(10-2)、透明度测试指示纸带三(10-3)分别对应设置在上铁片(1)、中铁片(2)和下铁片(3)上；所述透明度测试指示纸带三(10-3)设置于下铁片(3)的正面上，与刻度三(11-3)的位置关于下铁片(3)的厚度中心对称设置；所述透明度测试指示纸带二(10-2)设置于中铁片(2)的反面，且自中铁片下锚固孔(2-2)的中心位置处，连续布设至当上铁片(1)与中铁片(2)呈现平行状态时的上铁片(1)底端；透明度测试指示纸带一(10-1)设置于上铁片(1)的反面上，与刻度一(11-1)的位置关于上铁片(1)的厚度中心对称设置；

所述绳索子系统包括尼龙绳(8)和尼龙绳收集器(9)，所述尼龙绳(8)的下端绑定在连接孔(1-1)上，所述尼龙绳(8)的上端绑定在尼龙绳收集器(9)上，所述尼龙绳(8)缠绕收集在尼龙绳收集器(9)上；

所述锚固子系统包括双头锚固钉一(7-1)、双头锚固钉二(7-2)和双头锚固钉三(7-3)；所述双头锚固钉一(7-1)将下铁片(3)的底端连接在连接杆(6)上；所述双头锚固钉二(7-2)将下铁片(3)的顶端与中铁片(2)的底端连接；所述双头锚固钉三(7-3)将中铁片(2)的顶端与上铁片(1)的底端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，其特征是：所述双头锚固钉一(7-1)与下铁片(3)呈垂直关系；所述塞氏盘子系统和下铁片(3)可绕双头锚固钉一(7-1)的轴线方向180度自由旋转。

3.根据权利要求1所述的一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，其特征是：在距离所述黑白盘(4)的中心位置75mm处，设有8个等距对称且规格一致的减压孔(4-1)。

4.根据权利要求1所述的一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，其特征是：所述双头锚固钉二(7-2)与下铁片(3)和中铁片(2)呈垂直关系，所述下铁片(3)与中铁片(2)均可绕双头锚固钉二(7-2)的轴线方向360度自由旋转；所述双头锚固钉三(7-3)与中铁片(2)和上铁片(1)呈垂直关系，所述中铁片(2)与上铁片(1)均可绕双头锚固钉三(7-3)的轴线方向360度自由旋转。

5.根据权利要求4所述的一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，其特征是：所述双头锚固钉一(7-1)的杆径为连接杆(6)直径的三分之一；所述上铁片(1)的底端设有上铁片半圆形缺口(1-3)，所述下铁片(3)的底端和顶端均设有下铁片半圆形缺口(3-4)。

6.根据权利要求1所述的一种基于纸带指示的新型简易便捷式透明度测量装置，其特征是：所述强磁铁块(12)刷涂区分色油漆。