CN110208222B - 一种简易双模式水体透明度现场测定仪及测定方法 - Google Patents
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Abstract
一种简易双模式水体透明度现场测定仪及测定方法，包括：塞氏盘结构、可伸缩折叠手持读数测量杆、超声波液位传感器结构和水平仪，可伸缩折叠手持读数测量杆下端与塞氏盘结构连接，超声波液位传感器结构与可伸缩折叠手持读数测量杆顶端连接，水平仪与超声波液位传感器结构上端粘结连接。本发明与传统技术相比，通过设计采用改进优化的塞氏盘结构，降低测量时塞氏盘发生断裂破碎的几率，延长使用寿命，方便测量；采用测量杆的刻度或超声波液位传感器来读数，实现了简易双模式读数，有效避免以往测量方法出现的盘体和测绳漂移倾斜等不足，简易便捷，操作简单，减轻测量人员工作强度。
Description
技术领域
本发明涉及水体透明度测量领域，具体涉及一种简易双模式水体透明度现场测定仪及测定方法。
背景技术
在河湖水环境监测中，水体透明度是水质常规监测指标之一，是一项检验水体环境质量和水质优劣程度的最直接感观指标，它反映了水体透光能力的强弱，与水体中悬浮泥沙浓度、悬浮物物质和有色溶解性物质含量等要素密切相关。水体透明度降低，不但会直接影响河湖水体的感官性状，也会直接影响水生植物和水生生物的生长和发育。目前，现有水体透明度现场测量技术和方法主要分为两类：第一类是以沿用已逾百年的塞氏盘(透明度盘)法为基础的测量及其改进方法，使用直径15～30cm黑白相间圆盘(一般为亚克力或PC材质)，通过细绳或铅丝穿系圆盘中心孔(系或不系铅锤、吊块等配重物)，将盘平放入水中逐渐下沉直至到刚好看不到盘面黑白相间色时停止，然后记录盘面下降深度即为水质透明度。第二类是以光学传感器或压力传感器为主测量方法，通过发光系统、视觉传感器或压力传感器来感知和测量光学信号或力学信号，以此来确定水体透明度。
以上两类方法各有优缺点和不足。第一类测量方法具有结构简单、操作方便、易于携带、简单直观等优点，也存在以下几方面主要缺点和不足：实际操作时受风浪、流速和水体浮力等因素影响，塞氏盘下水测量使用时会发生漂移问题，盘体、测绳或卷尺会倾斜，不能保持塞氏盘水平性，造成读数误差从而影响测量准确性；测绳、卷尺、铅锤、吊块等配重物使用时不易收放，经常发生缠绕，影响测量进度；在测量较深水深时，受水压影响盘体塞氏盘在升降过程中易发生断裂破碎，使用寿命短，给现场测量人员带来不便。第二类测量方法具有测量快速、相对误差小、减轻测量人员工作强度等优点，也存在以下几方面主要缺点和不足：检测装置设计过于复杂，设备购置和后期维护费用较高；不同水体透明度的主要影响因素不同，使得水体光学性质、悬浮物和溶解物质组成等方面存在较大差异，用同一套光学传感器或压力传感器为主测量方法测得的数据使得不同水体间数据比较可靠性大大降低。从以上分析来看，为便于水体透明度进行横向比较和测量方便易操作两个方面综合考量，基于塞氏盘的测量法对于河湖水体来说可能更为适宜，但需要克服其存在的不足和缺点，尽可能地降低读数误差和测量相对误差。
因此，如何提供一种简易、便捷、易操作、相对误差小的水体透明度测量装置，以提高测量准确度和精度，是目前本领域技术人员亟待解决的技术难题之一。
为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种简易双模式水体透明度现场测定仪及测定方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。
一种简易双模式水体透明度现场测定仪包括：塞氏盘结构、可伸缩折叠手持读数测量杆、超声波液位传感器结构和水平仪，所述可伸缩折叠手持读数测量杆下端与塞氏盘结构连接，所述超声波液位传感器结构与可伸缩折叠手持读数测量杆顶端连接，所述水平仪与超声波液位传感器结构上端粘结连接；
其中，所述塞氏盘结构包括：塞氏盘、连接杆、固定螺栓和水压平衡孔，所述塞氏盘与连接杆连接，所述连接杆通过固定螺栓与可伸缩折叠手持读数测量杆连接，所述水压平衡孔设于塞氏盘上，所述塞氏盘与可伸缩折叠手持读数测量杆为垂直结构，所述塞氏盘的材质为亚克力、PC、PVC、轻质铝合金或不锈钢材质，所述塞氏盘的直径为15～30cm，所述水压平衡孔的直径为5～20mm。
进一步，所述可伸缩折叠手持读数测量杆包括：测量伸缩杆、液位平衡孔、刻度读数和软式手握柄，所述液位平衡孔和刻度读数设于测量伸缩杆上，所述软式手握柄与测量伸缩杆上端连接，所述测量伸缩杆为中空结构，所述测量伸缩杆的材质为亚克力、PC、PVC、轻质铝合金或不锈钢材质，所述液位平衡孔的直径为5～10mm，所述软式手握柄的材质为可调节长度的布带条。
进一步，所述超声波液位传感器结构包括：超声波液位传感器、数据连接线和数据显示器，所述超声波液位传感器与可伸缩折叠手持读数测量杆顶端连接，所述超声波液位传感器通过数据连接线与数据显示器连接。
进一步，所述水平仪为圆形结构的万向水平泡。
进一步，所述塞氏盘优选轻质铝合金或不锈钢材质，所述可伸缩折叠手持读数测量杆优选轻质铝合金或不锈钢材质。
一种简易双模式水体透明度现场测定仪的测定方法包括以下步骤：
步骤一：将一体成型的塞氏盘、塞氏盘的连接杆和测量伸缩杆底部通过固定螺栓进行刚性固定；
步骤二：将测量伸缩杆拉伸至最长长度，调整软式手握柄长度，使手握舒适便于测量；
步骤三：垂直可伸缩折叠手持读数测量杆，使塞氏盘缓慢伸入待测水体中，同时开启超声波液位传感器；
步骤四：至塞氏盘黑白分区逐渐下沉直至到刚好看不到时停止，观察和确认水平仪位于中部时记录数据显示器所显示数值和测量伸缩杆液面读数，记录盘面下降深度即为水质透明度；
步骤五：测量结束，提升可伸缩折叠手持读数测量杆，松开固定螺栓，将塞氏盘、塞氏盘的连接杆、测量伸缩杆回缩等收纳放回仪器箱。
本发明的有益效果：
本发明与传统技术相比，通过设计采用改进优化的塞氏盘结构，并通过塞氏盘上的水压平衡孔来平衡盘体上下面水压压差和降低水体阻力，且不影响塞氏盘的目测效果，大大降低测量时塞氏盘发生断裂破碎的几率，延长其使用寿命，方便现场人员测量；采用测量杆的刻度或超声波液位传感器的数据显示器来读数，实现了简易双模式读数，可有效避免以往测量方法出现的盘体和测绳漂移倾斜等不足，简易便捷，操作简单，可大大减轻测量人员工作强度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明塞氏盘结构的结构示意图。
附图标记：
塞氏盘结构100、塞氏盘110、连接杆120、固定螺栓130和水压平衡孔140。伸缩折叠手持读数测量杆200、测量伸缩杆210、液位平衡孔220、刻度读数230和软式手握柄240。
超声波液位传感器结构300、超声波液位传感器310、数据连接线320、数据显示器330和水平仪400。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
实施例1
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明塞氏盘结构的结构示意图。
如图1和图2所示，一种简易双模式水体透明度现场测定仪，包括：塞氏盘结构100、可伸缩折叠手持读数测量杆200、超声波液位传感器结构300和水平仪400，可伸缩折叠手持读数测量杆200下端与塞氏盘结构100连接，超声波液位传感器结构300与可伸缩折叠手持读数测量杆200顶端连接，水平仪400与超声波液位传感器结构300上端粘结连接；
其中，塞氏盘结构100包括：塞氏盘110、连接杆120、固定螺栓130和水压平衡孔140，塞氏盘110与连接杆120连接，连接杆120通过固定螺栓130与可伸缩折叠手持读数测量杆200连接，水压平衡孔140设于塞氏盘110上，塞氏盘110与可伸缩折叠手持读数测量杆200为垂直结构，塞氏盘110的材质为亚克力、PC、PVC、轻质铝合金或不锈钢材质，塞氏盘110的直径为15～30cm，水压平衡孔140的直径为5～20mm。
可伸缩折叠手持读数测量杆200包括：测量伸缩杆210、液位平衡孔220、刻度读数230和软式手握柄240，液位平衡孔220和刻度读数230设于测量伸缩杆210上，软式手握柄240与测量伸缩杆210上端连接，测量伸缩杆210为中空结构，测量伸缩杆210的材质为亚克力、PC、PVC、轻质铝合金或不锈钢材质，液位平衡孔220的直径为5～10mm，软式手握柄240的材质为可调节长度的布带条。
超声波液位传感器结构300包括：超声波液位传感器310、数据连接线320和数据显示器330，超声波液位传感器310与可伸缩折叠手持读数测量杆200顶端连接，超声波液位传感器310通过数据连接线320与数据显示器330连接。
水平仪400为圆形结构的万向水平泡。
塞氏盘110优选轻质铝合金或不锈钢材质，可伸缩折叠手持读数测量杆200优选轻质铝合金或不锈钢材质。
本实施例中，塞氏盘110为轻质铝合金材质，其直径为20cm。连接杆120为轻质铝合金材质，其直径为5cm。塞氏盘110与连接杆120一体成型，连接杆120上设有固定孔通过固定螺栓130与连接杆120最下端一节进行刚性固定连接。
塞氏盘110在黑白四个扇区分区线处每条线上钻设3个水压平衡孔140，孔的直径为10mm，共计对称钻设12个水压平衡孔。
可伸缩折叠手持读数测量杆200为3节伸缩杆，总长150cm，每节长50cm，为轻质铝合金材质，从下往上直径分别为5cm、4.6cm和4.2cm，每节上均刻有刻度读数230，每节上端部分分别钻设2个液位平衡孔220，孔的直径为10mm。
软式手握柄240设置于可伸缩折叠手持读数测量杆200最上面一节上中部，为帆布材质，总长20cm，可调节长度。
超声波液位传感器310固定在可伸缩折叠手持读数测量杆200最上面一节顶端，数据显示器330通过数据连接线320与超声波液位传感器310连接。
水平仪400为直径4cm的带刻度圆形万向水平泡，通过粘接固定于超声波液位传感器310上端。
在实施例中，使用该简易双模式水体透明度现场测定仪的主要步骤如下：
(1)将一体成型的塞氏盘110、连接杆120和测量伸缩杆210底部通过固定螺栓130进行刚性固定。
(2)将测量伸缩杆210拉伸至最长长度，调整软式手握柄240长度，使手握舒适便于测量。
(3)垂直可伸缩折叠手持读数测量杆200，使塞氏盘110缓慢伸入待测水体中，同时开启超声波液位传感器310。
(4)至塞氏盘110黑白分区逐渐下沉直至到刚好看不到时停止，观察和确认水平仪400位于中部时记录数据显示器330所显示数值和伸缩杆210液面读数，记录盘面下降深度即为水质透明度。
(5)测量结束，提升可伸缩折叠手持读数测量杆200，松开固定螺栓130，将塞氏盘110、连接杆120、测量伸缩杆210回缩等收纳放回仪器箱。
以上对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。
Claims (5)
1.一种简易双模式水体透明度现场测定仪，其特征在于，包括：塞氏盘结构(100)、可伸缩折叠手持读数测量杆(200)、超声波液位传感器结构(300)和水平仪(400)，所述可伸缩折叠手持读数测量杆(200)下端与塞氏盘结构(100)连接，所述超声波液位传感器结构(300)与可伸缩折叠手持读数测量杆(200)顶端连接，所述水平仪(400)与超声波液位传感器结构(300)上端粘结连接；其中，所述塞氏盘结构(100)包括：塞氏盘(110)、连接杆(120)、固定螺栓(130)和水压平衡孔(140)，所述塞氏盘(110)与连接杆(120)连接，所述连接杆(120)通过固定螺栓(130)与可伸缩折叠手持读数测量杆(200)连接，所述水压平衡孔(140)设于塞氏盘(110)上，所述塞氏盘(110)与可伸缩折叠手持读数测量杆(200)为垂直结构，所述塞氏盘(110)的材质为亚克力、PC、PVC、轻质铝合金或不锈钢材质，所述塞氏盘(110)的直径为15～30cm，所述水压平衡孔(140)的直径为5～20mm；
所述可伸缩折叠手持读数测量杆(200)包括：测量伸缩杆(210)、液位平衡孔(220)、刻度读数(230)和软式手握柄(240)，所述液位平衡孔(220)和刻度读数(230)设于测量伸缩杆(210)上，所述软式手握柄(240)与测量伸缩杆(210)上端连接，所述测量伸缩杆(210)为中空结构；
所述超声波液位传感器结构(300)包括：超声波液位传感器(310)、数据连接线(320)和数据显示器(330)，所述超声波液位传感器(310)与可伸缩折叠手持读数测量杆(200)顶端连接，所述超声波液位传感器(310)通过数据连接线(320)与数据显示器(330)连接。
2.根据权利要求1所述的简易双模式水体透明度现场测定仪，其特征在于：所述测量伸缩杆(210)的材质为亚克力、PC、PVC、轻质铝合金或不锈钢材质，所述液位平衡孔(220)的直径为5～10mm，所述软式手握柄(240)的材质为可调节长度的布带条。
3.根据权利要求1所述的简易双模式水体透明度现场测定仪，其特征在于：所述水平仪(400)为圆形结构的万向水平泡。
4.根据权利要求1所述的简易双模式水体透明度现场测定仪，其特征在于：所述塞氏盘(110)为轻质铝合金或不锈钢材质，所述可伸缩折叠手持读数测量杆(200)为轻质铝合金或不锈钢材质。
5.一种如权利要求1至4任一所述的简易双模式水体透明度现场测定仪的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将一体成型的塞氏盘(110)、塞氏盘的连接杆(120)和测量伸缩杆(210)底部通过固定螺栓(130)进行刚性固定；
步骤二：将测量伸缩杆(210)拉伸至最长长度，调整软式手握柄(240)长度，使手握舒适便于测量；
步骤三：垂直可伸缩折叠手持读数测量杆(200)，使塞氏盘(110)缓慢伸入待测水体中，同时开启超声波液位传感器(310)；
步骤四：至塞氏盘(110)黑白分区逐渐下沉直至到刚好看不到时停止，观察和确认水平仪(400)位于中部时记录数据显示器(330)所显示数值和测量伸缩杆(210)液面读数，记录盘面下降深度即为水质透明度；
步骤五：测量结束，提升可伸缩折叠手持读数测量杆(200)，松开固定螺栓(130)，将塞氏盘(110)、塞氏盘的连接杆(120)、测量伸缩杆(210)回缩等收纳放回仪器箱。
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