CN111504841A - 一种水利水文含沙量监测装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水利水文含沙量监测装置及其方法，包括外壳、电子秤、采样壳体、加热组件和控制组件，电子秤和外壳固定连接，采样壳体和电子秤固定连接，采样壳体具有第一通孔和外界连通对待测水进行采样，加热组件包括电源和电阻管，电阻管伸入采样壳体中对待测水进行加热蒸发，控制组件包括拉线、挡板、滑板、电机、浮块和旋钮，拉线穿过浮块和外壳固定连接，通过旋钮调整拉线和浮块的位置，电机和滑板螺纹连接以控制第一通孔和外界的通断而可以在不同深度的水位进行取水，电阻管蒸发水分后，通过电子秤得到剩余沙子质量，从而可以在现场得出含沙量，如果数据有问题也可以在现场重新取样测试。
Description
技术领域
本发明涉及监测设备领域，尤其涉及一种水利水文含沙量监测装置及其方法。
背景技术
土壤侵蚀中的含沙量是衡量水土流失的重要参数之一。无论是评价流域还是河道的侵蚀程度，都必须测定含沙量。只有合理测定含沙量，才有可能准确模拟土壤侵蚀的动力过程，并为水土流失的治理提供合理的科学依据。
含沙量一般是单位体积的浑水中所含的干沙的质量，现有测量多是先在不同水位的深度中对水体进行取样，然后再拿回实验室进行测试，这样测试效率较低，如果样本有问题也很难当场发现，从而浪费测试时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水利水文含沙量监测装置及其方法，旨在解决无法在收集现场获得数据从而难以判断样本有效性的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种水利水文含沙量监测装置，包括外壳、电子秤、采样壳体、加热组件和控制组件，所述外壳具有第二凹槽和第三通孔，所述第三通孔位于所述第二凹槽的一侧，所述电子秤与所述外壳固定连接，并位于所述外壳靠近所述第二凹槽的一侧，所述采样壳体具有第一凹槽、第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于所述第一凹槽的一侧，所述第二通孔位于所述第一通孔的一侧，所述采样壳体与所述电子秤固定连接，并位于所述第二凹槽内，所述加热组件包括电阻管和电源，所述电阻管与所述采样壳体固定连接，并位于所述第二通孔内，所述电源与所述电阻管电连接，并位于所述电阻管远离所述采样壳体的一侧，所述控制组件包括拉线、挡板、滑板、电机、浮块和旋钮，所述拉线包括拉线本体和电线，所述拉线本体与所述外壳固定连接，并位于所述外壳的一侧，所述浮块与所述拉线滑动连接，所述拉线穿过所述浮块，所述旋钮与所述浮块螺纹连接，并位于所述浮块的一侧，所述挡板与所述外壳固定连接，并位于靠近所述第一通孔处，所述滑板与所述挡板滑动连接，并位于所述挡板的一侧，所述电机与所述外壳固定连接，所述电机的输出端与所述滑板传动连接，所述电线与所述电机电连接。
其中，所述外壳包括外壳本体和支撑环，所述支撑环与所述外壳本体滑动连接，且与所述采样壳体固定连接。
其中，所述外壳本体具有第三凹槽，所述第三凹槽位于所述外壳本体的一侧。
其中，所述拉线包括拉线本体和四个稳定线，四个稳定线都与所述外壳固定连接，并位于所述外壳的一侧，所述拉线本体与四个所述稳定线固定连接，并位于所述稳定线远离所述外壳的一侧。
其中，所述拉线本体具有刻度线，所述刻度线均匀分布在所述拉线本体上。
其中，所述采样壳体具有密封圈，所述密封圈位于靠近所述第一通孔处。
其中，所述电阻管包括电阻管本体和导热壳体，所述电阻管本体与所述采样壳体固定连接，并位于所述第二通孔内，所述导热壳体与所述电阻管本体固定连接，并位于所述第一凹槽内。
其中，所述加热组件还包括湿度传感器，所述湿度传感器与所述电源电连接，并靠近所述第一通孔处。
第二方面，本发明提供了一种水利水文含沙量监测方法，包括：
称量采样壳体的质量m；用无含沙量的水将采样壳体灌满，然后倒入量筒中获得所述采样壳体的容积V；
通过拉线调整采样壳体将要放入水中的深度；将所述采样壳体放入指定深度的水中，打开滑板收集待测水；
待测水收集满后，回收所述采样壳体；
打开电源控制电阻管本体和导热壳体加热，加热所述采样壳体，对水分进行蒸发，达到湿度传感器的预设值；
再次称量所述采样壳体，获得质量M；
得到含沙量
本发明的一种水利水文含沙量监测装置及其方法，通过调整浮块的位置确认下水深度，然后开启所述电机打开所述滑板将所述采样壳体灌满水，之后上提所述拉线，打开所述电源，通过所述电阻管将水蒸发干后可以观察电子秤得到沙子的质量，结合已知的水的密度和所述采样壳体的体积即可得出含沙量，从而可以方便地对不同深度的河水就地进行测量并获取数据，从而解决无法在收集现场获得数据从而难以判断样本有效性的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种水利水文含沙量监测装置的结构图；
图2是本发明的一种水利水文含沙量监测装置的剖面图；
图3是本发明的一种水利水文含沙量监测方法的流程图。
1-外壳、2-电子秤、3-采样壳体、4-加热组件、5-控制组件、11-第二凹槽、12-第三凹槽、14-外壳本体、15-支撑环、16-第三通孔、31-第一凹槽、32-第一通孔、33-第二通孔、34-密封圈、41-电阻管、42-电源、43-湿度传感器、51-拉线、52-挡板、53-滑板、54-电机、55-浮块、56-旋钮、57-刻度线、411-电阻管本体、412-导热壳体、511-拉线本体、512-稳定线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1和图2，第一方面，本发明提供一种水利水文含沙量监测装置：
包括外壳1、电子秤2、采样壳体3、加热组件4和控制组件5，所述外壳1具有第二凹槽11和第三通孔16，所述第三通孔16位于所述第二凹槽11的一侧，所述电子秤2与所述外壳1固定连接，并位于所述外壳1靠近所述第三通孔16的一侧，所述采样壳体3具有第一凹槽31、第一通孔32和第二通孔33，所述第一通孔32位于所述第一凹槽31的一侧，所述第二通孔33位于所述第一通孔32的一侧，所述采样壳体3与所述电子秤2固定连接，并位于所述第二凹槽11内，所述加热组件4包括电阻管41和电源42，所述电阻管41与所述采样壳体3固定连接，并位于所述第二通孔33内，所述电源42与所述电阻管41电连接，并位于所述电阻管41远离所述采样壳体3的一侧，所述控制组件5包括拉线51、挡板52、滑板53、电机54、浮块55和旋钮56，所述拉线51包括拉线本体511和电线513，所述拉线本体511与所述外壳1固定连接，并位于所述外壳1的一侧，所述浮块55与所述拉线51滑动连接，所述拉线51穿过所述浮块55，所述旋钮56与所述浮块55螺纹连接，并位于所述浮块55的一侧，所述挡板52与所述外壳1固定连接，并位于靠近所述第一通孔32处，所述滑板53与所述挡板52滑动连接，并位于所述挡板52的一侧，所述电机54与所述外壳1固定连接，所述电机54的输出端与所述滑板53传动连接，所述电线与所述电机电连接。
在本实施方式中，所述外壳1具有第二凹槽11，所述外壳1起防水保护作用，所述电子秤2与所述外壳1固定连接，并位于所述外壳1的一侧，所述采样壳体3与所述电子秤2固定连接，并位于所述第二凹槽11内，所述电子秤2可以在所述外壳1的支撑下称量所述采样壳体3的重量，所述采样壳体3具有第一凹槽31、第一通孔32和第二通孔33，所述第一通孔32位于所述第一凹槽31的一侧，所述第二通孔33位于所述第一通孔32的一侧，所述电阻管41与所述采样壳体3固定连接，并位于所述第二通孔33内，所述电源的型号是明伟S-60-24，所述电源42与所述电阻管41电连接，并位于所述电阻管41远离所述导热壳体412的一侧，所述第一通孔32用于跟外界连通从而灌入需要测量的水，所述电源42用于给所述电阻管41供电产热，从而通过所述第二通孔33传入所述采样壳体3内，加热蒸发所述采样壳体3内的水；所述控制组件5包括拉线51、挡板52、滑板53、电机54、浮块55和旋钮56，所述拉线51与所述外壳1固定连接，所述拉线51包括拉线本体511和电线513，并位于所述外壳1的一侧，用于悬挂所述外壳1，所述浮块55与所述拉线51滑动连接，所述拉线51穿过所述浮块55，所述浮块55可以由巴尔杉材质制成，具有较强的漂浮力，所述拉线51将所述外壳1悬挂在水面一定的深度中，所述旋钮56与所述浮块55螺纹连接，并位于所述浮块55的一侧，转动所述旋钮56可以调整所述旋钮56和所述拉线51的松紧程度，从而可以调整所述浮块55到所述外壳1之间的长度，所述挡板52与所述外壳1固定连接，并位于靠近所述第一通孔32处，所述滑板53与所述挡板52滑动连接，并位于所述挡板52的一侧，所述电机54与所述外壳1固定连接，所述电机54的型号是山洋电气F2两相42系列步进电机，所述电机54的输出端与所述滑板53传动连接，所述电线513与所述电机43电连接，通过电线转动所述电机54利用丝杠远离带动所述滑块移动，从而可以开启或者关闭第一通孔32。通过调整浮块55的位置确认下水深度，开启所述电机54而滑动所述滑板53而对水进行采集，集满后再次启动所述电机54关闭所述滑板53，将所述装置提出水面后，打开所述电源42，通过所述电阻管41将水蒸发干后可以观察电子秤2得到沙子的质量，结合已知的水的密度和所述采样壳体3的体积即可得出含沙量，从而可以方便地对不同深度的河水就地进行测量并获取数据，从而解决无法在收集现场获得数据从而难以判断样本有效性的问题。
进一步的，所述拉线51还四个稳定线512，四个稳定线512都与所述外壳1固定连接，并位于所述外壳1的一侧，所述拉线本体511与四个所述稳定线512固定连接，并位于所述稳定线512远离所述外壳1的一侧。
在本实施方式中，四个稳定线512用于从四个方向对所述外壳1进行固定，从而保持所述外壳1可以水平放置，便于装满水而不倾倒出来。
进一步的，所述加热组件4还包括湿度传感器43，所述湿度传感器43与所述电源42电连接，并位于所述第二凹槽11内靠近所述第一通孔32处。
在本实施方式中，所述湿度传感器43的型号可以是HJY-350，用于检测所述采样壳体3处的湿度，以方便判断里面的水是否蒸发干净，从而可以更加准确地称量沙子的质量。
进一步的，所述外壳1包括外壳本体14和支撑环15，所述支撑环15与所述外壳本体14滑动连接，且与所述采样壳体3固定连接。
在本实施方式中，所述支撑环15与所述外壳本体14滑动连接，且与所述采样壳体3固定连接，用于给所述采样壳体3提供支撑，避免仅仅与所述电子秤2固定连接进行支撑容易损坏所述电子秤2的问题。
进一步的，所述外壳本体14具有第三凹槽12，所述第三凹槽12位于所述外壳本体14的一侧。
在本实施方式中，所述第三凹槽12用于放置所述拉线51，使整个装置更加便于携带。
进一步的，所述拉线51具有刻度线57，所述刻度线57均匀分布在所述第二拉线51上。
在本实施方式中，所述刻度线57用于指示所述浮块55到所述外壳1的准确距离，方便在使用时可以将所述外壳1更加准确地放到指定位置。
进一步的，所述采样壳体3具有密封圈34，所述密封圈34位于靠近所述第一通孔32处。
在本实施方式中，所述密封圈34位于靠近所述第一通孔32处，用于密封所述外壳1和所述采样壳体3之间的缝隙，避免水进入所述外壳1而影响测试的准确性。
进一步的，所述电阻管41包括电阻管本体411和导热壳体412，所述电阻管本体411与所述采样壳体3固定连接，并位于所述第二通孔33内。所述导热壳体412与所述电阻管本体411固定连接，并位于所述第一凹槽31内。
在本实施方式中，所述导热壳体412与所述电阻管本体411固定连接，并位于所述第一凹槽31内，所述导热壳体412可以增加所述电阻管41和所述采样壳体3内部水的接触面积，从而可以更加均匀快速地对水进行加热。
第二方面，请参阅图3，本发明提供一种水利水文含沙量监测方法，包括，
S101称量采样壳体的质量m；
S102用无含沙量的水将采样壳体灌满，然后倒入量筒中获得所述采样壳体的容积V；
S103通过拉线调整采样壳体将要放入水中的深度；
S104将所述采样壳体放入指定深度的水中，打开滑板收集待测水；
S105待测水收集满后，回收所述采样壳体；
S106打开电源控制电阻管本体和导热壳体加热，加热所述采样壳体，对水分进行蒸发，达到湿度传感器的预设值；
S107再次称量所述采样壳体，获得质量M；
S108得到含沙量
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
包括外壳、电子秤、采样壳体、加热组件和控制组件，所述外壳具有第二凹槽和第三通孔，所述第三通孔位于所述第二凹槽的一侧，所述电子秤与所述外壳固定连接，并位于所述外壳靠近所述第二凹槽的一侧，所述采样壳体具有第一凹槽、第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于所述第一凹槽的一侧，所述第二通孔位于所述第一通孔的一侧，所述采样壳体与所述电子秤固定连接，并位于所述第二凹槽内，所述加热组件包括电阻管和电源，所述电阻管与所述采样壳体固定连接，并位于所述第二通孔内，所述电源与所述电阻管电连接，并位于所述电阻管远离所述采样壳体的一侧，所述控制组件包括拉线、挡板、滑板、电机、浮块和旋钮，所述拉线包括拉线本体和电线，所述拉线本体与所述外壳固定连接，并位于所述外壳的一侧，所述浮块与所述拉线滑动连接，所述拉线穿过所述浮块，所述旋钮与所述浮块螺纹连接，并位于所述浮块的一侧，所述挡板与所述外壳固定连接，并位于靠近所述第一通孔处，所述滑板与所述挡板滑动连接，并位于所述挡板的一侧，所述电机与所述外壳固定连接，所述电机的输出端与所述滑板传动连接，所述电线与所述电机电连接。
2.如权利要求1所述的一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
所述外壳包括外壳本体和支撑环，所述支撑环与所述外壳本体滑动连接，且与所述采样壳体固定连接。
3.如权利要求2所述的一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
所述外壳本体具有第三凹槽，所述第三凹槽位于所述外壳本体的一侧。
4.如权利要求1所述的一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
所述拉线包括拉线本体和四个稳定线，四个稳定线都与所述外壳固定连接，并位于所述外壳的一侧，所述拉线本体与四个所述稳定线固定连接，并位于所述稳定线远离所述外壳的一侧。
5.如权利要求4所述的一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
所述拉线本体具有刻度线，所述刻度线均匀分布在所述拉线本体上。
6.如权利要求1所述的一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
所述采样壳体具有密封圈，所述密封圈位于靠近所述第一通孔处。
7.如权利要求1所述的一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
所述电阻管包括电阻管本体和导热壳体，所述电阻管本体与所述采样壳体固定连接，并位于所述第二通孔内，所述导热壳体与所述电阻管本体固定连接，并位于所述第一凹槽内。
8.如权利要求7所述的一种水利水文含沙量监测装置，其特征在于，
所述加热组件还包括湿度传感器，所述湿度传感器与所述电源电连接，并靠近所述第一通孔处。
9.一种水利水文含沙量监测方法，其特征在于，包括：
称量采样壳体的质量m；
用无含沙量的水将采样壳体灌满，然后倒入量筒中获得所述采样壳体的容积V；
通过拉线调整采样壳体将要放入水中的深度；
将所述采样壳体放入指定深度的水中，打开滑板收集待测水；
待测水收集满后，回收所述采样壳体；
打开电源控制电阻管本体和导热壳体加热，加热所述采样壳体，对水分进行蒸发，达到湿度传感器的预设值；
再次称量所述采样壳体，获得质量M；
得到含沙量
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