CN113125107A - 一种推移质输沙率的测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种推移质输沙率的测量装置及测量方法,涉及推移质输沙率测量技术领域,该测量装置包括集沙漏斗,集沙漏斗的下方设置有一套筒,集沙漏斗的底端伸入套筒中,套筒中在集沙漏斗的下方设置有一承沙装置,承沙装置能够承接从集沙漏斗中流出的推移质,且承沙装置包括一能够对单位时间内承沙质量进行计量的计量装置;计量装置还连接有数据处理中心,数据处理中心能够对计量装置反馈的计量结果进行处理并将该数据传输到上位机中。本发明的推移质输沙率的测量装置可对实验室水槽或河流、海岸的推移质进行长时间内的实时、连续多段的检测,无需反复频繁取样检测且对河床表面水流的干扰小,使试验环境贴近实际情况。
Description
技术领域
本发明涉及推移质输沙率测量技术领域,尤其是一种推移质输沙率的测量装置及测量方法。
背景技术
河道输沙率的测定,对于研究河道泥沙运动规律具有重要意义。准确及时地把握河道的输沙率对于研究河道水库清淤,了解河道演变形势,水土流失防治,洪峰能力预估,水电站保护乃至水坝结构设计等方面都具有重要的意义。虽然目前许多学者对于输沙率的计算已经提出了一系列公式,但其大多存在一定的条件限制,不具有普适性。利用测量装置对于河道泥沙进行准确测量,是把握河流泥沙运动情况,验证理论公式不可缺少的一环。
推移质可分为接触质和跃移质,前者运动中始终与床面接触以滚动或滑动形式前进,后者在床面附近以跳跃形式前进。但两者均在床面层内运动;而流速对推移质运动影响很大,流速大时推移质会转化为悬移质,流速减小时推移质会转化为床沙,所以推移质运动在时间和空间上具有随机性,而且推移质运动具有非连续性,是难以用统一的公式进行精确刻画的复杂的过程。因此需要有精确测量推移质输沙率的工具和方法,以实现对其输移特性的探索。
现有的推移质测量仪器以取样测量的方法为主,这种测量的方法通过对推移质进行收集,烘干的方式进行测量,存在测量耗时长,对水体扰动大,操作复杂,测量范围受限等问题。此外,也有基于光学和声、电学原理测量河流推移质输沙率的仪器,但也大都存在一些技术问题。基于声、电学原理的设备目前存在精度较低、干扰因素多等问题;而光学设备同样存在受外界环境影响大、价格昂贵等问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足之处,提供一种对水流扰动较小,受外界环境影响小,价格低廉,精度可以接受,操作简便且可以实现实时监测的推移质输沙率测量装置。
本发明的目的是以下述方式实现的:
一种推移质输沙率的测量装置,包括集沙漏斗,所述集沙漏斗的上端口的口径大于所述集沙漏斗的下端口的口径,所述集沙漏斗的下方设置有一套筒,所述集沙漏斗的底端伸入所述套筒中,所述套筒中在所述集沙漏斗的下方设置有一承沙装置,所述承沙装置能够承接从所述集沙漏斗中流出的推移质,且所述承沙装置包括一能够对单位时间内承沙质量进行计量的计量装置;所述计量装置还连接有数据处理中心,所述数据处理中心能够对所述计量装置反馈的计量结果进行处理并将该数据传输到上位机中。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述集沙漏斗的上部设置有一裙边,所述裙边的中间设置有通孔,所述通孔与所述集沙漏斗的上端口连通;所述裙边的上方设置有一顶板,所述顶板通过支撑杆可拆卸地设置在所述裙边的上端面处;所述套筒包括上套筒和下套筒,所述上套筒与所述集沙漏斗连接,所述下套筒可拆卸地设置在所述上套筒的下侧,且所述下套筒的底部形状为锥形。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述承沙装置包括一承沙盘,所述承沙盘的截面形状为一圆弧状,且所述承沙盘的两端为开口结构;所述承沙盘的中间部位设置有一隔板,所述隔板将所述承沙盘分隔形成两个承沙部,所述承沙盘的底部在所述隔板的下方设置有一转轴,所述承沙盘通过所述转轴可转动地设置在所述套筒内侧壁上,当所述转轴转动时,带动所述承沙盘转动,其中一个所述承沙部中的推移质滑落,从所述集沙漏斗中漏出的推移质落入下一个所述承沙部中直至其中的推移质的重量达到该集沙部的临界值,则所述承沙盘在推移质重力的作用下朝向另一侧倾斜;所述计量装置为设置在所述套筒内对所述承沙盘的摆动次数进行计量的计数装置。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述隔板的截面形状为锥形,所述隔板靠近所述集沙漏斗端的厚度小于该隔板远离所述集沙漏斗端的厚度。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述转轴包括固定设置在所述承沙盘底部的第一轴,所述第一轴的两端部均设置有顶尖,两侧所述顶尖分别顶紧在一压紧块上,所述压紧块朝向所述顶尖的一侧设置有一锥槽,所述顶尖顶紧在所述锥槽处;所述压紧块远离所述第一轴的一侧通过螺纹连接有第二轴;所述第二轴穿过设置在所述套筒上的轴孔朝向所述套筒的外侧设置;所述套筒外侧的所述第二轴上螺纹连接有一紧固块,旋合所述紧固块压紧在所述套筒的外壁进而将所述第二轴固定在所述套筒上。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述计数装置包括设置在两个所述承沙部底部的两个磁铁,所述套筒内在两个所述磁铁的下方分别设置有一磁簧开关,两所述磁簧开关均与响应电路电连接,所述响应电路能够传输所述磁簧开关输出的电平情况,所述响应电路与所述数据处理中心电连接,所述数据处理中心能够对所述响应电路中传输的电平情况进行计量并处理,进而可以计量所述承沙盘朝向两侧所述承沙部的摆动次数及时间间隔数据,并将该数据传输到上位机中。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述计数装置为光电传感器,所述光电传感器包括信号的发送器和接收器,所述承沙盘对应两个所述承沙部的底部均设置有一发送器,对应所述发送器的底部均设置有一接收器,所述接收器与所述数据处理中心电连接,所述数据处理中心能够对所述接收器接收到的信号进行计量并处理,进而可以计量所述承沙盘朝向两侧所述承沙部的摆动次数及时间间隔数据,并将该数据传输到上位机中。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述承沙装置包括一承沙筒,所述承沙筒设置在所述集沙漏斗的下方,推移质从所述集沙漏斗中流出落入所述承沙筒中,所述承沙筒的底部设置有弹性元件,所述承沙筒能够随其内沙体的重量变化在所述套筒内上下移动,所述承沙筒上还设置有一位移传感器,所述位移传感器与一数据处理中心电连接,所述处理中心能够根据所述位移传感器反馈的信号计量所述承沙筒内沙体的质量。
作为本发明技术方案的一种可选方案,所述弹性元件为弹簧,所述弹簧为沿所述承沙筒的外沿均匀布列的多个,所述套筒的底部由底板密封,所述底板的底面为锥形状,所述弹簧的一端设置在所述承沙筒的底部,所述弹簧的另一端设置在所述底板的上端面,所述底板上与多个所述弹簧对应地设置有多个导向杆,多个所述弹簧分别套接在对应的所述导向杆上,且所述承沙筒的外壁上对应设置有多个导向孔,多个所述导向杆均穿设在对应的所述导向孔中,且所述导向杆能够在所述导向孔中移动。
本发明还公布了一种使用前述推移质输沙率的测量装置进行推移质输沙率测量的测量方法,包括以下步骤:
S1,将推移质输沙率测量装置放置埋于河床中,仅将所述集沙漏斗的上端口露出于河床;
S2,通过计量装置计量一定时间内落入承沙装置中推移质的质量并将计量结果输送至上位机,进而计量单位时间内落入承沙装置中推移质的质量,再使用单位时间内落入承沙装置中推移质的质量除以集沙漏斗上端口的内径即得推移质输沙当量率;
S3,一定时间后,将套筒中的推移质取出,烘干,称重,计算推移质输沙率;
S4,将步骤S3中得到的推移质输沙率除以步骤S2中得到的推移质输沙当量率即得修正系数;
S5,对于特定规格的推移质输沙率测量装置,根据步骤S4中计算得到的修正系数以及该装置的计量装置得到的数值,即可通过上位机直接对推移质输沙率进行实时测量。
本发明的有益效果是:
本发明的推移质输沙率的测量装置可对实验室水槽或河流、海岸的推移质进行长时间内的实时、连续多段的检测,无需反复频繁取样检测;装置埋于河床中,只有上表面露于河床,相比于一般的推移质输沙率测量装置及测量方法,极大地减小了对河床表面水流的干扰,使试验环境贴近实际情况;在上部集沙漏斗设有裙边,使测量装置能更好地固定在河床上,同时减小水流对装置周围的泥沙的冲刷,保证测量装置不下陷,且使得有效宽度上经过的推移质能尽数进入集沙漏斗中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中推移质输沙率的测量装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1中推移质输沙率的测量装置的爆炸视图。
图3为本发明实施例1中承沙盘及第一轴的结构示意图。
图4为图3中A-A截面处的示意图。
图5为本发明实施例1中推移质输沙率的测量装置的控制原理图。
图6为本发明实施例2中发送器和接收器处的结构示意图。
图7为本发明实施例2中推移质输沙率的测量装置的控制原理图。
图8为本发明实施例3中推移质输沙率的测量装置的结构示意图。
图9为图8中B-B截面处的示意图。
图10为本发明实施例3中推移质输沙率的测量装置的控制原理图。
附图标记:
110-集沙漏斗;120-套筒;121-上套筒;122-下套筒;123-轴孔;124-底板;125-导向杆;130-承沙装置;131-承沙盘;1311-承沙部;132-隔板;133-转轴;1331-第一轴;1332-顶尖;1333-压紧块;1334-锥槽;1335-第二轴;1336-紧固块;134-承沙筒;1341-导向孔;135-弹性元件;141-磁铁;142-磁簧开关;143-响应电路;144-保护筒;145-位移传感器;150-裙边;160-顶板;161-支撑杆;170-光电传感器;171-发送器;172-接收器;200-数据处理中心;300-上位机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中介媒体相连,还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例公开了一种推移质输沙率的测量装置,如图1和图2所示,包括集沙漏斗110,集沙漏斗110的上端口的口径大于集沙漏斗的下端口的口径,集沙漏斗110的下方设置有一套筒120,集沙漏斗110的底端伸入套筒120中,套筒120中在集沙漏斗110的下方设置有一承沙装置130,在本实施例中,如图3和图4所示,承沙装置130包括一承沙盘131,承沙盘131的截面形状为一圆弧状,且承沙盘131的两端为开口结构;承沙盘131的中间部位设置有一隔板132,隔板132将承沙盘分隔形成两个承沙部1311,承沙盘131的底部在隔板132的下方设置有一转轴133,承沙盘131通过转轴133可转动地设置在套筒120内侧壁上。
在实际使用的过程中,集沙漏斗110的倾斜角度一般设置在30°~45°之间,便于推移质顺利落入,集沙漏斗110壁上的孔用于通过导线,集沙漏斗110周边的法兰环与套筒连接。
在以上的技术方案中,当转轴133转动时,带动承沙盘131转动,其中一个承沙部1311中的推移质滑落,从集沙漏斗110中漏出的推移质落入下一个承沙部1311中直至其中的推移质的重量达到该集沙部的临界值,则承沙盘131在推移质重力的作用下朝向另一侧倾斜。
在套筒120内还设置有对承沙盘131的摆动次数进行计量的计数装置,如图4和图5所示,该计数装置包括设置在两个承沙部1311底部的两个磁铁141,套筒120内在两个磁铁的下方分别设置有一磁簧开关142,两磁簧开关142均与响应电路143电连接,响应电路143能够传输磁簧开关142输出的电平情况,响应电路143与数据处理中心200电连接,数据处理中心200能够对响应电路143中传输的电平情况进行计量并处理,进而可以计量承沙盘131朝向两侧承沙部的摆动次数及时间间隔数据,并将该数据传输到上位机300中。
在本方案中,承沙盘131的主要功能在于承接由集沙漏斗110落入装置内部的推移质,并可以在翻动的过程中清空一侧承沙部1311中的推移质并用另一侧承沙部继续承接推移质。当承沙盘131一侧的承沙部1311收集重量达到临界值时,承沙盘131将翻动,该侧承沙部1311承接推移质顺势下滑清空,同时另一侧承沙部开始继续收集推移质。由于翻动的重量临界点可测,这样就可以将收集推移质的质量与承沙盘131翻动的次数产生联系。
承沙盘131下方的固定有磁铁141,磁簧开关142具有响应磁场的功能,承沙盘131每一次翻动,该侧承沙部1311下方的响应电路143会对此产生响应并发送电平信号,记录翻动次数以及对应时刻。
本实施例所采用的磁簧开关142在无磁场时输出高电平,有磁场时输出低电平。数据处理中心包括一个RTC89C51RC单片机,该单片机用来检测由高电平向低电平变化的下降沿,可以监测承沙盘131以及磁铁142的运动情况,并将运动的间隔时间和运动次数通过串口通信的方式输出到个人电脑的上位机300程序中。
可以理解的是,再次如图2所示,本方案中从集沙漏斗110中滑落的推移质直接落入套筒120中,为了不影响磁簧开关142对承沙盘131翻动次数的计量,在套筒120中设置一导磁的保护筒144,磁簧开关142设置在保护筒144中,保护筒144既能对磁簧开关142进行保护又不影响磁簧开关142的计量功能。
作为以上技术方案的一种优选方式,隔板132的截面形状为锥形,隔板132靠近集沙漏斗110端的厚度小于该隔板132远离集沙漏斗110端的厚度,这种形状的隔板可以使得推移质的推移质全部落入承沙部1131中,避免推移质落入隔板132上影响测量结果。
另外需要说明的是,在本实施例中,集沙漏斗110的上部设置有一裙边150,裙边150的中间设置有通孔,该通孔与集沙漏斗110的上端口连通;裙边150的上方设置有一顶板160,顶板160通过支撑杆161可拆卸地设置在裙边150的上端面处;在实际使用的过程中,裙边150能够起到防止该测量装置因水流冲刷而下陷的作用,同时便于推移质顺利进入集沙漏斗110,顶板160接在裙边150上方,可用于加装其他附加装置,同时防止上层水流对推移质收集产生的干扰。
套筒120包括上套筒121和下套筒122,上套筒121与集沙漏斗110连接,下套筒122可拆卸地设置在上套筒121的下侧,且下套筒122的底部形状为锥形。套筒120设计为上下两部分,可以分离。在取出装置之后,通过分离上套筒121以及下套筒122可以方便清空容器,并取出试验开始后所有的推移质泥沙。
在以上的技术方案中,承沙盘131通过转轴可转动地设置在套筒120的内壁上,在实际使用的过程中,转轴可以通过轴承等设置在套筒120上,一种更好的方式是,如图2所示,转轴133包括固定设置在承沙盘131底部的第一轴1331,第一轴1331的两端部均设置有顶尖1332,两侧顶尖1332分别顶紧在一压紧块1333上,压紧块1333朝向顶尖的一侧设置有一锥槽1334,顶尖1332顶紧在锥槽1334处;压紧块1333远离第一轴1331的一侧通过螺纹连接有第二轴1335;第二轴1335穿过设置在套筒120上的轴孔123朝向套筒120的外侧设置;套筒120外侧的第二轴上螺纹连接有一紧固块1336,旋合紧固块1336压紧在套筒的外壁进而将第二轴1335固定在套筒上。
这种方案中,第一轴1331通过两侧的顶尖1332顶紧在第二轴1335上,第二轴通过紧固块1336紧固在套筒上,顶尖1332与锥槽1334的设计相比普通轴承而言翻动时摩擦力更小,很大程度上减小了测量误差。只要需要旋转压紧块1333,即可调整顶尖与锥槽之间的顶紧力,进而对转轴的转动阻力进行调整;使得承沙部1311翻转的临界点可调,提高了本实施例中设备的适用性。
本实施例中推移质输沙率的测量装置的使用方法为:
1)将本实施例中推移质输沙率测量装置放置埋于河床中,仅将集沙漏斗110的上端口露出于河床;在实际使用的过程中,可将裙边部分露出于河床,裙边能够起到防止该测量装置因水流冲刷而下陷的作用,同时便于推移质顺利进入集沙漏斗,顶板接在裙边上方,可用于加装其他附加装置,同时防止上层水流对推移质收集产生的干扰。
2)承沙盘在推移质的作用下来回翻动,翻动的过程中,磁铁引起磁簧开关的开闭,并通过响应电路将开闭的次数(也即承沙盘朝向某一端翻动的次数)上传至数据处理中心以及上位机中,由于翻动的重量临界点可测,这样就可以根据承沙盘翻动的次数计算套筒中收集到的推移质的质量,进而计量单位时间内落入承沙装置中推移质的质量,再使用单位时间内落入承沙装置中推移质的质量除以集沙漏斗上端口的内径即得推移质输沙当量率Gs0;
3)一定时间后,将套筒中的推移质取出,烘干,称重,计算推移质输沙率Gs;
4)将步骤3)中得到的推移质输沙率除以步骤2)中得到的推移质输沙当量率即得修正系数m;
d为集沙漏斗上端口的口径;
t为时间。
通过该测量装置可对实验室水槽或河流、海岸的推移质进行长时间内的实时、连续多段的检测,无需反复频繁取样检测。
实施例2
本实施例公开了一种推移质输沙率的测量装置及其测量方法,本实施例中推移质输沙率测量装置与实施例的区别是,本实施例中套筒内设置的对承沙盘的摆动次数进行计量的技术装置与实施例1中不同,在本实施例中,如图6和图7所示,计数装置为光电传感器170,光电传感器包括信号的发送器171和接收器172,承沙盘131对应两个承沙部1311的底部均设置有一发送器171,对应发送器171的底部均设置有一接收器172,接收器172与数据处理中心200电连接,数据处理中心能够对接收器接收到的信号进行计量并处理,进而可以计量承沙盘朝向两侧承沙部的摆动次数及时间间隔数据,并将该数据传输到上位机中。
在本实施例中,同样设置有一保护筒,接收器设置在保护筒的上端面上用于接收发送器发送的信号,接收到的信号值达到一定阈值,说明承沙盘向该接收器所在侧翻动,即通过数据处理中心200记录翻转的次数以及翻转的时间,并将该数据传输到上位机300中。
使用本实施例中的推移质输沙率的测量装置进行测量的方法与实施例1类似,均是基于通过承沙盘翻动的次数计算套筒中收集到的推移质的质量对推移质输沙率进行测量。
实施例3
本实施例公开了一种推移质输沙率的测量装置及其测量方法,本实施例中推移质输沙率测量装置与实施例1中不同的是,本实施例中的承沙装置与实施例1中不同,在本实施例中,如图8和图9所示,承沙装置包括一承沙筒134,承沙筒134设置在集沙漏斗110的下方,推移质从集沙漏斗110中流出落入承沙筒134中,套筒120包括一底板124,该底板的下底面为锥形,上端面为平面,该底板的上端面上朝上设置有多个导向杆;的上与多个弹簧对应地设置有多个导向杆125,导向杆125上套接有弹性元件135,在本实施例中,弹性元件为弹簧,且承沙筒134的外壁上对应设置有多个导向孔1341,多个导向杆125均穿设在对应的导向孔1341中,且导向杆125能够在导向孔中1341移动。
弹簧的一端设置在承沙筒134的底部,弹簧的另一端设置在底板124的上端面,当承沙筒中的推移质重量发生变化时,在弹簧的作用下,承沙筒能够在套筒内上下移动,承沙筒124上还设置有一位移传感器145,如图10所示,位移传感器145与一数据处理中心200电连接,处理中心200能够根据位移传感器145反馈的信号计量承沙筒134内沙体的质量。
本实施例中推移质输沙率的测量装置的使用方法为:
1)将本实施例中推移质输沙率测量装置放置埋于河床中,仅将集沙漏斗的上端口露出于河床;在实际使用的过程中,可将裙边部分露出于河床,裙边能够起到防止该测量装置因水流冲刷而下陷的作用,同时便于推移质顺利进入集沙漏斗,顶板接在裙边上方,可用于加装其他附加装置,同时防止上层水流对推移质收集产生的干扰。
2)承沙筒承接从集沙漏斗中流下的推移质,随着推移质质量的增加,承沙筒压缩弹簧逐渐下移,位移传感器监测承沙筒的位移并将该位移数据传至数据处理中心,数据处理中心根据该位移数据对承沙筒中推移质的质量进行计算并传输至上位机中,再使用单位时间内落入承沙装置中推移质的质量除以集沙漏斗上端口的内径即得推移质输沙当量率Gs0;
3)一定时间后,将套筒中的推移质取出,烘干,称重,计算推移质输沙率Gs;
4)将步骤3)中得到的推移质输沙率除以步骤2)中得到的推移质输沙当量率即得修正系数m;
d为集沙漏斗上端口的口径;
t为时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础;当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种推移质输沙率的测量装置,其特征在于,包括集沙漏斗,所述集沙漏斗的上端口的口径大于所述集沙漏斗的下端口的口径,所述集沙漏斗的下方设置有一套筒,所述集沙漏斗的底端伸入所述套筒中,所述套筒中在所述集沙漏斗的下方设置有一承沙装置,所述承沙装置能够承接从所述集沙漏斗中流出的推移质,且所述承沙装置包括一能够对单位时间内承沙质量进行计量的计量装置;所述计量装置还连接有数据处理中心,所述数据处理中心能够对所述计量装置反馈的计量结果进行处理并将该数据传输到上位机中。
2.根据权利要求1所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述集沙漏斗的上部设置有一裙边,所述裙边的中间设置有通孔,所述通孔与所述集沙漏斗的上端口连通;
所述裙边的上方设置有一顶板,所述顶板通过支撑杆可拆卸地设置在所述裙边的上端面处;
所述套筒包括上套筒和下套筒,所述上套筒与所述集沙漏斗连接,所述下套筒可拆卸地设置在所述上套筒的下侧,且所述下套筒的底部形状为锥形。
3.根据权利要求1所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述承沙装置包括一承沙盘,所述承沙盘的截面形状为一圆弧状,且所述承沙盘的两端为开口结构;
所述承沙盘的中间部位设置有一隔板,所述隔板将所述承沙盘分隔形成两个承沙部,所述承沙盘的底部在所述隔板的下方设置有一转轴,所述承沙盘通过所述转轴可转动地设置在所述套筒内侧壁上,当所述转轴转动时,带动所述承沙盘转动,其中一个所述承沙部中的推移质滑落,从所述集沙漏斗中漏出的推移质落入下一个所述承沙部中直至其中的推移质的重量达到该集沙部的临界值,则所述承沙盘在推移质重力的作用下朝向另一侧倾斜;
所述计量装置为设置在所述套筒内对所述承沙盘的摆动次数进行计量的计数装置。
4.根据权利要求3所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述隔板的截面形状为锥形,所述隔板靠近所述集沙漏斗端的厚度小于该隔板远离所述集沙漏斗端的厚度。
5.根据权利要求3所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述转轴包括固定设置在所述承沙盘底部的第一轴,所述第一轴的两端部均设置有顶尖,两侧所述顶尖分别顶紧在一压紧块上,所述压紧块朝向所述顶尖的一侧设置有一锥槽,所述顶尖顶紧在所述锥槽处;
所述压紧块远离所述第一轴的一侧通过螺纹连接有第二轴;所述第二轴穿过设置在所述套筒上的轴孔朝向所述套筒的外侧设置;
所述套筒外侧的所述第二轴上螺纹连接有一紧固块,旋合所述紧固块压紧在所述套筒的外壁进而将所述第二轴固定在所述套筒上。
6.根据权利要求3所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述计数装置包括设置在两个所述承沙部底部的两个磁铁,所述套筒内在两个所述磁铁的下方分别设置有一磁簧开关,两所述磁簧开关均与响应电路电连接,所述响应电路能够传输所述磁簧开关输出的电平情况,所述响应电路与所述数据处理中心电连接,所述数据处理中心能够对所述响应电路中传输的电平情况进行计量并处理,进而可以计量所述承沙盘朝向两侧所述承沙部的摆动次数及时间间隔数据,并将该数据传输到上位机中。
7.根据权利要求3所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述计数装置为光电传感器,所述光电传感器包括信号的发送器和接收器,所述承沙盘对应两个所述承沙部的底部均设置有一发送器,对应所述发送器的底部均设置有一接收器,所述接收器与所述数据处理中心电连接,所述数据处理中心能够对所述接收器接收到的信号进行计量并处理,进而可以计量所述承沙盘朝向两侧所述承沙部的摆动次数及时间间隔数据,并将该数据传输到上位机中。
8.根据权利要求1所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述承沙装置包括一承沙筒,所述承沙筒设置在所述集沙漏斗的下方,推移质从所述集沙漏斗中流出落入所述承沙筒中,所述承沙筒的底部设置有弹性元件,所述承沙筒能够随其内沙体的重量变化在所述套筒内上下移动,所述承沙筒上还设置有一位移传感器,所述位移传感器与一数据处理中心电连接,所述处理中心能够根据所述位移传感器反馈的信号计量所述承沙筒内沙体的质量。
9.根据权利要求8所述的推移质输沙率的测量装置,其特征在于,所述弹性元件为弹簧,所述弹簧为沿所述承沙筒的外沿均匀布列的多个,所述套筒的底部由底板密封,所述底板的底面为锥形状,所述弹簧的一端设置在所述承沙筒的底部,所述弹簧的另一端设置在所述底板的上端面,所述底板上与多个所述弹簧对应地设置有多个导向杆,多个所述弹簧分别套接在对应的所述导向杆上,且所述承沙筒的外壁上对应设置有多个导向孔,多个所述导向杆均穿设在对应的所述导向孔中,且所述导向杆能够在所述导向孔中移动。
10.使用如权利要求1-9任一项所述的推移质输沙率的测量装置进行推移质输沙率测量的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将推移质输沙率测量装置放置埋于河床中,仅将所述集沙漏斗的上端口露出于河床;
S2,通过计量装置计量一定时间内落入承沙装置中推移质的质量并将计量结果输送至上位机,进而计量单位时间内落入承沙装置中推移质的质量,再使用单位时间内落入承沙装置中推移质的质量除以集沙漏斗上端口的内径即得推移质输沙当量率;
S3,一定时间后,将套筒中的推移质取出,烘干,称重,计算推移质输沙率;
S4,将步骤S3中得到的推移质输沙率除以步骤S2中得到的推移质输沙当量率即得修正系数;
S5,对于特定规格的推移质输沙率测量装置,根据步骤S4中计算得到的修正系数以及该装置的计量装置得到的数值,即可通过上位机直接对推移质输沙率进行实时测量。
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