CN113138102B - 水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置及控制系统 - Google Patents
水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置及控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置及控制系统，包括泥沙取样盒、控制盒和电源盒。在泥沙取样盒内安装小型水泵、侧面开孔安装取沙、输沙管；控制盒与泥沙取样盒相连，内设有控制模块和供电模块、控制盒顶部安装两个控制按钮，外部连接水浑浊度检测装置；在电源盒内设置供电模块将交流电转化为直流电为装置供电，外部连接电源插头。通过安装水浑浊度检测装置准确测量河道异重流到达时间，通过自动控制多个小型水泵进行不同水深的水沙取样，实现对水库异重流一条垂线的多点同步取样和多组次取样的自动化，从而保证对水库物理模型中异重流水沙取样的准确性和快速性。
Description
技术领域
本发明属于测量技术领域，具体涉及一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置及控制系统。
背景技术
水库模型试验是用于模拟真实库区的干流原始库容以及真实水库情况。对于水库模型的各项测量数据都要求精度高，以满足所得水库模型数据对真实水库情况的参考意义和指导意义。所以保证对水库模型中异重流水沙取样的准确性和快速性至关重要。
由于水库模型的规模较小，现在实际中对水库模型异重流的水沙取样采用人工取样的方式，通过在模型一侧不同深度开通小孔，通过人为观察和人为操作，在异重流到达位置时通过开通小孔获取不同深度的水沙样本或者人工采用注射器等抽取装置采集，人工采样存在准确性不高、效率低和耗费人力等缺点，不能很好的满足现实异重流测量取样需求。
发明内容
针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种水库模型试验异重流多点同步取样装置及控制系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置，包括取样支架、控制模块和电源模块，取样支架上设有至少一个泥沙取样盒，每个泥沙取样盒设有至少两个泥沙取样组件，每个泥沙取样组件包括取样水泵、取沙管和输沙管；取沙管穿过泥沙取样盒和取样支架且取沙管与取样水泵的进口连通；输沙管穿过泥沙取样盒且输沙管与取样水泵的出口连通，取沙管与输沙管设置方向不同；且相邻取沙管之间平行间隔设置；所述控制模块内设有控制器、取样控制电路和取样启动电路，控制器根据取样启动电路的信号给相应的取样控制电路发送指令，取样控制电路控制相应的取样水泵动作，电源模块给控制器、取样控制电路和取样启动电路供电。
作为本发明的一种优选方案，所述泥沙取样组件为5个，且从上至下取沙管的距离分别为10cm、30cm、50cm、70cm和90cm，并且取沙管的直径为3mm，能够一次同一垂直面获取不同深度的泥沙样本。
作为本发明的一种优选方案，所述取样启动电路包括按键控制电路和/或浊度检测电路，按键控制电路对应手动取样控制，浊度检测电路对应自动取样控制。
作为本发明的一种优选方案，所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样。
作为本发明的一种优选方案，所述浊度检测电路，包括浊度传感器和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样。
作为本发明的一种优选方案，所述信号放大器为运算放大器，浊度传感器通过电阻R49与运算放大器的同相输入端连通，运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端短接；运算放大器的输出端经电阻R52与控制器的PA6输入端口连接。
作为本发明的一种优选方案，所述取样控制电路，至少包括两个子取样控制电路，每个子取样控制电路均包括第一取样控制子电路、第二取样控制子电路和水泵安装接口，水泵安装接口连接在第一取样控制子电路和第二取样控制子电路之间；取样水泵安装在水泵安装接口上，控制器通过控制第一取样控制子电路和第二取样控制子电路实现取样水泵动作。
作为本发明的一种优选方案，所述电源模块，包括直流稳压电路、一次压降稳压电路、二次压降稳压电路，电源端经直流稳压电路后输出直流电压I，直流电压I经一次压降稳压电路后输出直流电压II，直流电压II经二次压降稳压电路后输出直流电压III。
电源端可以直接有直流电充当，也可以直接由市电整流获得；当使用市电时，设置一个电源盒，电源插头7与电源盒6连接，市电经电源插头7输入到电源盒6内，电源盒将市电转换为直流电，然后该直流电作为直流稳压电路的电源。
具体地，直流稳压电路包括电源接口P1、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和稳压二极管D3，肖特基二极管D1和肖特基二极管D2并联连接后与电源接口P1连接，肖特基二极管D1的正极和肖特基二极管D2的正极与电源接口P1连接，肖特基二极管D1的负极和肖特基二极管D2的负极与稳压二极管D3的负极连接，稳压二极管D3的正极接地；外部直流电源经并联的肖特基二极管D1和肖特基二极管D2后输出直流电压I。
所述一次压降稳压电路，包括熔断器F1、电解电容C2、滤波电容C6、电压稳压器U2、电解电容C3、滤波电容C4；直流电压I经熔断器F1与电压稳压器U2的输入端连接，且熔断器F1与电压稳压器U2的输入端之间连接有并联设置的电解电容C2和滤波电容C6，且电解电容C2和滤波电容C6都是一端接地；电压稳压器U2的输出端输出直流电压II，且电压稳压器U2的输出端设有并联设置电解电容C3和滤波电容C4，电解电容C3和滤波电容C4都一端接地。
所述二次压降稳压电路，包括电压稳压器U1、电解电容C1、滤波电容C5和电阻R1，电压稳压器U1的输入端与直流电压II连接，电压稳压器U1的输出端与电阻R1连接后接地，电压稳压器U1的输出端与电阻R1之间输出直流电压III，电压稳压器U1的输出端与电阻R1之间并联设置的电解电容C1和滤波电容C5；且电解电容C1和滤波电容C5都一端接地。
而为了观察供电是否正常，电阻R1串联有发光二极管LED1。
本发明还提供了一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置的控制系统，包括控制器、取样控制电路、取样启动电路和电源模块，所述取样启动电路包括按键控制电路和/或浊度检测电路，按键控制电路、控制器和取样控制电路构成手动控制子系统；所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样；
浊度检测电路、控制器和取样控制电路构成自动控制子系统；所述浊度检测电路，包括浊度传感器和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样。
本发明通过安装浊度传感器准确测量河道异重流到达时间，通过控制多个小型水泵自动进行不同深度的水沙取样，实现对水库异重流一条垂线的多点同步取样的自动化，提前率定好取样时间间隔，进行多次取样，并通过设置多个按键来手动控制多个小型水泵进行不同深度的水沙取样，本发明同时具备手动取样盒自动取样两种控制方式，适用性强，双重控制方式能够对水库模型中异重流水沙取样的准确和高效。
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为本发明取样装置的结构示意图。
图2为本发明取样装置的控制原理图。
图3为本发明浊度检测电路的电路图。
图4为本发明按键控制电路的电路图。
图5为本发明电源模块的电路图。
图6为本发明取样控制电路的电路图。
图7为本发明控制器的电路图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置，如图1和2所示，包括取样支架1、控制模块和电源模块，取样支架1上设有一个泥沙取样盒2，每个泥沙取样盒2设有五个泥沙取样组件，每个泥沙取样组件包括取样水泵3、取沙管4和输沙管5；取沙管4穿过泥沙取样盒2和取样支架1且取沙管4与取样水泵3的进口连通；输沙管5穿过泥沙取样盒2且输沙管5与取样水泵3的出口连通，取沙管4与输沙管5设置方向不同；且相邻取沙管4之间平行间隔设置相互之间的垂直深度分别为10cm、30cm、50cm、70cm和90cm，且取沙管4的直径3mm。
为了对控制模块进行防护，控制模块安装在控制盒8内，所述控制模块包括控制器、取样控制电路和取样启动电路，所述控制器为32位单片机，型号为STM32F030C8T6。控制器根据取样启动电路的信号给相应的取样控制电路发送指令，取样控制电路控制相应的取样水泵动作，电源模块给控制器、取样控制电路和取样启动电路供电。取样水泵水泵的型号为NKP-DC-S10。
电源模块也安装在控制盒内，市电经电源插头7输入到电源盒6内，电源盒6型号为S-60-12，将220V市电转换为12V直流电，然后该直流电作为电源模块的输入电源，电源盒不用安装在检测支架上。
所述电源模块，如图5所示，包括直流稳压电路、一次压降稳压电路、二次压降稳压电路，电源端经直流稳压电路后输出直流电压I，直流电压I经一次压降稳压电路后输出直流电压II，直流电压II经二次压降稳压电路后输出直流电压III。
具体地，直流稳压电路包括电源接口P1、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和稳压二极管D3，肖特基二极管D1和肖特基二极管D2并联连接后与电源接口P1连接，肖特基二极管D1的正极和肖特基二极管D2的正极与电源接口P1连接，肖特基二极管D1的负极和肖特基二极管D2的负极与稳压二极管D3的负极连接，稳压二极管D3的正极接地；外部直流电源经并联的肖特基二极管D1和肖特基二极管D2后输出直流电压I，直流电压I为DC12V。
所述一次压降稳压电路，包括熔断器F1、电解电容C2、滤波电容C6、电压稳压器U2、电解电容C3、滤波电容C4；电压稳压器U2为LM78M05电压稳压器。直流电压I经熔断器F1与电压稳压器U2的输入端连接，且熔断器F1与电压稳压器U2的输入端之间连接有并联设置的电解电容C2和滤波电容C6，且电解电容C2和滤波电容C6都是一端接地；电压稳压器U2的输出端输出直流电压II，直流电压II为DC5V；且电压稳压器U2的输出端设有并联设置电解电容C3和滤波电容C4，电解电容C3和滤波电容C4都一端接地；即DC12V经过LM78M05电压稳压器后输出DC5V。
所述二次压降稳压电路，包括电压稳压器U1、电解电容C1、滤波电容C5和电阻R1，电压稳压器U1为AMS117-3.3正向低压降稳压器，电压稳压器U1的输入端与直流电压II连接，电压稳压器U1的输出端与电阻R1连接后接地，电压稳压器U1的输出端与电阻R1之间输出直流电压III，直流电压III为DC3.3V；电压稳压器U1的输出端与电阻R1之间并联设置的电解电容C1和滤波电容C5；且电解电容C1和滤波电容C5都一端接地；即DC5V经过AMS117-3.3正向低压降稳压器后输出DC3.3V。
而为了观察供电是否正常，电阻R1串联有发光二极管LED1。
所述取样启动电路包括按键控制电路和浊度检测电路，按键控制电路、控制器和取样控制电路构成手动控制子系统；浊度检测电路、控制器和取样控制电路构成自动控制子系统。
所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键9，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样。
本实施例中设有三路按键电路，如图4所示，分别为SET按键电路、UP按键电路和DOWN按键电路。
所述SET按键电路，包括上拉电阻R58和SET按键，上拉电阻R58的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R58的另一端分为两路，一路与控制器的PA4输入端口连接，另一路与SET按键串联连接后接地。
所述UP按键电路，包括上拉电阻R61和UP按键，上拉电阻R61的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R61的另一端分为两路，一路与控制器的PA7输入端口连接，另一路与UP按键串联连接后接地。
所述DOWN按键电路，包括上拉电阻R62和DOWN按键，上拉电阻R62的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R62的另一端分为两路，一路与控制器的PA5输入端口连接，另一路与DOWN按键串联连接后接地。
在具体使用时，SET按键、UP按键和DOWN按键均安装在控制盒上，分别对应的设置，启动和关闭功能，且所述按键为无锁按键，型号为PBS-11。手动操作相应的按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作；实现手动取样。
为了能够复位，所述按键电路还包括NRST按键电路，NRST按键电路包括上拉电阻R40和NRST按键，上拉电阻R40的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R40的另一端分为两路，一路与控制器的NRST输入端口连接，另一路与NRST按键串联连接后接地；NRST按键并联有滤波电容C14，所述按键为无锁按键，型号为PBS-11。
所述浊度检测电路包括浊度传感器10和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样。
具体地，如图3所示，浊度检测电路采用LM2904双运算放大电路；浊度传感器型号为TSW-30，信号放大器为LM2904双运算放大器。
浊度传感器安装在接口P2上，且接口P2的第2端口与电源模块的直流电压II连接；接口P2的第2端口与电源模块的直流电压II之间设有接地电容C16。
浊度传感器通过电阻R49与LM2904双运算放大器的同相输入端连通，LM2904双运算放大器的反相输入端与LM2904双运算放大器的输出端短接；LM2904双运算放大器的输出端经电阻R52与控制器的PA6输入端口连接。
电阻R49与LM2904双运算放大器的正相输入端之间设有滤波电路，所述滤波电路包括并联设置的滤波电阻R53和滤波电容C15，滤波电阻R53和滤波电容C15并联后一端接地一端与LM2904双运算放大器的正相输入端连接；
LM2904双运算放大器的正电源端与电源模块的直流电压II连接且LM2904双运算放大器的正电源端与电源模块的直流电压II之间设有接地电容C18；LM2904双运算放大器的负电源端接地；电阻R52与控制器的PA6输入端口之间设有接地电容C17。
所述取样控制电路，至少包括两个子取样控制电路，每个子取样控制电路均包括第一取样控制子电路、第二取样控制子电路和水泵安装接口，水泵安装接口连接在第一取样控制子电路和第二取样控制子电路之间；取样水泵安装在水泵安装接口上，控制器通过控制第一取样控制子电路和第二取样控制子电路实现取样水泵动作。
本实施例中具有5个子取样控制电路，如图6和7所示，分别为子取样控制电路I、子取样控制电路II、子取样控制电路III、子取样控制电路IV、子取样控制电路V。
子取样控制电路I包括第一高信号控制单元I和第一低信号控制单元I，第一高信号控制单元I，包括第一高信号三级管Q1、第一高信号上拉电阻R3、第一高信号上拉电阻R7、第一MOS管U4A；第一高信号三级管Q1的基极经电阻R11与控制器的PB6高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q1的发射极接地，第一高信号三级管Q1的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R7和第一高信号上拉电阻R4与直流电压I连接，第一MOS管U4A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R7和第一高信号上拉电阻R4之间；第一MOS管U4A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U4A的源极分为两路，一路与水泵安装接口I连接，另一路与第一低信号控制单元I的第二MOS管U4B的漏极连接。
所述第一低信号控制单元I，包括第二MOS管U4B和第一低信号接地电阻R19；第二MOS管U4B的栅极经电阻R15与控制器的PB4低信号输出端口连通，第二MOS管U4B的栅极与电阻R15之间设有第一低信号接地电阻R19；第二MOS管U4B的源极接地。
所述第二取样控制子电路I，包括第二高信号控制单元I和第二低信号控制单元I，第二高信号控制单元I，包括第二高信号三级管Q3、第二高信号上拉电阻R4、第二高信号上拉电阻R8、第三MOS管U5A；第二高信号三级管Q3的基极经电阻R12与控制器的PB7高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q3的发射极接地，第二高信号三级管Q3的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R8和第二高信号上拉电阻R4与直流电压I连接，第三MOS管U5A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R8和第二高信号上拉电阻R4之间；第三MOS管U5A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U5A的源极分为两路，一路与水泵安装接口I连接，另一路与第二低信号控制单元I的第四MOS管U5B的漏极连接。
所述子取样控制电路I，控制器输出高电平控制第一高信号控制单元I，输出低电平控制第二低信号控制单元I，实现MOTOR1接口正向导通；控制器输出高电平控制第二高信号控制单元I，输出低电平控制第一低信号控制单元I，实现MOTOR1接口反向导通。
所述第二低信号控制单元I，包括第四MOS管U5B和第二低信号接地电阻R20；第四MOS管U5B的栅极经电阻R16与控制器的PB5低信号输出端口连通，第四MOS管U5B的栅极与电阻R16之间设有第二低信号接地电阻R20；第四MOS管U5B的源极接地。
子取样控制电路II包括第一高信号控制单元II和第一低信号控制单元II，第一高信号控制单元II，包括第一高信号三级管Q2、第一高信号上拉电阻R9、第一高信号上拉电阻R5、第一MOS管U6A；第一高信号三级管Q2的基极经电阻R13与控制器的PA12高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q2的发射极接地，第一高信号三级管Q2的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R9和第一高信号上拉电阻R5与直流电压I连接，第一MOS管U6A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R9和第一高信号上拉电阻R5之间；第一MOS管U6A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U6A的源极分为两路，一路与水泵安装接口II连接，另一路与第一低信号控制单元II的第二MOS管U6B的漏极连。
所述第一低信号控制单元II，包括第二MOS管U6B和第一低信号接地电阻R21；第二MOS管U6B的栅极经电阻R17与控制器的PA10低信号输出端口连通，第二MOS管U6B的栅极与电阻R17之间设有第一低信号接地电阻R21；第二MOS管U6B的源极接地。
所述第二取样控制子电路II，包括第二高信号控制单元II和第二低信号控制单元II，第二高信号控制单元II，包括第二高信号三级管Q4、第二高信号上拉电阻R10、第二高信号上拉电阻R6、第三MOS管U7A；第二高信号三级管Q4的基极经电阻R14与控制器的PB3高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q4的发射极接地，第二高信号三级管Q4的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R10和第二高信号上拉电阻R6与直流电压I连接，第三MOS管U7A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R10和第二高信号上拉电阻R6之间；第三MOS管U7A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U7A的源极分为两路，一路与水泵安装接口II连接，另一路与第二低信号控制单元II的第四MOS管U7B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元II，包括第四MOS管U7B和第二低信号接地电阻R22；第四MOS管U7B的栅极经电阻R18与控制器的PA11低信号输出端口连通，第四MOS管U7B的栅极与电阻R18之间设有第二低信号接地电阻R22；第四MOS管U7B的源极接地。
所述子取样控制电路Ⅱ，控制器输出高电平控制第一高信号控制单元Ⅱ，输出低电平控制第二低信号控制单元Ⅱ，实现MOTOR2接口正向导通；控制器输出高电平控制第二高信号控制单元Ⅱ，输出低电平控制第一低信号控制单元Ⅱ，实现MOTOR2接口反向导通。
子取样控制电路III包括第一高信号控制单元III和第一低信号控制单元III，第一高信号控制单元III，包括第一高信号三级管Q5、第一高信号上拉电阻R28、第一高信号上拉电阻R24、第一MOS管U8A；第一高信号三级管Q5的基极经电阻R32与控制器的PA1高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q5的发射极接地，第一高信号三级管Q5的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R28和第一高信号上拉电阻R24与直流电压I连接，第一MOS管U8A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R28和第一高信号上拉电阻R24之间；第一MOS管U8A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U8A的源极分为两路，一路与水泵安装接口III连接，另一路与第一低信号控制单元III的第二MOS管U8B的漏极连接。
所述第一低信号控制单元III，包括第二MOS管U8B和第一低信号接地电阻R41；第二MOS管U8B的栅极经电阻R36与控制器的PA8低信号输出端口连通，第二MOS管U8B的栅极与电阻R36之间设有第一低信号接地电阻R41；第二MOS管U8B的源极接地。
所述第二取样控制子电路III，包括第二高信号控制单元III和第二低信号控制单元III，第二高信号控制单元III，包括第二高信号三级管Q7、第二高信号上拉电阻R29、第二高信号上拉电阻R25、第三MOS管U9A；第二高信号三级管Q7的基极经电阻R33与控制器的PA0高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q7的发射极接地，第二高信号三级管Q7的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R29和第二高信号上拉电阻R25与直流电压I连接，第三MOS管U9A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R29和第二高信号上拉电阻R25之间；第三MOS管U9A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U9A的源极分为两路，一路与水泵安装接口III连接，另一路与第二低信号控制单元III的第四MOS管U9B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元III，包括第四MOS管U9B和第二低信号接地电阻R42；第四MOS管U9B的栅极经电阻R37与控制器的PA9低信号输出端口连通，第四MOS管U9B的栅极与电阻R37之间设有第二低信号接地电阻R42；第四MOS管U9B的源极接地。
所述子取样控制电路III，控制器输出高电平控制第一高信号控制单元III，输出低电平控制第二低信号控制单元III，实现MOTOR3接口正向导通；控制器输出高电平控制第二高信号控制单元III，输出低电平控制第一低信号控制单元III，实现MOTOR3接口反向导通。
子取样控制电路IV包括第一高信号控制单元IV和第一低信号控制单元IV，第一高信号控制单元IV，包括第一高信号三级管Q6、第一高信号上拉电阻R30、第一高信号上拉电阻R26、第一MOS管U10A；第一高信号三级管Q6的基极经电阻R34与控制器的PB14高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q6的发射极接地，第一高信号三级管Q6的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R30和第一高信号上拉电阻R26与直流电压I连接，第一MOS管U10A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R30和第一高信号上拉电阻R26之间；第一MOS管U10A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U10A的源极分为两路，一路与水泵安装接口IV连接，另一路与第一低信号控制单元IV的第二MOS管U10B的漏极连接；
所述第一低信号控制单元IV，包括第二MOS管U10B和第一低信号接地电阻R43；第二MOS管U10B的栅极经电阻R38与控制器的PB0低信号输出端口连通，第二MOS管U10B的栅极与电阻R38之间设有第一低信号接地电阻R43；第二MOS管U10B的源极接地。
所述第二取样控制子电路IV，包括第二高信号控制单元IV和第二低信号控制单元IV，第二高信号控制单元IV，包括第二高信号三级管Q8、第二高信号上拉电阻R31、第二高信号上拉电阻R27、第三MOS管U11A；第二高信号三级管Q8的基极经电阻R35与控制器的PB15高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q8的发射极接地，第二高信号三级管Q8的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R31和第二高信号上拉电阻R27与直流电压I连接，第三MOS管U11A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R31和第二高信号上拉电阻R27之间；第三MOS管U11A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U11A的源极分为两路，一路与水泵安装接口IV连接，另一路与第二低信号控制单元IV的第四MOS管U11B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元IV，包括第四MOS管U11B和第二低信号接地电阻R44；第四MOS管U11B的栅极经电阻R39与控制器的PB1低信号输出端口连通，第四MOS管U11B的栅极与电阻R39之间设有第二低信号接地电阻R44；第四MOS管U11B的源极接地。
所述子取样控制电路IV，控制器输出高电平控制第一高信号控制单元IV，输出低电平控制第二低信号控制单元IV，实现MOTOR4接口正向导通；控制器输出高电平控制第二高信号控制单元IV，输出低电平控制第一低信号控制单元IV，实现MOTOR4接口反向导通。
子取样控制电路V包括第一高信号控制单元V和第一低信号控制单元V，第一高信号控制单元V，包括第一高信号三级管Q9、第一高信号上拉电阻R47、第一高信号上拉电阻R45、第一MOS管U12A；第一高信号三级管Q9的基极经电阻R50与控制器的PB12高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q9的发射极接地，第一高信号三级管Q9的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R47和第一高信号上拉电阻R45与直流电压I连接，第一MOS管U12A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R47和第一高信号上拉电阻R45之间；第一MOS管U12A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U12A的源极分为两路，一路与水泵安装接口V连接，另一路与第一低信号控制单元V的第二MOS管U12B的漏极连接。
所述第一低信号控制单元V，包括第二MOS管U12B和第一低信号接地电阻R56；第二MOS管U12B的栅极经电阻R54与控制器的PA2低信号输出端口连通，第二MOS管U12B的栅极与电阻R54之间设有第一低信号接地电阻R56；第二MOS管U12B的源极接地。
所述第二取样控制子电路V，包括第二高信号控制单元V和第二低信号控制单元V，第二高信号控制单元V，包括第二高信号三级管Q10、第二高信号上拉电阻R48、第二高信号上拉电阻R46、第三MOS管U13A；第二高信号三级管Q10的基极经电阻R51与控制器的PB13高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q10的发射极接地，第二高信号三级管Q10的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R48和第二高信号上拉电阻R46与直流电压I连接，第三MOS管U13A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R48和第二高信号上拉电阻R46之间；第三MOS管U13A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U13A的源极分为两路，一路与水泵安装接口V连接，另一路与第二低信号控制单元V的第四MOS管U13B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元V，包括第四MOS管U13B和第二低信号接地电阻R57；第四MOS管U13B的栅极经电阻R55与控制器的PA3低信号输出端口连通，第四MOS管U13B的栅极与电阻R55之间设有第二低信号接地电阻R57；第四MOS管U13B的源极接地。
所述子取样控制电路V，控制器输出高电平控制第一高信号控制单元V，输出低电平控制第二低信号控制单元V，实现MOTOR5接口正向导通；控制器输出高电平控制第二高信号控制单元V，输出低电平控制第一低信号控制单元V，实现MOTOR5接口反向导通。本实施例中MOS管采用AO4606低内阻MOS管。
自动取样时的方法为：
步骤1：将取样支架架设在水库模型上方，将电源盒固定在电源附近方便接通电源。
步骤2：将浊度传感器垂直放入水库模型的水流中，并将不同深度的5个取沙管依次垂直放入水中。
步骤3：使用5个大于45ml的容器与输沙管进行连接用去存放水沙样本。
步骤4：接通电源等待水库模型中异重流的带来，当浊度传感器检测到异重流时，控制器控制取样水泵自动抽取样本持续30s，抽取样本45ml。
浊度传感器能够准确的检测出水库模型中异重流到达的时间，并且使用STM32F030C8T6单片机控制装置，在检测异重流到来时，控制取样水泵自动开启抽取水沙样本，水泵自动抽取30s后停止，共抽取45ml水沙样本，提升了水沙样本取样的准确性和自动化，并通过设置不同深度的取沙管，获取异重流深度为10cm、30cm、50cm、70cm和90cm的水沙样本。
手动取样时的方法为：
步骤1：将取样支架设在水库模型上方，将电源盒固定在电源附近方便接通电源。
步骤2：将不同深度的5个取沙管依次垂直放入水库模型的水流中，将水浑浊度传感器放置在取样支架上不接触水流。
步骤3：使用5个大于45ml的容器与输沙管进行连接用去存放水沙样本。
步骤4：接通电源，按动UP按钮水泵开始抽取水沙样本，按动DOWN按钮水泵停止抽取水沙样本。
在浊度传感器未工作时，通过控制UP按钮启动水泵抽取水沙样本，控制DOWN按钮停止水泵，另外装置提供SET按钮可对取样水泵取样流量进行调整，可以在45ml/min和90ml/min之间切换。
实施例2：
一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置，所述取样启动电路包括浊度检测电路，浊度检测电路、控制器和取样控制电路构成自动控制子系统；其余与实施例1相同。
实施例3：
一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置，所述取样启动电路包括按键控制电路，按键控制电路、控制器和取样控制电路构成手动控制子系统，手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样；其余与实施例1相同。
实施例4：
一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置的控制系统，包括控制器、取样控制电路、取样启动电路和电源模块，所述取样启动电路包括按键控制电路和浊度检测电路，按键控制电路、控制器和取样控制电路构成手动控制子系统；所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样；
浊度检测电路、控制器和取样控制电路构成自动控制子系统；所述浊度检测电路，包括浊度传感器和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样。
为了对控制模块进行防护，控制模块安装在控制盒内，所述控制模块包括控制器、取样控制电路和取样启动电路，所述控制器为32位单片机，型号为STM32F030C8T6。控制器根据取样启动电路的信号给相应的取样控制电路发送指令，取样控制电路控制相应的取样水泵动作，电源模块给控制器、取样控制电路和取样启动电路供电。取样水泵水泵的型号为NKP-DC-S10。
电源模块也安装在控制盒内，市电经电源插头7输入到电源盒6内，电源盒6型号为S-60-12，将220V市电转换为12V直流电，然后该直流电作为电源模块的输入电源，电源盒不用安装在检测支架上。
所述电源模块，如图5所示，包括直流稳压电路、一次压降稳压电路、二次压降稳压电路，电源端经直流稳压电路后输出直流电压I，直流电压I经一次压降稳压电路后输出直流电压II，直流电压II经二次压降稳压电路后输出直流电压III。
具体地，直流稳压电路包括电源接口P1、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2和稳压二极管D3，肖特基二极管D1和肖特基二极管D2并联连接后与电源接口P1连接，肖特基二极管D1的正极和肖特基二极管D2的正极与电源接口P1连接，肖特基二极管D1的负极和肖特基二极管D2的负极与稳压二极管D3的负极连接，稳压二极管D3的正极接地；外部直流电源经并联的肖特基二极管D1和肖特基二极管D2后输出直流电压I，直流电压I为DC12V。
所述一次压降稳压电路，包括熔断器F1、电解电容C2、滤波电容C6、电压稳压器U2、电解电容C3、滤波电容C4；电压稳压器U2为LM78M05电压稳压器。直流电压I经熔断器F1与电压稳压器U2的输入端连接，且熔断器F1与电压稳压器U2的输入端之间连接有并联设置的电解电容C2和滤波电容C6，且电解电容C2和滤波电容C6都是一端接地；电压稳压器U2的输出端输出直流电压II，直流电压II为DC5V；且电压稳压器U2的输出端设有并联设置电解电容C3和滤波电容C4，电解电容C3和滤波电容C4都一端接地；即DC12V经过LM78M05电压稳压器后输出DC5V。
所述二次压降稳压电路，包括电压稳压器U1、电解电容C1、滤波电容C5和电阻R1，电压稳压器U1为AMS117-3.3正向低压降稳压器，电压稳压器U1的输入端与直流电压II连接，电压稳压器U1的输出端与电阻R1连接后接地，电压稳压器U1的输出端与电阻R1之间输出直流电压III，直流电压III为DC3.3V；电压稳压器U1的输出端与电阻R1之间并联设置的电解电容C1和滤波电容C5；且电解电容C1和滤波电容C5都一端接地；即DC5V经过AMS117-3.3正向低压降稳压器后输出DC3.3V。
而为了观察供电是否正常，电阻R1串联有发光二极管LED1。
所述取样启动电路包括按键控制电路和浊度检测电路，按键控制电路、控制器和取样控制电路构成手动控制子系统；浊度检测电路、控制器和取样控制电路构成自动控制子系统。
所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样。
本实施例中设有三路按键电路，如图4所示，分别为SET按键电路、UP按键电路和DOWN按键电路。
所述SET按键电路，包括上拉电阻R58和SET按键，上拉电阻R58的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R58的另一端分为两路，一路与控制器的PA4输入端口连接，另一路与SET按键串联连接后接地。
所述UP按键电路，包括上拉电阻R61和UP按键，上拉电阻R61的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R61的另一端分为两路，一路与控制器的PA7输入端口连接，另一路与UP按键串联连接后接地。
所述DOWN按键电路，包括上拉电阻R62和DOWN按键，上拉电阻R62的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R62的另一端分为两路，一路与控制器的PA5输入端口连接，另一路与DOWN按键串联连接后接地。
在具体使用时，SET按键、UP按键和DOWN按键均安装在控制盒上，分别对应的设置，启动和关闭功能，且所述按键为无锁按键，型号为PBS-11。手动操作相应的按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作；实现手动取样。
为了能够复位，所述按键电路还包括NRST按键电路，NRST按键电路包括上拉电阻R40和NRST按键，上拉电阻R40的一端与电源模块的直流电压III连接，上拉电阻R40的另一端分为两路，一路与控制器的NRST输入端口连接，另一路与NRST按键串联连接后接地；NRST按键并联有滤波电容C14，所述按键为无锁按键，型号为PBS-11。
所述浊度检测电路包括浊度传感器和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样。
具体地，如图3所示，浊度检测电路采用LM2904双运算放大电路；浊度传感器型号为TSW-30，信号放大器为LM2904双运算放大器。
浊度传感器安装在接口P2上，且接口P2的第2端口与电源模块的直流电压II连接；接口P2的第2端口与电源模块的直流电压II之间设有接地电容C16。
浊度传感器通过电阻R49与LM2904双运算放大器的同相输入端连通，LM2904双运算放大器的反相输入端与LM2904双运算放大器的输出端短接；LM2904双运算放大器的输出端经电阻R52与控制器的PA6输入端口连接。
电阻R49与LM2904双运算放大器的正相输入端之间设有滤波电路，所述滤波电路包括并联设置的滤波电阻R53和滤波电容C15，滤波电阻R53和滤波电容C15并联后一端接地一端与LM2904双运算放大器的正相输入端连接；
LM2904双运算放大器的正电源端与电源模块的直流电压II连接且LM2904双运算放大器的正电源端与电源模块的直流电压II之间设有接地电容C18；LM2904双运算放大器的负电源端接地；电阻R52与控制器的PA6输入端口之间设有接地电容C17。
所述取样控制电路，至少包括两个子取样控制电路，每个子取样控制电路均包括第一取样控制子电路、第二取样控制子电路和水泵安装接口，水泵安装接口连接在第一取样控制子电路和第二取样控制子电路之间；取样水泵安装在水泵安装接口上，控制器通过控制第一取样控制子电路和第二取样控制子电路实现取样水泵动作。
本实施例中具有5个子取样控制电路，如图6和7所示，分别为子取样控制电路I、子取样控制电路II、子取样控制电路III、子取样控制电路IV、子取样控制电路V。
子取样控制电路I包括第一高信号控制单元I和第一低信号控制单元I，第一高信号控制单元I，包括第一高信号三级管Q1、第一高信号上拉电阻R3、第一高信号上拉电阻R7、第一MOS管U4A；第一高信号三级管Q1的基极经电阻R11与控制器的PB6高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q1的发射极接地，第一高信号三级管Q1的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R7和第一高信号上拉电阻R4与直流电压I连接，第一MOS管U4A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R7和第一高信号上拉电阻R4之间；第一MOS管U4A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U4A的源极分为两路，一路与水泵安装接口I连接，另一路与第一低信号控制单元I的第二MOS管U4B的漏极连接。
所述第一低信号控制单元I，包括第二MOS管U4B和第一低信号接地电阻R19；第二MOS管U4B的栅极经电阻R15与控制器的PB4低信号输出端口连通，第二MOS管U4B的栅极与电阻R15之间设有第一低信号接地电阻R19；第二MOS管U4B的源极接地。
所述第二取样控制子电路I，包括第二高信号控制单元I和第二低信号控制单元I，第二高信号控制单元I，包括第二高信号三级管Q3、第二高信号上拉电阻R4、第二高信号上拉电阻R8、第三MOS管U5A；第二高信号三级管Q3的基极经电阻R12与控制器的PB7高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q3的发射极接地，第二高信号三级管Q3的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R8和第二高信号上拉电阻R4与直流电压I连接，第三MOS管U5A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R8和第二高信号上拉电阻R4之间；第三MOS管U5A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U5A的源极分为两路，一路与水泵安装接口I连接，另一路与第二低信号控制单元I的第四MOS管U5B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元I，包括第四MOS管U5B和第二低信号接地电阻R20；第四MOS管U5B的栅极经电阻R16与控制器的PB5低信号输出端口连通，第四MOS管U5B的栅极与电阻R16之间设有第二低信号接地电阻R20；第四MOS管U5B的源极接地。
子取样控制电路II包括第一高信号控制单元II和第一低信号控制单元II，第一高信号控制单元II，包括第一高信号三级管Q2、第一高信号上拉电阻R9、第一高信号上拉电阻R5、第一MOS管U6A；第一高信号三级管Q2的基极经电阻R13与控制器的PA12高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q2的发射极接地，第一高信号三级管Q2的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R9和第一高信号上拉电阻R5与直流电压I连接，第一MOS管U6A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R9和第一高信号上拉电阻R5之间；第一MOS管U6A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U6A的源极分为两路，一路与水泵安装接口II连接，另一路与第一低信号控制单元II的第二MOS管U6B的漏极连。
所述第一低信号控制单元II，包括第二MOS管U6B和第一低信号接地电阻R21；第二MOS管U6B的栅极经电阻R17与控制器的PA10低信号输出端口连通，第二MOS管U6B的栅极与电阻R17之间设有第一低信号接地电阻R21；第二MOS管U6B的源极接地。
所述第二取样控制子电路II，包括第二高信号控制单元II和第二低信号控制单元II，第二高信号控制单元II，包括第二高信号三级管Q4、第二高信号上拉电阻R10、第二高信号上拉电阻R6、第三MOS管U7A；第二高信号三级管Q4的基极经电阻R14与控制器的PB3高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q4的发射极接地，第二高信号三级管Q4的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R10和第二高信号上拉电阻R6与直流电压I连接，第三MOS管U7A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R10和第二高信号上拉电阻R6之间；第三MOS管U7A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U7A的源极分为两路，一路与水泵安装接口II连接，另一路与第二低信号控制单元II的第四MOS管U7B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元II，包括第四MOS管U7B和第二低信号接地电阻R22；第四MOS管U7B的栅极经电阻R18与控制器的PA11低信号输出端口连通，第四MOS管U7B的栅极与电阻R18之间设有第二低信号接地电阻R22；第四MOS管U7B的源极接地。
子取样控制电路III包括第一高信号控制单元III和第一低信号控制单元III，第一高信号控制单元III，包括第一高信号三级管Q5、第一高信号上拉电阻R28、第一高信号上拉电阻R24、第一MOS管U8A；第一高信号三级管Q5的基极经电阻R32与控制器的PA1高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q5的发射极接地，第一高信号三级管Q5的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R28和第一高信号上拉电阻R24与直流电压I连接，第一MOS管U8A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R28和第一高信号上拉电阻R24之间；第一MOS管U8A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U8A的源极分为两路，一路与水泵安装接口III连接，另一路与第一低信号控制单元III的第二MOS管U8B的漏极连接。
所述第一低信号控制单元III，包括第二MOS管U8B和第一低信号接地电阻R41；第二MOS管U8B的栅极经电阻R36与控制器的PA8低信号输出端口连通，第二MOS管U8B的栅极与电阻R36之间设有第一低信号接地电阻R41；第二MOS管U8B的源极接地。
所述第二取样控制子电路III，包括第二高信号控制单元III和第二低信号控制单元III，第二高信号控制单元III，包括第二高信号三级管Q7、第二高信号上拉电阻R29、第二高信号上拉电阻R25、第三MOS管U9A；第二高信号三级管Q7的基极经电阻R33与控制器的PA0高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q7的发射极接地，第二高信号三级管Q7的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R29和第二高信号上拉电阻R25与直流电压I连接，第三MOS管U9A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R29和第二高信号上拉电阻R25之间；第三MOS管U9A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U9A的源极分为两路，一路与水泵安装接口III连接，另一路与第二低信号控制单元III的第四MOS管U9B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元III，包括第四MOS管U9B和第二低信号接地电阻R42；第四MOS管U9B的栅极经电阻R37与控制器的PA9低信号输出端口连通，第四MOS管U9B的栅极与电阻R37之间设有第二低信号接地电阻R42；第四MOS管U9B的源极接地。
子取样控制电路IV包括第一高信号控制单元IV和第一低信号控制单元IV，第一高信号控制单元IV，包括第一高信号三级管Q6、第一高信号上拉电阻R30、第一高信号上拉电阻R26、第一MOS管U10A；第一高信号三级管Q6的基极经电阻R34与控制器的PB14高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q6的发射极接地，第一高信号三级管Q6的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R30和第一高信号上拉电阻R26与直流电压I连接，第一MOS管U10A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R30和第一高信号上拉电阻R26之间；第一MOS管U10A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U10A的源极分为两路，一路与水泵安装接口IV连接，另一路与第一低信号控制单元IV的第二MOS管U10B的漏极连接；
所述第一低信号控制单元IV，包括第二MOS管U10B和第一低信号接地电阻R43；第二MOS管U10B的栅极经电阻R38与控制器的PB0低信号输出端口连通，第二MOS管U10B的栅极与电阻R38之间设有第一低信号接地电阻R43；第二MOS管U10B的源极接地、
所述第二取样控制子电路IV，包括第二高信号控制单元IV和第二低信号控制单元IV，第二高信号控制单元IV，包括第二高信号三级管Q8、第二高信号上拉电阻R31、第二高信号上拉电阻R27、第三MOS管U11A；第二高信号三级管Q8的基极经电阻R35与控制器的PB15高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q8的发射极接地，第二高信号三级管Q8的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R31和第二高信号上拉电阻R27与直流电压I连接，第三MOS管U11A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R31和第二高信号上拉电阻R27之间；第三MOS管U11A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U11A的源极分为两路，一路与水泵安装接口IV连接，另一路与第二低信号控制单元IV的第四MOS管U11B的漏极连接、
所述第二低信号控制单元IV，包括第四MOS管U11B和第二低信号接地电阻R44；第四MOS管U11B的栅极经电阻R39与控制器的PB1低信号输出端口连通，第四MOS管U11B的栅极与电阻R39之间设有第二低信号接地电阻R44；第四MOS管U11B的源极接地、
子取样控制电路V包括第一高信号控制单元V和第一低信号控制单元V，第一高信号控制单元V，包括第一高信号三级管Q9、第一高信号上拉电阻R47、第一高信号上拉电阻R45、第一MOS管U12A；第一高信号三级管Q9的基极经电阻R50与控制器的PB12高信号输出端口连通，第一高信号三级管Q9的发射极接地，第一高信号三级管Q9的集电极经串联连接的第一高信号上拉电阻R47和第一高信号上拉电阻R45与直流电压I连接，第一MOS管U12A的栅极连接在第一高信号上拉电阻R47和第一高信号上拉电阻R45之间；第一MOS管U12A的漏极与直流电压I连接，第一MOS管U12A的源极分为两路，一路与水泵安装接口V连接，另一路与第一低信号控制单元V的第二MOS管U12B的漏极连接、
所述第一低信号控制单元V，包括第二MOS管U12B和第一低信号接地电阻R56；第二MOS管U12B的栅极经电阻R54与控制器的PA2低信号输出端口连通，第二MOS管U12B的栅极与电阻R54之间设有第一低信号接地电阻R56；第二MOS管U12B的源极接地、
所述第二取样控制子电路V，包括第二高信号控制单元V和第二低信号控制单元V，第二高信号控制单元V，包括第二高信号三级管Q10、第二高信号上拉电阻R48、第二高信号上拉电阻R46、第三MOS管U13A；第二高信号三级管Q10的基极经电阻R51与控制器的PB13高信号输出端口连通，第二高信号三级管Q10的发射极接地，第二高信号三级管Q10的集电极经串联连接的第二高信号上拉电阻R48和第二高信号上拉电阻R46与直流电压I连接，第三MOS管U13A的栅极连接在第二高信号上拉电阻R48和第二高信号上拉电阻R46之间；第三MOS管U13A的漏极与直流电压I连接，第三MOS管U13A的源极分为两路，一路与水泵安装接口V连接，另一路与第二低信号控制单元V的第四MOS管U13B的漏极连接。
所述第二低信号控制单元V，包括第四MOS管U13B和第二低信号接地电阻R57；第四MOS管U13B的栅极经电阻R55与控制器的PA3低信号输出端口连通，第四MOS管U13B的栅极与电阻R55之间设有第二低信号接地电阻R57；第四MOS管U13B的源极接地。本实施例中MOS管采用AO4606低内阻MOS管。
实施例5：
一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置的控制系统，包括控制器、取样控制电路、取样启动电路和电源模块，所述取样启动电路包括浊度检测电路；浊度检测电路、控制器和取样控制电路构成自动控制子系统；所述浊度检测电路，包括浊度传感器和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样，其余与实施例4相同。
实施例6：
一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置的控制系统，包括控制器、取样控制电路、取样启动电路和电源模块，所述取样启动电路包括按键控制电路，按键控制电路、控制器和取样控制电路构成手动控制子系统；所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样，其余与实施例4相同。
本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置，其特征在于：包括取样支架（1）、控制模块和电源模块，取样支架（1）上设有至少一个泥沙取样盒（2），每个泥沙取样盒（2）设有至少两个泥沙取样组件，每个泥沙取样组件包括取样水泵（3）、取沙管（4）和输沙管（5）；取沙管（4）穿过泥沙取样盒（2）和取样支架（1）且取沙管（4）与取样水泵（3）的进口连通；输沙管（5）穿过泥沙取样盒（2）且输沙管（5）与取样水泵（3）的出口连通，取沙管（4）与输沙管（5）设置方向不同；且相邻取沙管（4）之间平行间隔设置；所述控制模块内设有控制器、取样控制电路和取样启动电路，控制器根据取样启动电路的信号给相应的取样控制电路发送指令，取样控制电路控制相应的取样水泵动作，电源模块给控制器、取样控制电路和取样启动电路供电；
所述取样启动电路包括按键控制电路和/或浊度检测电路；
所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样；
所述浊度检测电路，包括浊度传感器和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样；
所述信号放大器为运算放大器，浊度传感器通过电阻R49与运算放大器的同相输入端连通，运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端短接；运算放大器的输出端经电阻R52与控制器的PA6输入端口连接；
所述取样控制电路，至少包括两个子取样控制电路，每个子取样控制电路均包括第一取样控制子电路、第二取样控制子电路和水泵安装接口，水泵安装接口连接在第一取样控制子电路和第二取样控制子电路之间；取样水泵安装在水泵安装接口上，控制器通过控制第一取样控制子电路和第二取样控制子电路实现取样水泵动作；
控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，控制多个小型水泵自动进行不同深度的水沙取样，实现对水库异重流一条垂线的多点同步取样的自动化，提前定好取样时间间隔，进行多次取样，或者通过设置多个按键来手动控制多个小型水泵进行不同深度的水沙取样。
2.根据权利要求1所述的水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置，其特征在于：所述泥沙取样组件为5个，且从上至下取沙管的距离分别为10cm、30cm、50cm、70cm和90cm。
3.根据权利要求1或2所述的水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置，其特征在于：所述电源模块，包括直流稳压电路、一次压降稳压电路和二次压降稳压电路，电源端经直流稳压电路后的输出端为直流电压I，直流电压I经一次压降稳压电路后的输出端为直流电压II，直流电压II经二次压降稳压电路的输出端为直流电压III。
4.一种根据权利要求1或2所述的水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置的控制系统，其特征在于：包括控制器、取样控制电路、取样启动电路和电源模块，所述取样启动电路包括按键控制电路和/或浊度检测电路，按键控制电路、控制器和取样控制电路构成手动控制子系统；所述按键控制电路，包括至少一路按键电路，按键电路包括按键电阻和按键，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到按键的指令后给取样控制电路发送指令，使取样水泵动作，实现手动取样；
浊度检测电路、控制器和取样控制电路构成自动控制子系统；所述浊度检测电路，包括浊度传感器和信号放大器，浊度传感器通过信号放大器信号放大后与控制器的输入端连接，控制器根据浊度传感器的检测信号给取样控制电路发送相应的指令，取样控制电路使取样水泵动作，实现自动取样。
5.根据权利要求4所述的水库模型试验异重流含沙量多点同步取样装置的控制系统，其特征在于：所述电源模块，包括直流稳压电路、一次压降稳压电路和二次压降稳压电路，电源端经直流稳压电路后的输出端为直流电压I，直流电压I经一次压降稳压电路后的输出端为直流电压II，直流电压II经二次压降稳压电路的输出端为直流电压III。
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