CN114486627A - 一种基于密度的泥沙含量测定装置及测定方法 - Google Patents
一种基于密度的泥沙含量测定装置及测定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114486627A CN114486627A CN202111647528.4A CN202111647528A CN114486627A CN 114486627 A CN114486627 A CN 114486627A CN 202111647528 A CN202111647528 A CN 202111647528A CN 114486627 A CN114486627 A CN 114486627A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- density
- data transmission
- module
- transmission module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000009440 infrastructure construction Methods 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/36—Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于密度的泥沙含量测定装置，包括支架外壳，支架外壳顶部内侧壁左右两侧的电动机a和电动机b，电动机a和电动机b的输出轴上分别缠绕有提升绳索和控制绳索，提升绳索和控制绳索另一端分别连接在采样桶的上端中间和底部中间位置处，支架外壳顶部内侧设置有挠曲度传感器，支架外壳侧壁设置有摄像头和5G数据传输模块，摄像头、电动机a、电动机b以及挠曲度传感器分别通过数据线连接5G数据传输模块，5G数据传输模块通过网络连接有后台数据分析模块。本发明解决了现有技术中存在的利用电学参数方法需要经常人工校正的问题。本发明还公开了一种基于密度的泥沙含量测定方法。
Description
技术领域
本发明属于含泥沙污水检测装置技术领域，涉及一种基于密度的泥沙含量测定装置，本发明是涉及采用上述基于密度的泥沙含量测定装置进行泥沙含量测定的方法。
背景技术
含泥沙污水是水体受到由于降水等原因地表土层污染。此类污染主要发生在自然或者人工边坡中。我国目前基础设施建设在如火如荼地进行，产生了很多人工边坡，如果覆盖不良会引起水土流失、地基浸水等不良结果。同时我国幅员辽阔存在广袤的山地区、丘陵区、高原区，相当一部分高原也存在这水土流失的问题，一方面会造成土壤肥力减弱、荒漠化甚至石漠化，另一方面可能会造成泥石流、滑坡等地质灾害。故通过明确如何进行准确采样，结合物联网技术，可以为我国建立起一个基础的完善的覆盖广泛的一个水利基础设施，形成数据库，一方面监测国土变化，另一方面解决泥石流等地质灾害突发的问题，减少生命财产损失。
测量泥沙的手段包括利用电学参数，如电阻、电容等，但是由于泥沙中含有无机盐成分，电学性质变化随着空间和时间变化过于显著导致实际应用过程中需要经常人工校正，故不满足要求。光学手段诸如激光散射、光谱实验等等造价高昂，实验条件要求严格，实验所需器材易受损伤等问题难于适用于广大的野外条件。化学手段在使用过程中如果使用不当容易造成环境污染甚至影响人体健康，同时化学手段的使用同样受制于土体的组成成分，在空间上受限。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于密度的泥沙含量测定装置，解决了现有技术中存在的利用电学参数方法需要经常人工校正、光学手段实验条件要求严格以及化学手段容易造成环境污染以及影响人员健康的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种基于密度的泥沙含量测定装置，包括支架外壳，支架外壳顶部内侧壁左右两侧的电动机a和电动机b，电动机a和电动机b的输出轴设置为水平状，电动机a和电动机b的输出轴上分别固定缠绕有提升绳索和控制绳索，提升绳索另一端固定连接有采样桶的上端中间，控制绳索另一端固定在采样桶的底部中间位置处，采样桶为透明状且外部设置有刻度线，支架外壳顶部内侧壁靠近电动机a的位置处还设置有挠曲度传感器，支架外壳侧壁设置有摄像头和5G数据传输模块，摄像头、电动机a、电动机b以及挠曲度传感器分别通过数据线连接5G数据传输模块，5G数据传输模块通过网络连接有后台数据分析模块。
本发明的特征还在于，
后台数据分析模块还连接有通过数据线分别连接有预警模块和可视化界面任务处理模块，5G数据传输模块还通过网络连接可视化界面任务处理模块。
电动机a和电动机b螺母固定在支架外壳顶部内侧壁。
挠曲度传感器通过粘结的方式固定在支架外壳顶部内侧壁。
摄像头和5G数据传输模块通过螺丝固定在支架外壳侧壁，摄像头水平设置且朝向采样桶。
本发明采用的另一种技术方案是，一种基于密度的泥沙含量测定方法，采用上述的一种基于密度的泥沙含量测定装置，具体按照如下步骤实施：
步骤1，将支架外壳架设在需要取样的河道区域上方；
步骤2，工作人员通过可视化界面任务处理模块操控传达指令给5G数据传输模块，通过5G数据传输模块给电动机a和电动机b下达指令，电动机a和电动机b转动提升绳索和控制绳索下放至河道内一定深度；
步骤3，待采样出河道恢复正常状态时，工作人员通过可视化界面任务处理模块操控传达指令给5G数据传输模块，通过5G数据传输模块给电动机a和电动机b下达指令，电动机a和电动机b转动提升绳索和控制绳索提升，且提升过程中电动机a匀速转动，通过控制电动机b的转速控制控制绳索的上升速度从而保证采样桶竖直，将采样桶提升离开河道；
步骤4，采样桶提升过程中摄像头记录影像数据，挠曲度传感器记录支架外壳顶部的挠曲度数据，并将影像数据和挠曲度数据通过5G数据传输模块将数据传递给后台数据分析模块；
步骤5，后台数据分析模块读取摄像头与采样桶平行时采样桶的刻度数据作为取样体积，后台数据分析模块通过挠曲度数据计算采样污水的总质量，然后计算泥沙含量a；
步骤6，将计算出的泥沙含量a反馈至预警模块，当a值大于预警模块的预设值时，预警模块发布警告。
泥沙含量a按照如下公式计算：
其中，m是采样污水的总质量，ρs是泥沙颗粒密度，ρw是水的密度，V是取样体积。
待一次采样结束后，通过控制电动机b从而控制绳索的长度，使得采样桶倾斜甚至翻转将采样的样品倾倒至河道内。
本发明的有益效果是：
1)本发明的一种基于密度的泥沙含量测定装置能够大幅度降低获取可靠数据所需的人力成本，且设备成本低实验要求简单，不会存在环境污染，且结合物联网技术，通过摄像机和挠曲度传感器进行体积和重量监测，且可以根据需求随时进行采样，提高数据的精确性以及可靠性，对于规范施工企业行为有极大帮助。
2)本发明解决了利用电学参数时由于电学性质变化随着空间和时间变化过于显著导致实际应用过程中需要经常人工校正的问题以及光学手段实验条件要求严格，实验所需器材易受损伤等问题难于适用于广大的野外条件以及化学手段在使用过程中如果使用不当容易造成环境污染甚至影响人体健康的问题。
附图说明
图1是一种基于密度的泥沙含量测定装置的结构示意图；
图2是一种基于密度的泥沙含量测定装置的电路连接图。
图中，1.支架外壳，2.电动机a，3.电动机b，4.提升绳索，5.控制绳索，6.采样桶，7.挠曲度传感器，8.摄像头，9.5G数据传输模块，10.后台数据分析模块，11.预警模块，12.可视化界面任务处理模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种基于密度的泥沙含量测定装置，其结构如图1-2所示，包括支架外壳1，支架外壳1顶部内侧壁左右两侧的电动机a2和电动机b3，电动机a2和电动机b3的输出轴设置为水平状，电动机a2和电动机b3的输出轴上分别固定缠绕有提升绳索4和控制绳索5，提升绳索4另一端固定连接有采样桶6的上端中间，控制绳索5另一端固定在采样桶6的底部中间位置处，采样桶6为透明状且外部设置有刻度线，支架外壳1顶部内侧壁靠近电动机a2的位置处还设置有挠曲度传感器7，支架外壳1侧壁设置有摄像头8和5G数据传输模块9，摄像头8、电动机a2、电动机b3以及挠曲度传感器7分别通过数据线连接5G数据传输模块9，5G数据传输模块9通过网络连接有后台数据分析模块10。
后台数据分析模块10还连接有通过数据线分别连接有预警模块11和可视化界面任务处理模块12，5G数据传输模块9还通过网络连接可视化界面任务处理模块12。
电动机a2和电动机b3螺母固定在支架外壳1顶部内侧壁。
挠曲度传感器7通过粘结的方式固定在支架外壳1顶部内侧壁。
摄像头8和5G数据传输模块9通过螺丝固定在支架外壳1侧壁，摄像头8水平设置且朝向采样桶6。
本发明一种基于密度的泥沙含量测定方法，采用上述的一种基于密度的泥沙含量测定装置，具体按照如下步骤实施：
步骤1，将支架外壳1架设在需要取样的河道区域上方；
步骤2，工作人员通过可视化界面任务处理模块12操控传达指令给5G数据传输模块9，通过5G数据传输模块9给电动机a2和电动机b3下达指令，电动机a2和电动机b3转动提升绳索4和控制绳索5下放至河道内一定深度；
步骤3，待采样出河道恢复正常状态时，工作人员通过可视化界面任务处理模块12操控传达指令给5G数据传输模块9，通过5G数据传输模块9给电动机a2和电动机b3下达指令，电动机a2和电动机b3转动提升绳索4和控制绳索5提升，且提升过程中电动机a2匀速转动，通过控制电动机b3的转速控制控制绳索5的上升速度从而保证采样桶6竖直，将采样桶6提升离开河道；
步骤4，采样桶6提升过程中摄像头8记录影像数据，挠曲度传感器7记录支架外壳1顶部的挠曲度数据，并将影像数据和挠曲度数据通过5G数据传输模块9将数据传递给后台数据分析模块10；
步骤5，后台数据分析模块10读取摄像头8与采样桶6平行时采样桶6的刻度数据作为取样体积，后台数据分析模块10通过挠曲度数据计算采样污水的总质量，然后计算泥沙含量a，按照如下公式计算：
其中，m是采样污水的总质量，ρs是泥沙颗粒密度，ρw是水的密度，V是取样体积；
步骤6，将计算出的泥沙含量a反馈至预警模块11，当a值大于预警模块的预设值时，预警模块11发布警告。
待一次采样结束后，通过控制电动机b3从而控制绳索5的长度，使得采样桶6倾斜甚至翻转将采样的样品倾倒至河道内。
本发明预警模块11发布警告可以是环境污染和地质灾害的警报，不同的警报预警值不同，预警值当我测试出来的a值高于他的时候，就发布警告。
Claims (8)
1.一种基于密度的泥沙含量测定装置，其特征在于，包括支架外壳(1)，所述支架外壳(1)顶部内侧壁左右两侧的电动机a(2)和电动机b(3)，所述电动机a(2)和电动机b(3)的输出轴设置为水平状，所述电动机a(2)和电动机b(3)的输出轴上分别固定缠绕有提升绳索(4)和控制绳索(5)，所述提升绳索(4)另一端固定连接有采样桶(6)的上端中间，所述控制绳索(5)另一端固定在所述采样桶(6)的底部中间位置处，所述采样桶(6)为透明状且外部设置有刻度线，所述支架外壳(1)顶部内侧壁靠近电动机a(2)的位置处还设置有挠曲度传感器(7)，所述支架外壳(1)侧壁设置有摄像头(8)和5G数据传输模块(9)，所述摄像头(8)、电动机a(2)、电动机b(3)以及挠曲度传感器(7)分别通过数据线连接所述5G数据传输模块(9)，所述5G数据传输模块(9)通过网络连接有后台数据分析模块(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于密度的泥沙含量测定装置，其特征在于，所述后台数据分析模块(10)还连接有通过数据线分别连接有预警模块(11)和可视化界面任务处理模块(12)，所述5G数据传输模块(9)还通过网络连接所述可视化界面任务处理模块(12)。
3.根据权利要求1所述的一种基于密度的泥沙含量测定装置，其特征在于，所述电动机a(2)和电动机b(3)螺母固定在支架外壳(1)顶部内侧壁。
4.根据权利要求1所述的一种基于密度的泥沙含量测定装置，其特征在于，所述挠曲度传感器(7)通过粘结的方式固定在支架外壳(1)顶部内侧壁。
5.根据权利要求1所述的一种基于密度的泥沙含量测定装置，其特征在于，所述摄像头(8)和5G数据传输模块(9)通过螺丝固定在支架外壳(1)侧壁，所述摄像头(8)水平设置且朝向采样桶(6)。
6.一种基于密度的泥沙含量测定方法，其特征在于，采用权利要求2所述的一种基于密度的泥沙含量测定装置，具体按照如下步骤实施：
步骤1，将支架外壳(1)架设在需要取样的河道区域上方；
步骤2，工作人员通过可视化界面任务处理模块(12)操控传达指令给5G数据传输模块(9)，通过5G数据传输模块(9)给电动机a(2)和电动机b(3)下达指令，电动机a(2)和电动机b(3)转动提升绳索(4)和控制绳索(5)下放至河道内一定深度；
步骤3，待采样出河道恢复正常状态时，工作人员通过可视化界面任务处理模块(12)操控传达指令给5G数据传输模块(9)，通过5G数据传输模块(9)给电动机a(2)和电动机b(3)下达指令，电动机a(2)和电动机b(3)转动提升绳索(4)和控制绳索(5)提升，且提升过程中电动机a(2)匀速转动，通过控制电动机b(3)的转速控制控制绳索(5)的上升速度从而保证采样桶(6)竖直，将采样桶(6)提升离开河道；
步骤4，采样桶(6)提升过程中摄像头(8)记录影像数据，挠曲度传感器(7)记录支架外壳(1)顶部的挠曲度数据，并将影像数据和挠曲度数据通过5G数据传输模块(9)将数据传递给后台数据分析模块(10)；
步骤5，后台数据分析模块(10)读取摄像头(8)与采样桶(6)平行时采样桶(6)的刻度数据作为取样体积，后台数据分析模块(10)通过挠曲度数据计算采样污水的总质量，然后计算泥沙含量a；
步骤6，将计算出的泥沙含量a反馈至预警模块(11)，当a值大于预警模块的预设值时，预警模块(11)发布警告。
7.根据权利要求6所述的一种基于密度的泥沙含量测定方法，其特征在于，所述泥沙含量a按照如下公式计算：
其中，m是采样污水的总质量，ρs是泥沙颗粒密度，ρw是水的密度，V是取样体积。
8.根据权利要求6所述的一种基于密度的泥沙含量测定方法，其特征在于，待一次采样结束后，通过控制电动机b(3)从而控制绳索(5)的长度，使得采样桶(6)倾斜甚至翻转将采样的样品倾倒至河道内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111647528.4A CN114486627A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种基于密度的泥沙含量测定装置及测定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111647528.4A CN114486627A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种基于密度的泥沙含量测定装置及测定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114486627A true CN114486627A (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81497142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111647528.4A Pending CN114486627A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种基于密度的泥沙含量测定装置及测定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114486627A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2442259Y (zh) * | 2000-08-11 | 2001-08-08 | 西北农林科技大学 | 便携式水流泥沙含量测量仪 |
| CN104007273A (zh) * | 2014-05-24 | 2014-08-27 | 肖英 | 一种河流泥沙含量的监测设备及其测算方法 |
| CN104165817A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-26 | 长春工程学院 | 径流泥沙含量实时测量装置及测量方法 |
| CN109633193A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-16 | 西安理工大学 | 一种径流泥沙自动化取样与测定装置及其方法 |
| CN209432825U (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-24 | 北京天航佳德科技有限公司 | 一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置 |
| KR102073118B1 (ko) * | 2018-08-29 | 2020-02-04 | 대한민국 | 로드셀 센서를 이용한 토사 유출량 계측 시스템 |
| CN111811977A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-23 | 西安三智科技有限公司 | 一种径流泥沙含量与流量测量装置及测量方法 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111647528.4A patent/CN114486627A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2442259Y (zh) * | 2000-08-11 | 2001-08-08 | 西北农林科技大学 | 便携式水流泥沙含量测量仪 |
| CN104007273A (zh) * | 2014-05-24 | 2014-08-27 | 肖英 | 一种河流泥沙含量的监测设备及其测算方法 |
| CN104165817A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-26 | 长春工程学院 | 径流泥沙含量实时测量装置及测量方法 |
| KR102073118B1 (ko) * | 2018-08-29 | 2020-02-04 | 대한민국 | 로드셀 센서를 이용한 토사 유출량 계측 시스템 |
| CN109633193A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-16 | 西安理工大学 | 一种径流泥沙自动化取样与测定装置及其方法 |
| CN209432825U (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-24 | 北京天航佳德科技有限公司 | 一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置 |
| CN111811977A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-23 | 西安三智科技有限公司 | 一种径流泥沙含量与流量测量装置及测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR200438336Y1 (ko) | 수질센서 관리장치 | |
| CN107894381B (zh) | 一种南方河流用测沙装置和方法 | |
| CN109374847B (zh) | 一种浮力补偿式多参数垂向水质数据自动采集装置及使用方法 | |
| CN113503941A (zh) | 一种地下水位监测装置及地下水位监测方法 | |
| CN117109522B (zh) | 沉降水位一体化监测装置 | |
| CN106596477A (zh) | 一种液体透明度在线监测仪器、装置、系统和网络 | |
| CN216283789U (zh) | 一种水利工程用水位监测装置 | |
| JP4822363B2 (ja) | 地下水流動兼濁度測定装置 | |
| CN113884644A (zh) | 一种景观养殖水水质指标的监测方法及系统 | |
| CN114486627A (zh) | 一种基于密度的泥沙含量测定装置及测定方法 | |
| CN206177422U (zh) | 一种新型地下水压力式水位计准确度检测装置 | |
| CN113074797A (zh) | 一种无水尺测量水位装置及水位标定方法 | |
| CN217033881U (zh) | 垂直剖面水质监测装置 | |
| CN108037052B (zh) | 一种水文站用红外光学式自动测沙装置和方法 | |
| CN102706410B (zh) | 浮筒式地下水埋深速率仪及其测试方法 | |
| CN206671176U (zh) | 一种液体透明度在线监测仪器、装置、系统和网络 | |
| CN211085335U (zh) | 一种基于智慧城市的城市水源地监测装置 | |
| CN211317464U (zh) | 一种水位监测装置 | |
| CN203685161U (zh) | 一种用于电力勘测的全景钻孔图像获取系统 | |
| CN106771289A (zh) | 一种液体透明度设备 | |
| CN107140117A (zh) | 一种海上检测仪器防生物附着升降装置 | |
| CN108037054B (zh) | 一种设有方位检测传感器的自动测沙装置和方法 | |
| CN221426113U (zh) | 一种水利工程监理用工程验收监测装置 | |
| US20240201160A1 (en) | Device for stratified in-situ monitoring of water quality and dissolved oxygen of sediments in tidal river network region | |
| CN106949859B (zh) | 一种水位较高情况下探测井室内部排水管道的装置及探测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220513 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |