CN210293969U - 悬移质含沙量自动测验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种悬移质含沙量自动测验系统，包括：试验台以及浑水搅拌池，所述试验台上设有：自动上水器、比重瓶、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置、电源模块以及控制器；所述电源模块用于为所述自动上水器、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置和所述控制器供电；本实用新型通过设置试验台并在试验台上设置自动上水器、比重瓶、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置、电源模块以及控制器实现比重瓶在进行含沙量测验时的自动化，机械操作减少了工作量，缩短了工作时间，提高了工作效率和测验精度。

Description

悬移质含沙量自动测验系统

技术领域

本实用新型属于浑水模拟试验技术领域，具体涉及一种悬移质含沙量自动测验系统。

背景技术

含沙量一般是单位体积的浑水中所含的干沙的质量。水体中的含沙量测验，是河流水文观测、河工模型试验、水质评价及工农业取水中必不可少的测验要素，对于上述课题研究领域具有举足轻重的作用。

根据测验原理的不同，含沙量的测验方法分为直接测验法和间接测验法。

直接测验法主要有风干称重法和比重瓶法。风干称重法通常取一定量的浑水样，经过沉淀或滤纸过滤后，在烘箱中风干，由秤称出重量，计算得到含沙量。比重瓶法也称为置换法，它是采用预先率定好的比重瓶灌装浑水水样，进行称重及水温测验，之后用浑水重减去同温度清水重，两者差值除以比重瓶体积，再乘以水沙置换系数即得到水体含沙量。

间接测验法主要有光电测沙仪法、同位素测沙仪法、激光测沙仪法和超声波测沙仪法等。与直接测验法相比，间接测验法还处于研发阶段，测验精度低；另外，间接测验法采用的仪器都是基于光电、同位素、超声波以及核能等原理生产的，投资高、费用大且不适用于大于20kg/m³的浑水。因此，现阶段水体含沙量普遍采用直接测验法。

相关技术的实验中，在采用传统的比重瓶法时因为含沙量指标是受制于设备、操作人员等客观因素，导致含沙量测验存在体力劳动强度大、工作效率低、标准化程度低、精度不高等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种悬移质含沙量自动测验系统，以解决现有技术中含沙量在测验过程中体力劳动强度大、工作效率低、标准化程度低、精度不高的问题。

为实现以上目的，实用新型采用如下技术方案：一种悬移质含沙量自动测验系统，包括：试验台以及浑水搅拌池，所述试验台上设有：自动上水器、比重瓶、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置、电源模块以及控制器；

所述电源模块用于为所述自动上水器、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置和所述控制器供电；

所述浑水搅拌池用于盛放浑水；

所述控制器，用于向所述自动上水器发送上水指令，向所述喷淋装置发送喷洒指令，向所述风干装置发送风干指令，向所述机械手发送移动指令和放水指令，向所述电子天平发送称重指令，向所述电子测温装置发送测温指令；

所述自动上水器，用于根据所述上水指令将所述浑水搅拌池中的浑水添加到所述比重瓶中，所述比重瓶瓶底设有由塞子塞住的出水口；

所述喷淋装置，用于根据所述喷洒指令喷洒清水，清洗所述比重瓶的外表面；

所述风干装置，用于根据所述风干指令风干所述比重瓶；

所述机械手，用于根据所述移动指令将风干后的比重瓶放置在电子天平上，还用于根据所述放水指令取出和放回所述比重瓶瓶底的塞子；

所述电子天平，用于根据所述称重指令称量风干后的所述比重瓶的重量；

所述电子测温装置，用于根据所述测温指令测量所述比重瓶中浑水的水温。

进一步的，还包括：

显示屏，用于显示电子天平的示数、电子测温装置的示数以及含沙量测验结果的示数；

所述显示屏与所述控制器连接。

进一步的，所述试验台上设有

传送带和运转按钮，所述传送带和运转按钮分别与所述控制器连接；

所述自动上水器、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置位于所述传送带的一侧或两侧。

进一步的，还包括：所述浑水搅拌池底部设有：

搅拌泵，所述搅拌泵端部设有搅拌叶片；

所述搅拌泵用于控制所述搅拌叶片对所述浑水搅拌池进行搅拌。

进一步的，还包括：

清水池，所述清水池连接所述喷淋装置，用于向所述喷淋装置提供清水；

所述清水池中设有清水泵，所述清水泵与所述控制器的连接。

进一步的，所述自动上水器中设有第一定时器；

所述喷淋装置中设有第二定时器；

所述风干装置中设有第三定时器；

所述第一定时器、第二定时器、第三定时器分别与所述控制器连接。

进一步的，所述喷淋装置包括：

喷洒头、管道以及喷口，所述喷洒头与管道相连接，所述喷洒头上设有若干喷口。

进一步的，所述风干装置包括：

风干室，所述风干室内设有风干吹送和温度探头。

进一步的，所述电子测温装置采用电子温度计。

进一步的，所述试验台底部设有四个万向轮。

本实用新型采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：

通过设置试验台并在试验台上设置自动上水器、比重瓶、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置、电源模块以及控制器实现比重瓶在进行含沙量测验时的自动化，机械操作减少了工作量，提高了操作的标准化程度，缩短了工作时间，提高了工作效率和测验精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种悬移质含沙量自动测验系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种悬移质含沙量自动测验方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的悬移质含沙量自动测验系统及其工作方法。

如图1所示，本申请提供一种悬移质含沙量自动测验系统，包括：试验台(图中未示出)以及浑水搅拌池(图中未示出)，所述试验台上设有：自动上水器12、比重瓶(图中未示出)、喷淋装置13、风干装置14、电子天平16、机械手15、电子测温装置17、电源模块(图中未示出)以及控制器11；

所述电源模块用于为所述自动上水器12、喷淋装置13、风干装置14、电子天平16、机械手15、电子测温装置17和所述控制器11供电；

所述浑水搅拌池用于盛放浑水；

所述控制器11，用于向所述自动上水器12发送上水指令，向所述喷淋装置13发送喷洒指令，向所述风干装置14发送风干指令，向所述机械手15发送移动指令和放水指令，向所述电子天平16发送称重指令，向所述电子测温装置17发送测温指令；

所述自动上水器12，用于根据所述上水指令将所述浑水搅拌池中的浑水添加到所述比重瓶中，所述比重瓶瓶底设有由塞子塞住的出水口；

所述喷淋装置13，用于根据所述喷洒指令喷洒清水，清洗所述比重瓶的外表面；

所述风干装置14，用于根据所述风干指令风干所述比重瓶；

所述机械手15，用于根据所述移动指令将风干后的比重瓶放置在电子天平16上，还用于根据所述放水指令取出和放回所述比重瓶瓶底的塞子；

所述电子天平16，用于根据所述称重指令称量风干后的所述比重瓶的重量；

所述电子测温装置17，用于根据所述测温指令测量所述比重瓶中浑水的水温。

本申请提供的悬移质含沙量自动测验系统的工作原理是，在通电之后，自动上水器12为比重瓶加入浑水，其中比重瓶具有上瓶口和下瓶口，均采用木塞塞住，当自动上水器12为比重瓶加满浑水后，机械手15用木塞将比重瓶的上瓶口塞住并移动到喷淋装置13出，喷淋装置13对比重瓶的表面进行喷淋，冲刷比重瓶表面的污垢，之后风干装置14对比重瓶的表面的水分进行风干，然后机械手15将比重瓶移动到电子天平16上进行称重并记录示数，机械手15再将比重瓶的下瓶口的木塞移除放出其中的浑水，使用电子测温装置17测试浑水的温度并记录示数，采用质量法进行含沙量计算。重复上述操作流程，多次计算，取平均值以提高测试精度。其中，本申请中提供的试验台的底部设有四个万向轮，试验台可以随时进行移动，本申请中采用的浑水搅拌池可以为设置在实验室中需要进行测试浑水的装置，还可以是直接在需要测试浑水的地方，比如流道，工作人员可以将试验台移动到待测试的流道附近。本申请中采用风干装置14对比重瓶表面的水分进行风干，以免影响比重瓶或者比重屏中浑水的温度，对实验造成影响。

具体的，本申请中质量法测试比重瓶含沙量的计算方法为：

W_S＝k(W_WS-W_W) (1)

上式中，W_S为泥沙质量；W_WS为比重瓶加浑水的质量；W_W为同温度下比重瓶加清水的质量；ρ_S为泥沙密度；ρ为谁的密度；k为置换系数；

沙样含沙量计算公式为

式中V为比重瓶体积；

将公式(3)中的单位统一为国际单位制，则含沙量的计算公式变为

需要说明的是，本申请在具体实验操作中，工作人员通常使用蒸馏水或去离子水作为实验用水，为了实验方便，在实验过程中，可以先将不同温度的蒸馏水或去离子水重W_W支撑表格以备使用。在计算含沙量时，根据比重瓶加浑水称重时所测得的水温，查出W_W值，根据公式(4)即可求出含沙量。

本申请提供的悬移质含沙量自动测验系统通过设置试验台并在试验台上设置自动上水器12、比重瓶、喷淋装置13、风干装置14、电子天平16、机械手15、电子测温装置17、电源模块以及控制器11实现比重瓶在进行低沙含量测验时的自动化，机械操作减少了工作量，缩短了工作时间，提高了工作效率和测验精度。

一些实施例中，本申请提供的悬移质含沙量自动测验系统，还包括：

显示屏18用于显示电子天平16的示数、电子测温装置17的示数以及含沙量测验结果的示数；

所述显示屏18与所述控制器11连接。

本申请在显示屏中显示电子天平16的示数和电子测温装置17的示数，方便观察和记录。

所述试验台上设有

传送带19和运转按钮，所述传送带和运转按钮分别与所述控制器11连接；

所述自动上水器12、喷淋装置13、风干装置14、电子天平16、机械手15、电子测温装置17位于所述传送带的一侧或两侧。

在进行实验时，启动电源，按下运转按钮，传送带可以将比重瓶进行移动，其中传送带上可设有位置传感器，位置传感器与控制器11连接，当比重瓶到达设定位置时，位置传感器发送信号至控制器11，控制器11控制传送带停止。或者可以人工控制按钮以控制传送带的启动与停止。其中，可以将本申请中的自动上水器12、喷淋装置13、风干装置14、电子天平16、机械手15、电子测温装置17放置在传送带的一侧，还可以将自动上水器12、喷淋装置13、风干装置14、电子天平16、机械手15、电子测温装置17放置在传送带的两侧，本申请在此不做限定。

一些实施例中，本申请提供的悬移质含沙量自动测验系统，还包括：所述浑水搅拌池底部设有：

搅拌泵，所述搅拌泵端部设有搅拌叶片；

所述搅拌泵用于控制所述搅拌叶片对所述浑水搅拌池进行搅拌。

因为含沙量会因为重力原因下降，不能精确的计算含沙量，采用搅拌泵使得浑水的含沙量比较均匀，计算含沙量能够更加精确。

一些实施例中，本申请还包括：

清水池，所述清水池连接所述喷淋装置13，用于向所述喷淋装置13提供清水；

所述清水池中设有清水泵，所述清水泵与所述控制器11的连接。

一些实施例中，所述自动上水器12中设有第一定时器；

所述喷淋装置13中设有第二定时器；

所述风干装置14中设有第三定时器；

所述第一定时器、第二定时器、第三定时器分别与所述控制器11连接。

具体的，第一定时器控制时间为3s，或者说是正好将比重瓶加满的时间，本申请第一定时器的控制时间可以根据比重瓶的大小进行设定。第二定时器与第三定时器的总控制时间为1min，或者可以对第二定时器、第三定时器的控制时间进行分别设定，本申请在此不进行设定。工作人员可根据实际需要进行设定。

一些实施例中，所述喷淋装置13包括：

喷洒头、管道以及喷口，所述喷洒头与管道相连接，所述喷洒头上设有若干喷口。

具体的，喷洒头用于喷洒清水，管道用于将清水池中的水输入到喷淋装置13，喷口用于喷水，毛刷套可用于清洗比重瓶表面的污垢。

一些实施例中，所述风干装置14包括：

风干室，所述风干室内设有风干吹送和温度探头。

其中，风干吹送用于提供温度，温度探头用于测量风干室内的温度，以便于工作人员观察风干室内温度，以免风干温度使得比重瓶温度改变较大。

需要说明的是，本申请中提供的机械手15采用现有技术，本申请不再赘述。

优选的，本申请中的电子测温装置17采用电子温度计。

需要说明的是，温度对含沙量影响较大，且在含沙量越小时，温度误差对含沙量的影响越大，因此在含沙量测验中，本申请采用示值为0.1摄氏度的温度计测验温度，并定期对温度计进行校验。

如图2所示，本申请体用一种上述实施例实现的悬移质含沙量自动测验系统的工作方法，包括：

S101，所述自动上水器12将所述浑水搅拌池中的浑水添加到所述比重瓶中，所述比重瓶瓶底设有由塞子塞住的出水口；

S102，所述喷淋装置13喷洒清水，清洗所述比重瓶的外表面；

S103，所述风干装置14风干所述比重瓶；

S104，所述机械手15将风干后的比重瓶放置在电子天平16上；

S105，所述电子天平16称量风干后的所述比重瓶的重量；

S106，所述机械手15取出和放回所述比重瓶瓶底的塞子

S107，所述电子测温装置17测量所述比重瓶中浑水的水温。

具体的，本申请中，启动电源后，控制器11向自动上水器12发送上水指令，向喷淋装置13发送喷洒指令，向风干装置14发送风干指令，向机械手15发送移动指令和放水指令，向电子天平16发送称重指令，向电子测温装置17发送测温指令，使得自动上水器12为比重瓶加入浑水，其中比重瓶具有上瓶口和下瓶口，均采用木塞塞住，当自动上水器12为比重瓶加满浑水后，机械手15用木塞将比重瓶的上瓶口塞住并移动到喷淋装置13出，喷淋装置13对比重瓶的表面进行喷淋，冲刷比重瓶表面的污垢，之后风干装置14对比重瓶的表面的水分进行风干，然后机械手15将比重瓶移动到电子天平16上进行称重并记录示数，机械手15再将比重瓶的下瓶口的木塞移除放出其中的浑水，使用电子测温装置17测试浑水的温度并记录示数，采用质量法进行含沙量计算。重复上述操作流程，多次计算，取平均值以提高测试精度。

综上所述，本实用新型提供一种悬移质含沙量自动测验系统，通过设置试验台并在试验台上设置自动上水器、比重瓶、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置、电源模块以及控制器实现比重瓶在进行低沙含量测验时的自动化，机械操作减少了工作量，缩短了工作时间，提高了工作效率和测验精度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，包括：试验台以及浑水搅拌池，所述试验台上设有：自动上水器、比重瓶、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置、电源模块以及控制器；

所述电源模块用于为所述自动上水器、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置和所述控制器供电；

所述浑水搅拌池用于盛放浑水；

所述控制器，用于向所述自动上水器发送上水指令，向所述喷淋装置发送喷洒指令，向所述风干装置发送风干指令，向所述机械手发送移动指令和放水指令，向所述电子天平发送称重指令，向所述电子测温装置发送测温指令；

所述自动上水器，用于根据所述上水指令将所述浑水搅拌池中的浑水添加到所述比重瓶中，所述比重瓶瓶底设有由塞子塞住的出水口；

所述喷淋装置，用于根据所述喷洒指令喷洒清水，清洗所述比重瓶的外表面；

所述风干装置，用于根据所述风干指令风干所述比重瓶；

所述机械手，用于根据所述移动指令将风干后的比重瓶放置在电子天平上，还用于根据所述放水指令取出和放回所述比重瓶瓶底的塞子；

所述电子天平，用于根据所述称重指令称量风干后的所述比重瓶的重量；

所述电子测温装置，用于根据所述测温指令测量所述比重瓶中浑水的水温。

2.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，还包括：

显示屏，用于显示电子天平的示数、电子测温装置的示数以及含沙量测验结果的示数；

所述显示屏与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，所述试验台上设有

传送带和运转按钮，所述传送带和运转按钮分别与所述控制器连接；

所述自动上水器、喷淋装置、风干装置、电子天平、机械手、电子测温装置位于所述传送带的一侧或两侧。

4.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，还包括：所述浑水搅拌池底部设有：

搅拌泵，所述搅拌泵端部设有搅拌叶片；

所述搅拌泵用于控制所述搅拌叶片对所述浑水搅拌池进行搅拌。

5.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，还包括：

清水池，所述清水池连接所述喷淋装置，用于向所述喷淋装置提供清水；

所述清水池中设有清水泵，所述清水泵与所述控制器的连接。

6.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，

所述自动上水器中设有第一定时器；

所述喷淋装置中设有第二定时器；

所述风干装置中设有第三定时器；

所述第一定时器、第二定时器、第三定时器分别与所述控制器连接。

7.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，所述喷淋装置包括：

喷洒头、管道以及喷口，所述喷洒头与管道相连接，所述喷洒头上设有若干喷口。

8.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，所述风干装置包括：

干燥室，所述干燥室内设有风干吹送和温度探头。

9.根据权利要求1所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，

所述电子测温装置采用电子温度计。

10.根据权利要求1至9任一项所述的悬移质含沙量自动测验系统，其特征在于，所述试验台底部设有四个万向轮。

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