CN211784945U - 便携式泥沙含量测算仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式泥沙含量测算仪，其包括：底座，底座上部设有称重传感器，所述称重传感器的上部测量端设置有测温装置，所述测温装置上部连接比重瓶；所述底座一侧外表面设有操作面板，所述操作面板内部设有控制器，所述称重传感器将力信号发送给所述控制器；所述测温装置包括基座以及设置在所述基座内部的温度传感器，电源和第一无线传输单元；所述温度传感器将温度信号发送给第一无线传输单元，所述第一无线传输单元将温度信号发送给控制器；所述温度传感器的测温探头穿过所述比重瓶的底部。本实用新型减少了传输线的使用，一方面使整个装置更美观简洁，另一方面测得的数据更为精确，误差较小；而且实现了泥沙含量测算的自动化。

Description

便携式泥沙含量测算仪

技术领域

本实用新型涉及水文泥沙测量技术领域，尤其涉及一种便携式泥沙含量测算仪。

背景技术

水土保持监测是获取水土保持基础数据的重要方法和手段，是科学开展水土保持工作的重要技术支撑。泥沙测量的监测是水土保持监测的基础环节，尤其是不同区域、不同措施、不同立地条件下泥沙测量的变化趋势和规律，始终是水土保持监测工作的主要研究方向。

长期以来，泥沙测量经常采用置换法监测，就是根据不同含沙径流密度不同的原理计算泥沙含量，置换法具有操作简便、节省工序、观测效率高等特点。但是传统置换法在应用中需要观测人员逐一采样并将水样带回实验室进行沉淀、过滤、烘干等处理，耗时耗力，效率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以随身携带，且能自动计算泥沙含量的便携式泥沙含量测算仪。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种便携式泥沙含量测算仪，其包括：底座，所述底座上部设有称重传感器，所述称重传感器的上部测量端设置有测温装置，所述测温装置上部连接比重瓶；所述底座一侧外表面设有操作面板，所述操作面板内部设有控制器，所述称重传感器将力信号发送给所述控制器；

所述测温装置包括基座以及设置在所述基座内部的温度传感器、电源和第一无线传输单元；所述电源分别与所述温度传感器和第一无线传输单元连接，所述温度传感器和第一无线传输单元连接；所述电源为所述温度传感器和所述第一无线传输单元提供电能；

所述比重瓶底部设有螺纹孔，所述温度传感器的测温探头穿过所述比重瓶的底部，与所述螺纹孔螺纹连接，所述测温探头用于检测所述比重瓶内浑水的温度；

所述温度传感器通过传输线将温度信号发送给所述第一无线传输单元，所述第一无线传输单元将所述温度无线发送给所述控制器，所述控制器在接收到所述温度时进行运算处理，得到所述浑水中的泥沙含量。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制器包括：第二无线传输单元、单片机和存储单元；所述单片机与所述第二无线传输单元、存储单元连接；所述第二无线传输单元接收所述第一无线传输单元发送的温度，将所述温度发送给所述单片机，所述单片机接收到所述温度时进行运算处理，得到所述浑水中的泥沙含量，并将所述泥沙含量发送至存储单元以进行存储。

作为本实用新型的进一步改进，所述比重瓶瓶口处设有比重瓶帽，所述比重瓶帽上设有排气孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述基座呈圆柱形，所述比重瓶底部与所述基座上部通过密封胶粘接。

作为本实用新型的进一步改进，还包括防风罩和带把手的防风盖，所述防风罩设置在所述底座上部，所述比重瓶设于所述防风罩内部；所述防风盖扣合在所述防风罩顶部。

作为本实用新型的进一步改进，所述底座上设有卡槽，所述防风罩底部与所述卡槽相适应，所述防风罩通过所述卡槽扣合在所述底座上。

作为本实用新型的进一步改进，所述防风罩的制作材质为透明材料。

作为本实用新型的进一步改进，所述基座制作材质为塑料。

作为本实用新型的进一步改进，所述基座底部可拆卸。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型所提供的一种便携式泥沙含量测算仪，依据《河流悬移质泥沙测量规范》，采用置换法测沙原理，进行设计。比重瓶下部设置与操作面板中控制器连接的测温装置和称重传感器，且测温装置测得的温度信号通过无线传输给控制器，减少了传输线的使用，一方面使整个装置更美观简洁，另一方面测得的数据更为精确，误差较小。

本实用新型提前通过单片机编程，设定程序计算公式和置换系数等参数；在比重瓶内加入浑水后，第二无线传输单元接收温度信号，发送给单片机；称重传感器直接将力信号发送给单片机，将数据代入计算公式中进行计算，得到泥沙含量。整个过程实现了泥沙测算的自动化，不仅省时省力，还减少了人工干预造成的误差。

本实用新型在比重瓶外设置防风罩和防风盖，减少环境干预造成的测量结果的误差，尤其是风对称重传感器测量结果的误差。在比重瓶瓶口位置设置带有排气孔的比重瓶帽，使用时能及时排出多余的液体和空气，保持浑水体积不变。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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它的附图。

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的内部结构示意图。

图3是本实用新型包含防风罩和防风盖的一种立体结构示意图。

图4是本实用新型包含防风罩和防风盖的另一种立体结构示意图。

图5是本实用新型电路连接示意图。

其中：1底座、2称重传感器、3比重瓶、4操作面板、5测温装置、501基座、502温度传感器、503电源、504第一无线传输单元、505测温探头、6比重瓶帽、7排气孔、8防风罩、9卡槽、10防风盖。

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，下面结合附图和具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述。

如图1-图4所示的一种便携式泥沙含量测算仪，其包括：底座1，所述底座 1上部设有称重传感器2，所述称重传感器2的上部测量端设置有测温装置5，所述测温装置5上部连接比重瓶3；所述底座1一侧外表面设有操作面板4，所述操作面板内部设有控制器，所述称重传感器2将力信号发送给所述控制器。称重传感器6上侧的测量端可以为承重托盘或承重板，与电子秤承重台类似。操作面板4内部的控制器接收两个信号，一个是通过称重传感器2测得的比重瓶3、浑水和测温装置5的力信号，一个是测温装置5测得的浑水的温度信号，操作面板4内部接收这两个信号后再进行运算处理，计算泥沙含量。

所述测温装置5包括基座501以及设置在所述基座501内部的温度传感器 502、电源503和第一无线传输单元504；所述电源503分别与所述温度传感器 502和第一无线传输单元504连接，所述温度传感器502和第一无线传输单元504 连接；所述电源503为所述温度传感器502和所述第一无线传输单元504提供电能；所述比重瓶3底部设有螺纹孔，所述温度传感器502的测温探头505穿过所述比重瓶3的底部，与所述螺纹孔螺纹连接，且在其连接的位置涂防水胶使之固定，所述测温探头505用于检测所述比重瓶3内浑水的温度；所述温度传感器 502通过传输线将温度信号发送给所述第一无线传输单元504，所述第一无线传输单元504将所述温度无线发送给所述控制器，所述控制器在接收到所述温度时进行运算处理，得到所述浑水中的泥沙含量；如图2所示。测温装置5测得的温度信号通过第一无线传输单元504传输给控制器，减少了传输线的使用，一方面使整个装置更美观简洁，另一方面测得的数据更为精确，误差较小。

进一步的，为便于测温装置5安装，所述基座501呈圆柱形，所述比重瓶3 底部与所述基座501上部通过密封胶粘接；或，所述比重瓶3底部与所述基座 501上部通过密封环连接。所述基座501底部可拆卸，方便在测温装置5出故障时进行检修。当然，测温装置5内部的电源503为干电池，其电池也可通过可拆卸的基座501底部进行更换。为防止测温装置5进水损坏，所述基座501制作材质为防水材料，比如塑料。

进一步的，所述控制器包括：第二无线传输单元、单片机和存储单元；所述单片机与所述第二无线传输单元、存储单元连接；所述第二无线传输单元接收所述第一无线传输单元504发送的温度，将所述温度发送给所述单片机，所述单片机接收到所述温度时进行运算处理，得到所述浑水中的泥沙含量，并将所述泥沙含量发送至存储单元以进行存储。其整体电路连接示意图如图5所示。

为使本测算仪测量结果更为准确，所述比重瓶3瓶口处设有比重瓶帽6，所述比重瓶帽6上设有排气孔7；在使用时能及时排出多余的液体和空气，保持浑水体积不变。另，在一种可能实现的结构方式中，本测算仪还包括防风罩8和带把手的防风盖10，所述防风罩8设置在所述底座1上部，所述比重瓶3设于所述防风罩8内部；所述防风盖10扣合在所述防风罩8顶部，进一步的，所述底座1上设有卡槽9，所述防风罩8底部与所述卡槽9相适应，所述防风罩8通过所述卡槽9扣合在所述底座1上，如图3所示。在另一种可能的实现方式中，所述防风盖10与所述防风罩8滑动连接，所述防风罩8与所述底座1通过卡槽9 滑动连接，如图4所示。减少环境干预造成的测量结果的误差，尤其是风对称重传感器测量结果的误差。所述防风罩8的制作材质为透明材料，如亚克力板或玻璃，便于观察。

本实用新型所提供的一种便携式泥沙含量测算仪，依据《河流悬移质泥沙测量规范》，采用置换法测沙原理，进行设计。泥沙质量Ws＝kWws-Ww；其中， k为置换系数，Wws为比重瓶3加浑水质量，Ww为相同温度下，比重瓶3加清水质量。而置换系数k＝ρs/ρs-ρw；其中，ρs为干沙密度，ρw为水的密度。本测算仪中，置换系数和计算公式可提前输入程序中，称重传感器2测比重瓶3加浑水质量，温度传感器502测量水温，将测量数据代入计算公式中进行计算，得到泥沙含量。整个过程实现了泥沙测算的自动化，不仅省时省力，还减少了人工干预造成的误差。在此过程中，应当注意，程序中应当将称重传感器2测得的质量减去基座501的质量作为瓶加浑水的质量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，其包括：底座（1），所述底座（1）上部设有称重传感器（2），所述称重传感器（2）的上部测量端设置有测温装置（5），所述测温装置（5）上部连接比重瓶（3）；所述底座（1）一侧外表面设有操作面板（4），所述操作面板内部设有控制器，所述称重传感器（2）将力信号发送给所述控制器；

所述测温装置（5）包括基座（501）以及设置在所述基座（501）内部的温度传感器（502）、电源（503）和第一无线传输单元（504）；所述电源（503）分别与所述温度传感器（502）和第一无线传输单元（504）连接，所述温度传感器（502）和第一无线传输单元（504）连接；所述电源（503）为所述温度传感器（502）和所述第一无线传输单元（504）提供电能；

所述比重瓶（3）底部设有通孔，所述温度传感器（502）的测温探头（505）通过所述通孔穿过所述比重瓶（3）的底部，所述测温探头（505）用于检测所述比重瓶（3）内浑水的温度；

所述温度传感器（502）通过传输线将温度信号发送给所述第一无线传输单元（504），所述第一无线传输单元（504）将所述温度信号无线发送给所述控制器，所述控制器在接收到所述温度信号时进行运算处理，得到所述浑水中的泥沙含量。

2.根据权利要求1所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，所述控制器包括：第二无线传输单元、单片机和存储单元；所述单片机与所述第二无线传输单元、存储单元连接；所述第二无线传输单元接收所述第一无线传输单元（504）发送的温度，将所述温度信号发送给所述单片机，所述单片机接收到所述温度信号时进行运算处理，得到所述浑水中的泥沙含量，并将所述泥沙含量发送至存储单元以进行存储。

3.根据权利要求1所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，所述控制器还包括通讯单元，所述通讯单元通过物联网与服务器连接。

4.根据权利要求1所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，所述基座（501）呈圆柱形，所述比重瓶（3）底部与所述基座（501）上部通过密封胶粘接。

5.根据权利要求1所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，还包括防风罩（8）和带把手的防风盖（10），所述防风罩（8）设置在所述底座（1）上部，所述比重瓶（3）设于所述防风罩（8）内部；所述防风盖（10）扣合在所述防风罩（8）顶部。

6.根据权利要求5所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，所述底座（1）上设有卡槽（9），所述防风罩（8）底部与所述卡槽（9）相适应，所述防风罩（8）通过所述卡槽（9）扣合在所述底座（1）上。

7.根据权利要求5所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，所述防风罩（8）的制作材质为透明材料。

8.根据权利要求1所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，所述基座（501）制作材质为塑料。

9.根据权利要求1所述的便携式泥沙含量测算仪，其特征在于，所述基座（501）底部可拆卸。

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