CN2442259Y - 便携式水流泥沙含量测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种便携式水流泥沙含量测量仪。该装置采用非电量电测的方法,通过电阻应变式力传感器测量标准容积内泥沙水样的质量并将信号输入测量显示计,根据设定的条件进行数据处理后显示出泥沙含量值并存储;具有操作简单、快捷,数据显示及时、准确,体积小、携带方便、成本低等特点,适用于实验室与外出测量。该装置测量泥沙含量的范围为0～1000kg/m3,可以快速、方便、准确地为水土流失的研究与防治提供科学依据。

Description

便携式水流泥沙含量测量仪

本实用新型是一种测量水流泥沙含量的测试仪器，特别是一种采用非电量电测方法的便携式水流泥沙含量测量仪。

土壤侵蚀是危及人类生存与发展的重要环境问题之一，在我国表现更为突出。在土壤侵蚀研究与治理水土流失中，水流中泥沙含量的测量具有重要意义。它为土壤侵蚀动力过程的模拟与研究、土壤侵蚀预报模型的建立等提供基础资料，为监测和预报水土流失过程、积累水流泥沙含量的资料、及时准确地控制水土流失提供科学依据。

目前，测定水流泥沙含量普遍使用的仍然是传统的“烘干称重法”，即采集一定体积的样品经过预处理，然后烘干、称重来求知泥沙含量，这种方法测量周期长、操作过程繁杂、费时费力，不能快速测定泥沙含量；基于传统测量方法的局限性，许多现代测量方法逐步在泥沙含量的测量中被提出，诸如振动法、光电法、射线法、超声法、激光法以及数学模拟方法等(方彦军，张红梅，程瑛.含沙量测量的新进展.武汉水利电力大学学报，1999，6(3)：55～57；唐克丽.中国土壤侵蚀与水土保持学的特点及展望.水土保持研究，1999，6(2)：2～7；单成祥编著.传感器的理论与设计基础及其应用.北京：国防工业出版社，1999；郑粉莉.浅谈我国土壤侵蚀学科亟待加强的研究领域.水土保持研究，1999，6(2)：26～31；杨光琦.小流域防治体系中沟坡兼治的量化指标.中国水土保持，1999，(12)：42～43)。这些方法因环境因素的影响、仪器的稳定性以及测量方法本身所要求的条件与缺陷而受到一定的限制，而且测量泥沙含量的范围一般都很窄，工作环境有一定的要求，测量装置复杂、体积较大、成本与使用费用高。

本发明的目的是设计一种采用非电量电测的方法且便于携带的水流泥沙含量测量仪。它能够快速、准确、方便地测量水流泥沙含量，测量范围大、操作简便、结构简单、体积小、精度高，可以广泛地用于土壤侵蚀与水土流失中水流泥沙含量的测量与科学研究。

本发明的便携式水流泥沙含量测量仪，由取样量筒、提升支架、软钢索、电阻应变式力传感器、测量显示计、手柄等组成。取样量筒采用不锈钢材料制作，内外壁的表面进行抛光处理，取样时可以防止壁面被水和泥沙附着增加质量而影响测量的准确性；它的容量设计为530ml，在500ml的计量线上方环周排列有长条形溢水孔，使采集时多于取样标准500ml以外的泥沙水由溢水孔迅速排出，保证取样容积的精确。提升支架安装在取样量筒上部的支架孔内，提升时保证取样量筒的计量线处于水平位置；提升支架通过软钢索与电阻应变式力传感器连接，电阻应变式力传感器固定在测量显示计的底部，导线接入测量显示计内，手柄固定在测量显示计的顶部；测量显示计的板面上设置有显示屏、电源开关、键盘等。测量时，首先由键盘设定泥沙的种类与比重、显示单位及存储的格式或要求，再通过电阻应变式力传感器测量标准容积内泥沙水样的质量并将信号输入测量显示计，测量显示计采用微电脑芯片进行控制、运算、存储，由显示屏显示出泥沙含量值。

每次试验准备时，用手柄将测量显示计提高，使电阻应变式力传感器通过软钢索拖动提升支架将空取样量筒提起，打开测量显示计的电源开关并操作键盘设定测量的要求，并预调平衡剔除软钢索、提升支架和取样量筒的质量；测量时，操纵提升支架将取样量筒沉入被采集水样的水沟槽里盛满泥沙水后垂直提起，多于设计容积的泥沙水由取样量筒溢水孔迅速排出后，装满500ml泥沙水样的取样量筒使电阻应变式力传感器受力并将信号输入测量显示计，测量显示计经过数据处理由显示屏显示出测量的泥沙含量值，并将测量值存储。继续测量时，将取样量筒里的泥沙水样到出，重复以上测量过程，测量显示计即可显示出重新测量的泥沙含量值并存储。

本发明的便携式水流泥沙含量测量仪的优点是：采用非电量电测的方法，通过电阻应变式力传感器测量取样量筒采集泥沙水样后的质量并将信号输入测量显示计，测量显示计根据设定经数据处理后在显示屏显示出泥沙含量值并依次存储，测量水流泥沙含量的范围为0～1000kg/m³；具有操作简单、快捷，数据显示及时、准确，携带方便、体积小、成本低等特点，适用于实验室与野外测量，可以快速、准确、方便地为水土流失的研究与防治提供科学依据。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的便携式水流泥沙含量测量仪的结构示意图。

图2是本发明的便携式水流泥沙含量测量仪取样量筒的结构示意图。

图中1.取样量筒  2.提升支架  3.软钢索  4.电阻应变式力传感器  5.测量显示计  6.手柄  7.显示屏  8.电源开关  9.键盘  10.不锈钢筒体  11.计量线  12.溢水孔  13.支架孔13

如图1所示，提升支架(2)固定在取样量筒(1)上部的支架孔(13)上，提升时保证取样量筒(1)内的计量线(11)处于水平位置；提升支架(2)通过软钢索(3)与电阻应变式力传感器(4)连接，电阻应变式力传感器(4)固定在测量显示计(5)的底部，手柄(6)固定在测量显示计(5)的上部；测量显示计(5)的板面上设置有显示屏(7)、电源开关(8)、操作键盘(9)，通过操作可完成预调平衡、泥沙种类与比重选择、测试、显示与存储等功能。

如图2所示，取样量筒(1)采用不锈钢简体(10)，在筒内外壁的表面进行抛光处理，取样时可以防止水和泥沙附着壁面，影响测量的准确性；取样量筒(1)的容量为530ml，在500ml的计量线(11)上方环周排列有长方条形溢水孔(12)，使采集时多于取样标准500ml以外的泥沙水由溢水孔(1)迅速排出，保证采集容积的准确；安装提升支架(2)的支架孔(13)设计在取样量筒(1)筒口部位。

每次试验的准备时，用手柄(6)将测量显示计(5)提高，使电阻应变式力传感器(4)通过软钢索(3)带动提升支架(2)把空的取样量筒(1)提起，打开测量显示计(5)的电源开关(8)并操作键盘(9)设定测量的格式或要求，并预调平衡剔除软钢索(3)、提升支架(2)和取样量筒(1)的质量；采样测量时，操纵提升支架(2)将取样量筒(1)沉入被采集水样的水沟里盛满后垂直提出，多出标准容积的泥沙水由溢水孔(12)迅速排出后；盛满500ml标准水样的取样量筒(1)使电阻应变式力传感器(4)受力后将测试信号输入测量显示计(5)，测量显示计(5)经过数据处理由显示屏(7)显示出测量的泥沙含量值，并将测量值依次存储。继续采样测量时，将取样量筒(1)的水样到出，重复以上测量过程，即可显示本次的泥沙含量值。

本发明的便携式水流泥沙含量测量仪，可以选用不同容积标准的取样量筒，并配置相应的电阻应变式力传感器，完成江河湖泊不同取样要求水流的泥沙含量测量工作。

本发明的便携式水流泥沙含量测量仪也可以替代电子天平等称量工具，完成传感器量程以内物料、溶液的称量。

Claims (2)

1.便携式水流泥沙含量测量仪是由采样量筒、提升支架、软钢索、电阻应变式力传感器、测量显示计、手柄等组成，其特征在于：采用非电量电测的方法，通过电阻应变式力传感器测量泥沙混合水的质量，经数据处理求出水流的泥沙含量；测量时，首先通过键盘设定泥沙的类型与比重、显示单位及存储的格式或要求，再通过电阻应变式力传感器测量500ml容积内泥沙水样的质量并将信号输入测量显示计，测量显示计采用微电脑芯片进行控制、运算、存储，显示屏显示出泥沙含量的测量结果。

2.如权利要求1所说的便携式水流泥沙含量测量仪，其特征在于：取样量筒的容积为530ml，在500ml的计量线上方环周排列有长方条形溢水孔，可以将采集水样时多于取样标准500ml的泥沙水由溢水孔迅速排出，保证取样容积的准确。

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