CN2503478Y - 一种压力式水流泥沙含量测量仪 - Google Patents

一种压力式水流泥沙含量测量仪 Download PDF

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李小昱
雷廷武
王为
赵军
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一种压力式水流泥沙含量测量仪,上压力传感器与下压力传感器分别平行固定在水下测量盒内,阻尼网罩安装在水下测量盒压力传感器膜片的前方,手持支架固定在水下测量盒的顶部,压力传感器通过屏蔽电缆连接入测量显示计。该装置采用非电量电测的方法,通过压力传感器采集液体中不同深度的压力来测量泥沙含量,测量范围为0～2000kg/m3,具有精度高、操作简单、携带方便等特点,可以快速、方便、准确、在线地为水土流失的研究与防治提供科学依据。

Description

一种压力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，特别是一种通过压力传感器采集数据的压力式水流泥沙含量测量仪。
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、在线地测定泥沙含量；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，对工作环境有一定的要求，测量装置复杂、精度较差。
本发明的目的是设计一种采用压力传感器并通过非电量电测的方法，测量液体中不同深度的压力来测量泥沙含量的便携式仪器。它能够快速、准确、方便、在线地测量水流中泥沙含量的变化，测量范围大、精度高、操作简便、体积小，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研究。
本实发明的一种压力式水流泥沙含量测量仪，由水下测量盒、上压力传感器、阻尼网罩、下压力传感器、手持支架、屏蔽电缆、测量显示计等组成，测量显示计的板面上设置有显示屏、电源开关、键盘和输出接口，采用通用高精度的低压力传感器。上压力传感器与下压力传感器分别平行固定在水下测量盒内，上压力传感器膜片与下压力传感器膜片中心线的垂直距离固定不变；阻尼网罩安装在水下测量盒上压力传感器膜片与下压力传感器膜片的前方，阻止沙石杂物对压力传感器膜片的冲击；手持支架固定在水下测量盒的顶部，压力传感器通过屏蔽电缆经由手持支架连接入测量显示计。液体压力的变化受到深度与密度变化的影响，采用非电量电测的方法通过压力传感器测量压力来获得液体密度(水流泥沙含量)的变化，上、下压力传感器同时测量出液体内不同深度的压力而形成压差，当液体密度(水流泥沙含量)发生变化时，测量出的压差值也随着变化；测试的信号通过屏蔽电缆输入测量显示计，测量显示计采用微电脑芯片来进行采集、运算、存储，并由显示屏显示出水流泥沙含量的变化，也可以通过输出接口将信号下载输入微型计算机进行运算与统计分析。
试验准备时，先操作手持支架将水下测量盒放入泥沙含量为0kg/m3的液体中，打开测量显示计的电源开关并操作键盘进行预调平衡，使其显示值为零；测量时，操作手持支架将水下测量盒放入被测的液体中，压力传感器进行测试并将液体密度(水流泥沙含量)压差的变化输入测量显示计，测量显示计经过数据处理后显示出测量的泥沙含量值，并可将测量值存储或下载。
本发明的一种压力式水流泥沙含量测量仪的优点是：采用非电量电测的方法，通过上、下压力传感器将被测液体密度(水流泥沙含量)压差的变化输入测量显示计进行运算后，由显示屏显示出泥沙含量值，并可将测量值存储或下载。测量水流泥沙含量的范围为0～2000kg/m3；具有精度高、操作简单、体积小、携带方便、成本低等特点，适用于实验室与野外的测试，可以快速、准确、方便、在线地测量水流中的泥沙含量，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是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的水下测量盒组合示意图。
图3是本实用新型的工作原理示意图。
图中1.水下测量盒2.下压力传感器3.阻尼网罩4.上压力传感器5.手持支架6.屏蔽电缆7.测量显示计8.键盘9.显示屏10.输出接口11.电源开关12.下压力传感器膜片13上压力传感器膜片
如图1所示，上压力传感器(4)与下压力传感器(2)分别平行固定在水下测量盒(1)内，阻尼网罩(3)安装在水下测量盒(1)内上压力传感器(4)与下压力传感器(2)的膜片前方，手持支架(5)固定在水下测量盒(1)的顶部；水下测量盒由屏蔽电缆(6)经由手持支架(5)联接入测量显示计(7)；测量显示计(7)上设置有键盘(8)、显示屏(9)、输出接口(10)和电源开关(11)。
如图2所示，上压力传感器(4)与下压力传感器(2)分别平行固定在水下测量盒(1)内，阻尼网罩(3)安装在水下测量盒(1)的上压力传感器膜片(13)与下压力传感器膜片(12)的前方，上压力传感器膜片(13)与下压力传感器膜片(12)中心线的垂直距离h固定不变；上压力传感器(4)与下压力传感器(2)通过屏蔽电缆(6)经由手持支架(5)向测量显示计(7)输出采集的信号。
如图3所示，水下测量盒(1)放入液体中，上压力传感器(4)测量上水层的压强P2，下压力传感器(2)测量下水层的压强P1，同步测量可以求出上压力传感器(4)与下压力传感器(2)固定垂直高度h间的压差值；当水流中的泥沙含量发生变化时，上压力传感器(4)与下压力传感器(2)同步测量的压差值也随着变化，压差值的变化输入测量显示计(7)进行运算后，可以快速、准确、方便、在线的反映出水流中泥沙含量的变化情况，并可以通过输出接口(10)下载输入微型计算机进行数据处理与分析。

Claims (1)

1.一种压力式水流泥沙含量测量仪是由水下测量盒、上压力传感器、阻尼网罩、下压力传感器、手持支架、屏蔽电缆、测量显示计等组成，采用通用高精度的低压力传感器，其特征在于：上压力传感器与下压力传感器分别平行固定在水下测量盒内，上压力传感器膜片与下压力传感器膜片中心线的垂直距离固定不变；阻尼网罩安装在水下测量盒内压力传感器膜片的前方，手持支架固定在水下测量盒的顶部，压力传感器通过屏蔽电缆经由手持支架连接入测量显示计；测量显示计上设置有显示屏、电源开关、键盘和输出接口。
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