【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水體泥沙測量領域，具體涉及一種水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置及方法。
技術介紹
1、水體泥沙顆粒級配是指水體中泥沙顆粒的粒徑分布情況，即不同粒徑的泥沙顆粒在水體中的比例和分布。泥沙顆粒級配是研究泥沙運動規律的重要依據，廣泛應用于水庫淤積、河床演變、港灣整治、給水水質處理等領域。
2、傳統的泥沙顆粒級配的測量采用激光粒度儀進行單獨水體采集后的測量作業，利用激光照射在不同尺寸顆粒時產生的衍射和散射角度不同，通過正反傅里葉變換結合光路系統的智能化激光粒度分析技術，計算樣品中泥沙顆粒的大小及其占比，最終得出不同大小顆粒的粒度分布。這種方式需要將水體進行單獨的采集并裝盛至測量設備內，不能實現在線測量作業即便目前市場上出現了一些在線測量裝置，但是其自動采集、測量過程中，存在一定的弊端，具體為測量精度較低，只能實施單獨的定點測量，不能在水體輸送過程中進行實時測量，同時也不能對含沙量進行同步測量，導致終端用水位置給水作業需要單獨實施測量，降低了運行效率。
3、因此，本專利技術提供一種能夠在用水終端實施水體輸送的過程中，對水源位置水體的泥沙顆粒級配及含沙量實施在線測量，整體結構簡單，集成化程度高，測量精確，方法簡單易操作的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置及方法，具有廣泛的市場前景。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供一種能夠在用水終端實施水體輸送的過程中，對水源位置水體的泥沙顆粒級配及含沙量實施在線測量，整體結構簡單，集成化程度高，測
2、本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，包括在線測量中轉箱，所述的在線測量中轉箱的外側安裝有超聲波含沙量傳感箱，超聲波含沙量傳感箱內安裝有單片機，該單片機通過線路與安裝在在線測量中轉箱內壁的超聲波發射頭和超聲波接收頭相連接，在線測量中轉箱的底部一側設置有出液管，出液管上安裝有單向出液電磁閥和抽液泵，在線測量中轉箱的頂部與綜合測量筒相連通，綜合測量筒的頂部通過進液管與水源相連通，在進液管上安裝有進液泵、防逆流電磁閥以及液體流量計。
3、進一步的，所述的綜合測量筒內腔自上而下劃分為進液腔、分流腔和出液腔，分流腔的中心位置設置有測量支撐體，測量支撐體的外壁通過至少三個縱向隔離板與綜合測量筒內壁固定連接，在每個縱向隔離板的兩側均對稱設置有激光監測探頭，相鄰的兩個縱向隔離板之間的綜合測量筒內壁也設置有激光監測探頭，相鄰的兩個縱向隔離板之間的測量支撐體外壁頂部固定安裝有激光探測探頭，激光探測探頭的發射端傾斜朝向出液腔頂部位置，激光監測探頭和激光探測探頭通過導線與設置在在線測量中轉箱頂部的激光粒度測量箱相連接。
4、優選的，所述的在線測量中轉箱為方形箱體結構，超聲波發射頭和超聲波接收頭水平設置在線測量中轉箱的縱向中部位置，綜合測量筒的外壁設置有支撐固定圈，支撐固定圈的底部設置有支柱，支柱的底部固定安裝在在線測量中轉箱的頂部。
5、優選的，所述的進液腔為倒置的漏斗狀腔體結構，進液腔的頂部與進液管的出液端相連通，分流腔為圓柱形腔體結構，分流腔的頂部與進液腔的底部相連通，出液腔為漏斗狀腔體結構，出液腔的頂部與分流腔的底部相連通，在在線測量中轉箱的頂部中心位置開設有進液口,出液腔的底部通過進液口與設置在在線測量中轉箱內混合腔相連通。
6、優選的，所述的縱向隔離板為方形板狀結構，縱向隔離板的長度與分流腔的深度相等，縱向隔離板的兩側分別與綜合測量筒的內壁和測量支撐體的外壁固定連接。
7、優選的，所述的測量支撐體為圓柱形結構，在測量支撐體的頂部和底部分別設置有頂部弧面體和底部弧面體，在測量支撐體的內部設置有激光發射器安裝腔，激光發射器安裝腔內安裝有激光發射器，激光發射器與激光探測探頭電性連接。
8、優選的，所述的激光探測探頭固定安裝在相鄰的兩個縱向隔離板之間的測量支撐體外壁頂部中心位置，激光探測探頭的發射端與測量支撐體之間的夾角為30-45度。
9、優選的，所述的相鄰的兩個縱向隔離板之間的綜合測量筒內壁設置的激光監測探頭的橫向中軸線與測量支撐體的縱向中軸線相互交叉。
10、優選的，所述的激光發射器安裝腔的外側與開設在縱向隔離板內的導線安裝腔相連通，其中一個導線安裝腔的外端與開設在綜合測量筒外壁的導線進入孔相連通，導線進入孔與開設在綜合測量筒內壁的分支布線孔相連通，分支布線孔的內側與導線安裝腔相連通。
11、一種如上所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置的在線測量方法，其測量方法包括如下步驟：
12、s1、開啟進液泵，源頭水體通過進液管進入進液腔，液體流量計對單次抽液量實施計量，進入進液腔的水體在分流腔頂部通過測量支撐體和縱向隔離板實施分流；
13、s2、開啟激光探測探頭和激光監測探頭，對分流至每個分流腔內的水體實施在線泥沙顆粒級配激光測量作業，測量數據通過激光粒度測量箱收集，激光粒度測量箱對每個分流腔內水體泥沙顆粒級配實施匯總運算，并得出單次抽液量水體的泥沙顆粒級配值；
14、s3、分流腔內的水體在實施測量后最終通過出液腔匯流至在線測量中轉箱內，完成單次抽液作業后，關閉進液泵，并開啟超聲波發射頭和超聲波接收頭，通過安裝在超聲波含沙量傳感箱內的單片機對含沙量實施在線測量作業；
15、s4、完成單次抽液含沙量測量作業后，開啟抽液泵和單向出液電磁閥，將在線測量中轉箱內的液體通過出液管輸送至用水終端，當在線測量中轉箱內的液體全部抽出后，再次開啟進液泵實施下一個單次抽液作業，依次循環，完成全部所需抽液量的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量。
16、本專利技術具有如下的積極效果：
17、1、本專利技術提供一種水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，通過在線測量中轉箱實現在線中轉和在線水體泥沙顆粒級配及含沙量測量作業，在線測量中轉箱作為一個中轉載體，通過進液泵抽取單次定量水體進行測量，然后中轉存貯至在線測量中轉箱中，能夠在用水端實施水體需求作業時，對水源水體實施在線的測量作業，通過綜合測量筒內安裝的激光探測探頭和激光監測探頭對水體泥沙顆粒級配實施測量，然后再對中轉至在線測量中轉箱單次抽液量實施含沙量在線測量作業，將水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量分步驟實施單獨的測量，在保證測量結果精確性的同時，不影響單次出液作業的運行，當單次測量作業檢測結果達到預警值時，停止位用戶端提供水源，實現了用水端的在線檢測作業。
18、2、本專利技術采用測量支撐體對縱向隔離板實施支撐，將單次給水在分流腔中實施分流測量作業，能夠對水體內沙顆粒級配測量實施更為精準的分區測量作業，提高了不同粒度泥沙測量時的精確度，實施細致化分流測量，并利用傾斜向下設置的激光探測探頭實施水流方向順勢測量，利用多個激光監測探頭實施更為精確的監測作業，提高了測量的精確度，同時激光探測探頭朝向下方設置，不易污染阻擋，延長本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，包括在線測量中轉箱(1)，其特征在于：所述的在線測量中轉箱(1)的外側安裝有超聲波含沙量傳感箱(5)，超聲波含沙量傳感箱(5)內安裝有單片機，該單片機通過線路與安裝在在線測量中轉箱(1)內壁的超聲波發射頭(21)和超聲波接收頭(22)相連接，在線測量中轉箱(1)的底部一側設置有出液管(2)，出液管(2)上安裝有單向出液電磁閥(3)和抽液泵(4)，在線測量中轉箱(1)的頂部與綜合測量筒(11)相連通，綜合測量筒(11)的頂部通過進液管(6)與水源相連通，在進液管(6)上安裝有進液泵(9)、防逆流電磁閥(8)以及液體流量計(7)。
2.根據權利要求1所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的綜合測量筒(11)內腔自上而下劃分為進液腔(14)、分流腔(31)和出液腔(19)，分流腔(31)的中心位置設置有測量支撐體(15)，測量支撐體(15)的外壁通過至少三個縱向隔離板(16)與綜合測量筒(11)內壁固定連接，在每個縱向隔離板(16)的兩側均對稱設置有激光監測探頭(17)，相鄰的兩個縱向隔離板(16)之間的綜
3.根據權利要求1所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的在線測量中轉箱(1)為方形箱體結構，超聲波發射頭(21)和超聲波接收頭(22)水平設置在線測量中轉箱(1)的縱向中部位置，綜合測量筒(11)的外壁設置有支撐固定圈(12)，支撐固定圈(12)的底部設置有支柱(13)，支柱(13)的底部固定安裝在在線測量中轉箱(1)的頂部。
4.根據權利要求2所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的進液腔(14)為倒置的漏斗狀腔體結構，進液腔(14)的頂部與進液管(6)的出液端相連通，分流腔(31)為圓柱形腔體結構，分流腔(31)的頂部與進液腔(14)的底部相連通，出液腔(19)為漏斗狀腔體結構，出液腔(19)的頂部與分流腔(31)的底部相連通，在在線測量中轉箱(1)的頂部中心位置開設有進液口(30),出液腔(19)的底部通過進液口(30)與設置在在線測量中轉箱(1)內混合腔(20)相連通。
5.根據權利要求2所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的縱向隔離板(16)為方形板狀結構，縱向隔離板(16)的長度與分流腔(31)的深度相等，縱向隔離板(16)的兩側分別與綜合測量筒(11)的內壁和測量支撐體(15)的外壁固定連接。
6.根據權利要求2所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的測量支撐體(15)為圓柱形結構，在測量支撐體(15)的頂部和底部分別設置有頂部弧面體(23)和底部弧面體(24)，在測量支撐體(15)的內部設置有激光發射器安裝腔(28)，激光發射器安裝腔(28)內安裝有激光發射器(29)，激光發射器(29)與激光探測探頭(18)電性連接。
7.根據權利要求2所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的激光探測探頭(18)固定安裝在相鄰的兩個縱向隔離板(16)之間的測量支撐體(15)外壁頂部中心位置，激光探測探頭(18)的發射端與測量支撐體(15)之間的夾角為30-45度。
8.根據權利要求2所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的相鄰的兩個縱向隔離板(16)之間的綜合測量筒(11)內壁設置的激光監測探頭(17)的橫向中軸線與測量支撐體(15)的縱向中軸線相互交叉。
9.根據權利要求6所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的激光發射器安裝腔(28)的外側與開設在縱向隔離板(16)內的導線安裝腔(26)相連通，其中一個導線安裝腔(26)的外端與開設在綜合測量筒(11)外壁的導線進入孔(25)相連通，導線進入孔(25)與開設在綜合測量筒(11)內壁的分支布線孔(27)相連通，分支布線孔(27)的內側與導線安裝腔(26)相連通。
10.一種如權利要求2所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置的在線測量方法，其特征在于，其測量方法包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，包括在線測量中轉箱(1)，其特征在于：所述的在線測量中轉箱(1)的外側安裝有超聲波含沙量傳感箱(5)，超聲波含沙量傳感箱(5)內安裝有單片機，該單片機通過線路與安裝在在線測量中轉箱(1)內壁的超聲波發射頭(21)和超聲波接收頭(22)相連接，在線測量中轉箱(1)的底部一側設置有出液管(2)，出液管(2)上安裝有單向出液電磁閥(3)和抽液泵(4)，在線測量中轉箱(1)的頂部與綜合測量筒(11)相連通，綜合測量筒(11)的頂部通過進液管(6)與水源相連通，在進液管(6)上安裝有進液泵(9)、防逆流電磁閥(8)以及液體流量計(7)。
2.根據權利要求1所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的綜合測量筒(11)內腔自上而下劃分為進液腔(14)、分流腔(31)和出液腔(19)，分流腔(31)的中心位置設置有測量支撐體(15)，測量支撐體(15)的外壁通過至少三個縱向隔離板(16)與綜合測量筒(11)內壁固定連接，在每個縱向隔離板(16)的兩側均對稱設置有激光監測探頭(17)，相鄰的兩個縱向隔離板(16)之間的綜合測量筒(11)內壁也設置有激光監測探頭(17)，相鄰的兩個縱向隔離板(16)之間的測量支撐體(15)外壁頂部固定安裝有激光探測探頭(18)，激光探測探頭(18)的發射端傾斜朝向出液腔(19)頂部位置，激光監測探頭(17)和激光探測探頭(18)通過導線與設置在在線測量中轉箱(1)頂部的激光粒度測量箱(10)相連接。
3.根據權利要求1所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的在線測量中轉箱(1)為方形箱體結構，超聲波發射頭(21)和超聲波接收頭(22)水平設置在線測量中轉箱(1)的縱向中部位置，綜合測量筒(11)的外壁設置有支撐固定圈(12)，支撐固定圈(12)的底部設置有支柱(13)，支柱(13)的底部固定安裝在在線測量中轉箱(1)的頂部。
4.根據權利要求2所述的水體泥沙顆粒級配及含沙量在線測量裝置，其特征在于：所述的進液腔(14)為倒置的漏斗狀腔體結構，進液腔(14)的頂部與進液管(6)的出液端相連通，分流腔(31)為圓柱形腔體結構，分流腔(31)的頂部與進液腔...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫池濤，李樹寧，王力，張鵬，劉世元，李英鳴，
申請(專利權)人：山東農業大學，
類型：發明
國別省市：
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