專利名稱：便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種測(cè)量水流泥沙含量的測(cè)試儀器，特別是一種采用非電量電測(cè)方法的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x。
土壤侵蝕是危及人類生存與發(fā)展的重要環(huán)境問(wèn)題之一，在我國(guó)表現(xiàn)更為突出。在土壤侵蝕研究與治理水土流失中，水流中泥沙含量的測(cè)量具有重要意義。它為土壤侵蝕動(dòng)力過(guò)程的模擬與研究、土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型的建立等提供基礎(chǔ)資料，為監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)水土流失過(guò)程、積累水流泥沙含量的資料、及時(shí)準(zhǔn)確地控制水土流失提供科學(xué)依據(jù)。
目前，測(cè)定水流泥沙含量普遍使用的仍然是傳統(tǒng)的“烘干稱重法”，即采集一定體積的樣品經(jīng)過(guò)預(yù)處理，然后烘干、稱重來(lái)求知泥沙含量，這種方法測(cè)量周期長(zhǎng)、操作過(guò)程繁雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能快速測(cè)定泥沙含量；基于傳統(tǒng)測(cè)量方法的局限性，許多現(xiàn)代測(cè)量方法逐步在泥沙含量的測(cè)量中被提出，諸如振動(dòng)法、光電法、射線法、超聲法、激光法以及數(shù)學(xué)模擬方法等(方彥軍，張紅梅，程瑛.含沙量測(cè)量的新進(jìn)展.武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，6(3)55～57；唐克麗.中國(guó)土壤侵蝕與水土保持學(xué)的特點(diǎn)及展望.水土保持研究，1999，6(2)2～7；單成祥編著.傳感器的理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用.北京國(guó)防工業(yè)出版社，1999；鄭粉莉.淺談我國(guó)土壤侵蝕學(xué)科亟待加強(qiáng)的研究領(lǐng)域.水土保持研究，1999，6(2)26～31；楊光琦.小流域防治體系中溝坡兼治的量化指標(biāo).中國(guó)水土保持，1999，(12)42～43)。這些方法因環(huán)境因素的影響、儀器的穩(wěn)定性以及測(cè)量方法本身所要求的條件與缺陷而受到一定的限制，而且測(cè)量泥沙含量的范圍一般都很窄，工作環(huán)境有一定的要求，測(cè)量裝置復(fù)雜、體積較大、成本與使用費(fèi)用高。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種采用非電量電測(cè)的方法且便于攜帶的水流泥沙含量測(cè)量?jī)x。它能夠快速、準(zhǔn)確、方便地測(cè)量水流泥沙含量，測(cè)量范圍大、操作簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、精度高，可以廣泛地用于土壤侵蝕與水土流失中水流泥沙含量的測(cè)量與科學(xué)研究。
本發(fā)明的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x，由取樣量筒、提升支架、軟鋼索、電阻應(yīng)變式力傳感器、測(cè)量顯示計(jì)、手柄等組成。取樣量筒采用不銹鋼材料制作，內(nèi)外壁的表面進(jìn)行拋光處理，取樣時(shí)可以防止壁面被水和泥沙附著增加質(zhì)量而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；它的容量設(shè)計(jì)為530ml，在500ml的計(jì)量線上方環(huán)周排列有長(zhǎng)條形溢水孔，使采集時(shí)多于取樣標(biāo)準(zhǔn)500ml以外的泥沙水由溢水孔迅速排出，保證取樣容積的精確。提升支架安裝在取樣量筒上部的支架孔內(nèi)，提升時(shí)保證取樣量筒的計(jì)量線處于水平位置；提升支架通過(guò)軟鋼索與電阻應(yīng)變式力傳感器連接，電阻應(yīng)變式力傳感器固定在測(cè)量顯示計(jì)的底部，導(dǎo)線接入測(cè)量顯示計(jì)內(nèi)，手柄固定在測(cè)量顯示計(jì)的頂部；測(cè)量顯示計(jì)的板面上設(shè)置有顯示屏、電源開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)等。測(cè)量時(shí)，首先由鍵盤(pán)設(shè)定泥沙的種類與比重、顯示單位及存儲(chǔ)的格式或要求，再通過(guò)電阻應(yīng)變式力傳感器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)容積內(nèi)泥沙水樣的質(zhì)量并將信號(hào)輸入測(cè)量顯示計(jì)，測(cè)量顯示計(jì)采用微電腦芯片進(jìn)行控制、運(yùn)算、存儲(chǔ)，由顯示屏顯示出泥沙含量值。
每次試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)，用手柄將測(cè)量顯示計(jì)提高，使電阻應(yīng)變式力傳感器通過(guò)軟鋼索拖動(dòng)提升支架將空取樣量筒提起，打開(kāi)測(cè)量顯示計(jì)的電源開(kāi)關(guān)并操作鍵盤(pán)設(shè)定測(cè)量的要求，并預(yù)調(diào)平衡剔除軟鋼索、提升支架和取樣量筒的質(zhì)量；測(cè)量時(shí)，操縱提升支架將取樣量筒沉入被采集水樣的水溝槽里盛滿泥沙水后垂直提起，多于設(shè)計(jì)容積的泥沙水由取樣量筒溢水孔迅速排出后，裝滿500ml泥沙水樣的取樣量筒使電阻應(yīng)變式力傳感器受力并將信號(hào)輸入測(cè)量顯示計(jì)，測(cè)量顯示計(jì)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理由顯示屏顯示出測(cè)量的泥沙含量值，并將測(cè)量值存儲(chǔ)。繼續(xù)測(cè)量時(shí)，將取樣量筒里的泥沙水樣到出，重復(fù)以上測(cè)量過(guò)程，測(cè)量顯示計(jì)即可顯示出重新測(cè)量的泥沙含量值并存儲(chǔ)。
本發(fā)明的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x的優(yōu)點(diǎn)是采用非電量電測(cè)的方法，通過(guò)電阻應(yīng)變式力傳感器測(cè)量取樣量筒采集泥沙水樣后的質(zhì)量并將信號(hào)輸入測(cè)量顯示計(jì)，測(cè)量顯示計(jì)根據(jù)設(shè)定經(jīng)數(shù)據(jù)處理后在顯示屏顯示出泥沙含量值并依次存儲(chǔ)，測(cè)量水流泥沙含量的范圍為0～1000kg/m3；具有操作簡(jiǎn)單、快捷，數(shù)據(jù)顯示及時(shí)、準(zhǔn)確，攜帶方便、體積小、成本低等特點(diǎn)，適用于實(shí)驗(yàn)室與野外測(cè)量，可以快速、準(zhǔn)確、方便地為水土流失的研究與防治提供科學(xué)依據(jù)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x取樣量筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.取樣量筒 2.提升支架 3.軟鋼索 4.電阻應(yīng)變式力傳感器 5.測(cè)量顯示計(jì) 6.手柄 7.顯示屏 8.電源開(kāi)關(guān) 9.鍵盤(pán) 10.不銹鋼筒體 11.計(jì)量線 12.溢水孔 13.支架孔13如圖1所示，提升支架(2)固定在取樣量筒(1)上部的支架孔(13)上，提升時(shí)保證取樣量筒(1)內(nèi)的計(jì)量線(11)處于水平位置；提升支架(2)通過(guò)軟鋼索(3)與電阻應(yīng)變式力傳感器(4)連接，電阻應(yīng)變式力傳感器(4)固定在測(cè)量顯示計(jì)(5)的底部，手柄(6)固定在測(cè)量顯示計(jì)(5)的上部；測(cè)量顯示計(jì)(5)的板面上設(shè)置有顯示屏(7)、電源開(kāi)關(guān)(8)、操作鍵盤(pán)(9)，通過(guò)操作可完成預(yù)調(diào)平衡、泥沙種類與比重選擇、測(cè)試、顯示與存儲(chǔ)等功能。
如圖2所示，取樣量筒(1)采用不銹鋼簡(jiǎn)體(10)，在筒內(nèi)外壁的表面進(jìn)行拋光處理，取樣時(shí)可以防止水和泥沙附著壁面，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；取樣量筒(1)的容量為530ml，在500ml的計(jì)量線(11)上方環(huán)周排列有長(zhǎng)方條形溢水孔(12)，使采集時(shí)多于取樣標(biāo)準(zhǔn)500ml以外的泥沙水由溢水孔(1)迅速排出，保證采集容積的準(zhǔn)確；安裝提升支架(2)的支架孔(13)設(shè)計(jì)在取樣量筒(1)筒口部位。
每次試驗(yàn)的準(zhǔn)備時(shí)，用手柄(6)將測(cè)量顯示計(jì)(5)提高，使電阻應(yīng)變式力傳感器(4)通過(guò)軟鋼索(3)帶動(dòng)提升支架(2)把空的取樣量筒(1)提起，打開(kāi)測(cè)量顯示計(jì)(5)的電源開(kāi)關(guān)(8)并操作鍵盤(pán)(9)設(shè)定測(cè)量的格式或要求，并預(yù)調(diào)平衡剔除軟鋼索(3)、提升支架(2)和取樣量筒(1)的質(zhì)量；采樣測(cè)量時(shí)，操縱提升支架(2)將取樣量筒(1)沉入被采集水樣的水溝里盛滿后垂直提出，多出標(biāo)準(zhǔn)容積的泥沙水由溢水孔(12)迅速排出后；盛滿500ml標(biāo)準(zhǔn)水樣的取樣量筒(1)使電阻應(yīng)變式力傳感器(4)受力后將測(cè)試信號(hào)輸入測(cè)量顯示計(jì)(5)，測(cè)量顯示計(jì)(5)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理由顯示屏(7)顯示出測(cè)量的泥沙含量值，并將測(cè)量值依次存儲(chǔ)。繼續(xù)采樣測(cè)量時(shí)，將取樣量筒(1)的水樣到出，重復(fù)以上測(cè)量過(guò)程，即可顯示本次的泥沙含量值。
本發(fā)明的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x，可以選用不同容積標(biāo)準(zhǔn)的取樣量筒，并配置相應(yīng)的電阻應(yīng)變式力傳感器，完成江河湖泊不同取樣要求水流的泥沙含量測(cè)量工作。
本發(fā)明的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x也可以替代電子天平等稱量工具，完成傳感器量程以內(nèi)物料、溶液的稱量。
權(quán)利要求1.便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x是由采樣量筒、提升支架、軟鋼索、電阻應(yīng)變式力傳感器、測(cè)量顯示計(jì)、手柄等組成，其特征在于采用非電量電測(cè)的方法，通過(guò)電阻應(yīng)變式力傳感器測(cè)量泥沙混合水的質(zhì)量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理求出水流的泥沙含量；測(cè)量時(shí)，首先通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定泥沙的類型與比重、顯示單位及存儲(chǔ)的格式或要求，再通過(guò)電阻應(yīng)變式力傳感器測(cè)量500ml容積內(nèi)泥沙水樣的質(zhì)量并將信號(hào)輸入測(cè)量顯示計(jì)，測(cè)量顯示計(jì)采用微電腦芯片進(jìn)行控制、運(yùn)算、存儲(chǔ)，顯示屏顯示出泥沙含量的測(cè)量結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x，其特征在于取樣量筒的容積為530ml，在500ml的計(jì)量線上方環(huán)周排列有長(zhǎng)方條形溢水孔，可以將采集水樣時(shí)多于取樣標(biāo)準(zhǔn)500ml的泥沙水由溢水孔迅速排出，保證取樣容積的準(zhǔn)確。
專利摘要本實(shí)用新型是一種便攜式水流泥沙含量測(cè)量?jī)x。該裝置采用非電量電測(cè)的方法,通過(guò)電阻應(yīng)變式力傳感器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)容積內(nèi)泥沙水樣的質(zhì)量并將信號(hào)輸入測(cè)量顯示計(jì),根據(jù)設(shè)定的條件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后顯示出泥沙含量值并存儲(chǔ);具有操作簡(jiǎn)單、快捷,數(shù)據(jù)顯示及時(shí)、準(zhǔn)確,體積小、攜帶方便、成本低等特點(diǎn),適用于實(shí)驗(yàn)室與外出測(cè)量。該裝置測(cè)量泥沙含量的范圍為0～1000kg/m3,可以快速、方便、準(zhǔn)確地為水土流失的研究與防治提供科學(xué)依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N5/00GK2442259SQ0022670
公開(kāi)日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2000年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月11日
發(fā)明者李小昱, 雷廷武, 王為 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)