[实用新型]一种测沙颗分仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光电测量仪器，特别涉及一种测沙颗分仪。

背景技术

含沙量测量的方法和仪器有烘干称重法、比重瓶称重法、光电测沙仪、同位素测沙仪、激光浊度仪和激光测沙颗分仪等。

经典的含沙量测量方法是烘干称重法和比重瓶称重法，其测量的精度绝大程度取决于样品的处理过程，人为因素较大，费时费力，速度慢，需有较熟练的技术，特别是在模型试验过程中，不能及时确定含沙量变化，不能做到多点同步测量，且无法获得连续的含沙量变化过程，无法满足随时观测和及时调整控制加沙量的要求。

γ测沙仪是应用γ射线穿过物质中，由于同物质发生光电效应和康普顿-吴有训效应，射线强度随被测物质的增加而呈指数衰减的原理而制作的，可以测量高含沙量水体，最高可达1000kg/m3，受电源和温度的影响较小，但成本高，且需要放射性元素镅源。

光电测沙仪是近年来发展的含沙量电测仪器，其工作原理是根据浑水消光定律。一束平行光通过均匀分布的含沙水体后，透射光的强度就会减弱，一部分光被水体中的悬沙吸收，另一部分光被散射到其他方向，透射光只是入射光的一部分，由比尔定律可得：

                   Φ＝Φ₀e^-KSL/d

式中：Φ₀——入射光通量；      K——吸收系数；

      Φ——透射光通量；       S——含沙量；

      L——光穿透浑水层的厚度；d——泥沙粒径。

光电测沙原理的应用就是采用光电转换器件，用相对测量的方法，将上式经过一系列转换，使通过清水的光通量转换为电信号V0，通过含沙水体的光通量转换为电信V_i，再经转换后得出含沙量与电信号关系式：

                  V_i＝V₀e^-KC/d

其中：V_i——通过含沙水体的电信号；K——系数；

      V₀-通过清水的电信号；       C-含沙量(Kg/m³)；

      d——泥沙粒径(mm)；在泥沙有级配情况下，取级配曲线上d₅₀数值。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种测量与控制的精度和工作效率高，工作周期短的测沙颗分仪。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种测沙颗分仪，包括信号输入装置、微处理器、信号显示装置和显示控制装置，信号输入装置、信号显示装置和显示控制装置分别与微处理器连接，其特征是：

所述信号输入装置包括测沙电路和颗分电路；所述测沙电路中，测沙传感器的信号输出依次通过运算放大器、A/D转换器和光电耦合电路输入微处理器；所述颗分电路中，颗分传感器的信号输出依次通过运算放大器、A/D转换器和光电耦合电路输入微处理器；

所述显示装置包括显示器、日历钟电路和蜂鸣器，它们分别与微处理器的输出端连接；所述显示控制装置包括键盘和复位电路，它们分别与微处理器的控制端连接。

本实用新型中，测沙传感器可自动测量水体中含沙量的变化，颗分传感器可进行泥沙颗粒级配测量，为防止电场、磁场的干扰，模拟量输入电路、A/D转换电路与单片机系统的信号传输都采用了光电耦合隔离，测量精度高。测沙颗分仪内置CPU微处理器，内含8KE²ROM和128字节RAM，数据处理快，测量效率高。

作为本实用新型的进一步改进，在微处理器上接入存储器，存储器采用非易失性数据存储器EEPROM等，使测沙颗分仪具有自动存储和记忆功能，可以保存相关系数和一些测量数据。

作为本实用新型的进一步改进，测沙传感器和颗分传感器分别和稳压电路连接，可以使信号采集的精度更高。

作为本实用新型的进一步改进，显示控制装置中设有通讯电路，实现测沙颗分仪和上位机(计算机)的通讯传输。

附图说明

图1是本实用新型实施例1结构框图

图2是图1进一步的结构框图

图3是本实用新型实施例1中微处理器以及键盘的电路图

图4是本实用新型实施例1的信号输入装置的的电路图

图5是本实用新型实施例1的时钟电路、复位电路、通信电路、蜂鸣电路和寄存器的电路图

图6是本实用新型实施例1的显示电路图