[发明专利]一种泥沙沉速的测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及对泥沙沉速进行测量的技术领域。

背景技术

水中的泥沙颗粒受到重力的作用要下沉，在下沉过程中又受到水流的阻力作用。起初，泥沙下沉时是加速运动，随着泥沙下沉速度的增加，水流对泥沙的阻力也增大，当泥沙下沉速度达到某个极值时，泥沙等速下沉。

泥沙的沉降速度是指单个颗粒在无边界影响的静止清水中的均匀沉降速度。传统测量方法通过人来记录时间，由于沉降经历的时间较短，人的反应时间所造成的误差较大。

发明内容

本发明目的是提供一种自动采集参数，避免测量误差，测量精确度高的泥沙沉速的测量装置及其测量方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种泥沙沉速的测量装置，包括沉降池、摄像机、计算机、沙仓、挡板，沉降池的上端固定连接沙仓，沙仓的下端设置挡板，位于沙仓下方的沉降池的外侧设置摄像机，摄像机与计算机连接，挡板与计算机连接。

本发明包括闪光灯，闪光灯固定连接在沙仓的侧壁上，闪光灯与计算机连接。

基于本发明的泥沙沉降的测量装置的测量方法，包括如下步骤：

泥沙颗粒位于沙仓内，被挡板滞留，需要测量时，计算机发出实验信号，挡板向外展开，泥沙颗粒在沉降池中自由下落，计算机通过系统记时器延迟发出控制信号，以保证泥沙颗粒已在水中做匀速运动，摄像机记录下泥沙颗粒第一时刻t₁的图像，经过一端时间后摄像机记录下泥沙颗粒第二时刻t₂图像，由于摄像机位置不变，计算机通过图像处理分别得到泥沙颗粒第一时刻t₁的坐标(x₁，y₁)、第二时刻t₂的坐标(x₂，y₂)，即可得到泥沙沉降时每秒所移动的象素距离v₁：

v1=y2-y1t2-t1]]>

由于泥沙颗粒粒径已知，同时泥沙颗粒在图像中的所占象素经图像处理可提出，即得到一个象素所代表的实际大小：转换因子α，从而得到泥沙沉速v：

v＝αv_1。

基于本发明的泥沙沉降的测量装置的测量方法，包括如下步骤：

泥沙颗粒位于沙仓内，被挡板滞留，需要测量时，计算机发出实验信号，挡板向外展开，泥沙颗粒在沉降池中自由下落，计算机通过系统记时器延迟发出控制信号，以保证泥沙颗粒已在水中做匀速运动，触发闪光灯打开，闪光灯发光照亮泥沙颗粒，摄像机记录下第一时刻t₁的图像，经过Δt时间后，闪光灯再次发光照亮泥沙颗粒，摄像机记录下第二时刻t₂图像，由于摄像机位置不变，计算机通过图像处理分别得到泥沙颗粒第一时刻t₁的坐标(x₁，y₁)、第二时刻t₂的坐标(x₂，y₂)，即可得到泥沙沉降时每秒所移动的象素距离v₁：

v1=y2-y1t2-t1]]>