[发明专利]径流泥沙组合传感器、泥沙含量测量装置及方法

权利要求书

1.一种径流泥沙组合传感器，其特征在于，所述径流泥沙组合传感器包括：至少两个泥沙传感器；每个泥沙传感器均包括：微处理单元(1)、近红外管发射阵列组(2)、近红外管接收阵列组(3)、预处理单元(4)、以及电源信号接口(5)。所述微处理单元(1)分别与所述预处理单元(4)、以及近红外管发射阵列组(2)、电源信号接口(5)连接，所述预处理单元(4)与所述近红外管接收阵列组(3)连接，每个径流泥沙传感器的近红外管发射阵列组(2)和近红外管接收阵列组(3)之间的距离不同；

所述微处理单元(1)，用于控制所述近红外管发射阵列组(2)开始发射或停止发射近红外光，接收所述预处理单元(4)发送的数字信号，并将该数字信号转发至所述电源信号接口(5)；

所述近红外管发射阵列组(2)，用于发射近红外光；

所述近红外管接收阵列组(3)，用于接收所述近红外管发射阵列组(2)所发出的近红外光，并将响应信号发送至所述预处理单元(4)；

所述预处理单元(4)，用于将所述响应信号依次进行信号放大、滤波和模拟/数字转换，并将转换得到的数字信号发送至所述微处理单元(1)。

2.如权利要求1所述的径流泥沙组合传感器，其特征在于，所述径流泥沙组合传感器中每个径流泥沙传感器还包括：功率放大单元(7)，设置在所述微处理单元(1)与所述红外发射管组(2)之间，用于提高所述近红外管发射阵列组(2)所发射近红外光的光强。

3.如权利要求2所述的径流泥沙组合传感器，其特征在于，所述径流泥沙组合传感器中每个径流泥沙传感器还包括：手柄(8)，所述微处理单元(1)、预处理单元(4)、以及功率放大单元(7)设置于所述手柄(8)中，所述近红外管发射阵列组(2)和近红外管接收阵列组(3)设置于所述手柄(8)一端，且彼此相对，所述电源信号接口(5)设置于所述手柄(8)另一端。

4.如权利要求1～3中任一项所述的径流泥沙传感器，其特征在于，所述近红外管发射阵列组(2)为多个近红外管发射阵列，所述近红外管接收阵列组(3)为与所述多个近红外发射阵列相对应的多个近红外管接收阵列。

5.一种基于权利要求1～4任一项所述的径流泥沙组合传感器的泥沙含量测量装置，其特征在于，包括：径流泥沙组合传感器和上位机，所述上位机与所述径流泥沙组合传感器的电源信号接口(5)连接，用于发送控制信号给微处理单元(1)，以操纵近红外管发射阵列组(2)开始发射或停止发射近红外光，接收所述电源信号接口(5)发送的数字信号，并根据所述数字信号选择不同的传感器信号计算不同量程的泥沙含量。

6.一种基于权利要求5所述的泥沙含量测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：上位机发送控制信号给微处理单元；

S2：所述微处理单元启动近红外管发射阵列组发射近红外光；

S3：近红外管接收阵列组接收近红外管发射阵列组发射的近红外光，并将响应信号发送至预处理单元；

S4：所述预处理单元对所述响应信号进行处理，并将处理得到的数字信号发送至上位机；

S5：所述上位机根据所述数字信号计算泥沙含量。

7.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，步骤S1之前还包括步骤：

S0：对所述径流泥沙组合传感器中每个径流泥传感器分别进行标定，以获得数字信号与泥沙含量之间的映射关系。