[发明专利]一种推移质输沙率和颗粒级配的实时测量装置及方法

权利要求书

1.一种推移质输沙率和颗粒级配的实时测量装置，其特征在于，包括：推移质水槽(1)、集沙漏斗(2)、斜面挡板(3)和摄像机(4)；集沙漏斗(2)设置在推移质水槽(1)的床面泥沙的横截断面上，斜面挡板(3)设置在集沙漏斗(2)上，斜面挡板(3)的宽度与推移质水槽(1)的宽度相同，斜面挡板(3)的长度方向设置成由倾斜板段(31)、垂直板段(32)和底部平板段(33)组成的结构，摄像机(4)设置在推移质水槽(1)的侧面。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，斜面挡板(3)的倾斜板段的角度至少大于试验用沙的水下休止角5°。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，斜面挡板(3)的倾斜板段的长度最小值通过泥沙颗粒的运动速度÷摄像机帧频×每个泥沙颗粒拍到的帧数的方式确定。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在斜面挡板(3)的倾斜板段上设置有与所述实验用沙颜色不同的斜面挡板贴面(34)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，摄像机(4)对推移质泥沙运动的拍摄平面为斜面挡板(3)的斜面挡板贴面(34)。

6.一种推移质输沙率和颗粒级配的实时测量方法，其特征在于，包括：

根据如权利要求1至4任意一项所述的推移质输沙率和颗粒级配的实时测量装置中的摄像机(4)拍摄的经过斜面挡板贴面(34)落入集沙漏斗(2)的泥沙颗粒的连续图像获得获取所述泥沙颗粒所占的像素值、运动轨迹及运动速度值；

根据所述所拍摄的泥沙颗粒所占的像素值获得所述泥沙颗粒的粒径值及重量值，根据所述泥沙颗粒的运动轨迹和运动速度值获得所述泥沙颗粒通过拍摄平面起始线的时刻值；

根据单位时间内所述摄像机拍摄到的所述泥沙颗粒的重量值及通过拍摄平面起始线的时刻值获得所述单位时间内的推移质输沙率；

对单位时间内所述摄像机拍摄到的所述预定泥沙颗粒粒径大小的数量值做频度分析，获得所述预定泥沙颗粒的实时颗粒级配。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获得所述泥沙颗粒的重量值的方法包括：当所述泥沙颗粒圆度较好时，根据所述粒径值获得所述泥沙颗粒的体积及重量；当所述泥沙颗粒圆度较差时，根据单个所述颗粒泥沙的单位颗粒和重量的定量关系获得所述摄像机拍摄到的所述预定泥沙颗粒的总重量。