[实用新型]样品垂线分层实时测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种样品垂线分层实时测量装置，特别应用在水利工程专业水槽中流动水体的含沙量垂线分布研究领域。

背景技术

在二相流中常常会出现垂线分层现象，如在水利工程专业的水体中的悬浮泥沙，水体含沙量垂线分布都不均匀，含沙量在不同水深处会有不同的数值。一般来说，往往表现出含沙量随水深加大而逐渐增大的特征，这就需要分层进行含沙量测量，采用例如6层法或3层法等方法。

同时，悬浮泥沙运动与水体运动密切相关，而水体运动又是瞬时而变的，即便是在恒定流状态下，水体紊动以及悬浮泥沙的供应量、沉降量、扩散量等等都会对研究对象的分布造成影响，即含沙量也是瞬时而变的。因此，往往需要实时连续、同步测量不同水深处的含沙量，方可反映出某动力条件下对应的含沙量变化过程和真实分层情况。

目前，针对垂线分层的样本，特别是针对悬浮泥沙的含沙量实时连续分层测量的需求，主要有三种途径来实现：一是分层采集水体样品并装在容器中，然后过滤、烘干称重来计算含沙量或者用现成的浊度计测量容器中的样品浊度，其缺点是只能得出某个时刻的含沙量，而不能实时、连续测量水样中的含沙量；二是将多个浊度计同时置于流动水体中的不同深度，其由于浊度计体积相对较大，容易产生阻流、扰流等问题对试验影响太大，一般在测定悬浮泥沙的含沙量的水槽试验中不采用这种方法；三是采用图像法，即水槽试验中在对应不同水深的玻璃水槽外侧拍照并根据所得图像的灰度进而推算含沙量，该方法的缺点是得到只是玻璃边壁附近的含沙量，而此处所受边壁影响较大，导致所得数据不准确。因此目前尚没有能够同时解决这两个关键问题(即阻流、扰流影响小，又能进行实时连续分层测量)的测量设备。因此提供一种对水流无阻流且扰流小、能实时连续地对水样进行垂线分层测量的样品垂线分层实时测量装置己成为当务之亟。

实用新型内容

为了克服现有样本垂线分层研究特别是水利工程专业水槽中流动水体的含沙量垂线分布研究中，无法对样品的垂线分层进行实时测量且在测量时易发生阻流、扰流而影响到测量结果准确性的缺点，本实用新型提供一种样品垂线分层实时测量装置，具有能实时对样品进行垂线分布测量且测量过程中阻流、扰流较小，提高了测量的准确度的优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种样品垂线分层实时测量装置，包括依次连接的分层取样装置、测量装置和用于将样品引流入分层取样装置并经测量装置流出的引流装置；所述分层取样装置包括多组下半截管身伸入样品中的取样管单元，各组取样管单元的底端部分别位于样品的各个对应垂线分层处；所述测量装置包括与各组取样管单元相同数量的且进样口与各组取样管单元顶端部一一对应连接的多个测量装置单元，每个测量装置单元的出样口分别通过导管与引流装置连接。

本申请样品垂线分层实时测量装置的操作方便、灵活，可根据实际取样需求自由配置多组取样管单元，并调节垂线分层取样深度，以满足不同的实时测量要求。各取样管单元的下端管口布设在水面以下不同深度，可同步采集并测量各深度(层)处的样品，并通过引流装置将各层样品分别导入各个测量装置单元，实现了多层样品的实时测量，对样品垂线分层研究，特别对水利工程领域研究悬浮泥沙运移提供了帮助。且采用取样管单元作为分层取样装置，有效减小了测量过程中的阻流、扰流现象的发生，保证了测量准确度。因此，本申请样品垂线分层实时测量装置在实现对样品垂线多层同步且连续测量的基础上，同时克服了阻流、扰流现象的发生，提升了测量准确度，填补了业界(特别是水利工程领域悬浮泥沙运移研究领域)的空白。

所述各取样管单元的管外径均≤5mm。

该管径的取样管单元避免对流动水体造成扰动效果更佳，其相对于传统用于测定含沙量的体积相对较大的浊度计而言，置于液体中会对流动水体所产生的扰动小，保证了测量的准确度。

所述每组取样管单元由上下依次连接的取样软管和取样硬管构成，所述取样硬管由两段相互垂直且一端部相接而成的硬管构成，其中一段硬管管身伸出样品表面，另一段硬管管身位于样品中且与样品表面或底床面平行。

所述取样管单元由取样软管和取样硬管组成，上部的取样软管便于改变测定位置，而下部的取样硬管保证了具体测量点位置的固定。其中取样硬管为L形，其中位于样品中的一段硬管管身与样品液面或底床面平行，保证了所采集样品位置的准确度。

所述分层取样装置还包括卡设在取样硬管伸出样品表面管段的外侧壁上的用于固定各组取样硬管间相对位置的固定装置。

固定装置通过取样硬管将各组取样管单元固定在一起，保证了采样位置准确度，并便于随时调节采样位置。