[发明专利]一种河水泥沙浓度测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种河水泥沙浓度测量装置及方法，属于水流测量技术领域。

背景技术

河口地区既是大海悬浮泥沙的主要扩散区，有事上游底沙推移质的接纳区。在江海交汇、经潮流相互消长、盐淡水混合、风浪掀沙等多种作用下，拦门沙地区的泥沙运动极其活跃，底沙与悬沙交换频繁。悬沙的分布、扩散、沉降影响着港口、航道和生态环境等。

泥沙运动对全球环境和水与营养物的循环有重要影响，泥沙治理是河流与土地治理的关键，也是近海海洋环境治理的重要内容。泥沙治理需要现场测量的泥沙资料，为此，泥沙浓度的测量更为重视。

发明内容

针对上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种河水泥沙浓度测量装置及方法，通过红外测沙传感器，对河水的悬浮泥沙含量进行测量。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种河水泥沙浓度测量装置，该装置包括采样装置以及用于供电的电源模块、红外测沙传感器、调制电路、信号处理电路、主控制器；所述采样装置，用于河水取样，包括水箱和进水管，所述水箱的侧壁上设置有进水口，所述进水管与进水口连接；所述调制电路与所述红外测沙传感器连接，用于控制红外测沙传感器发射调制红外光信号；所述信号处理电路，用于对所述红外测沙传感器输出的电信号进行放大和滤波处理；所述主控制器与所述信号处理电路连接，用于对所述信号处理电路输出的电信号进行处理以得到采样河水的悬浮泥沙含量。

作为本发明的进一步优化方案，所述红外测沙传感器包括红外发射二极管和红外接收二极管，所述红外发射二极管在所述调制电路的控制下发射调制红外光照射采样河水产生散射光，所述红外接收二极管接收散射光信号并转换为电信号。

作为本发明的进一步优化方案，所述采样装置还包括安装在进水管上的阀门，通过调节阀门来保证进水口的流速与周围水流流速一致，以准确完成河水采样。

作为本发明的进一步优化方案，所述采样装置还包括与进水管连接的带有刻度的标杆，以记录实际采样位置的深度值，实现采样位置的精确定位。

作为本发明的进一步优化方案，所述信号处理电路包括第一至第五电阻、第一和第二电容以及第一和第二运算放大器，第一电阻的一端、第一电容的一端分别接地，第一电阻的另一端分别连接第三电阻的一端、第一运算放大器的负输入端，第三电阻的另一端分别连接第一运算放大器的输出端、第四电阻的一端，第四电阻的另一端分别连接第五点电阻的一端、第二电容的一端，第五电阻的另一端分别连接第一电容的另一端、第二运算放大器的正输入端，第二电容的另一端分别连接第二运算放大器的输出端和负输入端，第一运算放大器的正输入端连接第二电阻。

另一方面，本发明还提供一种采用如上所述的河水泥沙浓度测量装置进行测量的方法，首先，将采样装置的进水口正对河水来流方向，进行河水取样；其次，启动红外测沙传感器进行测量；最后，主控制器将测量结果传输至远程控制中心。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，本发明的河水泥沙浓度测量装置及方法，通过红外测沙传感器，对河水的悬浮泥沙含量进行测量，简单方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中，1-进水口，2-阀门，3-调制电路，4-红外测沙传感器，5-信号处理电路，6-主控制器，7-无线传输模块，8-标杆，9-进水管。

图2是信号处理电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明提供一种河水泥沙浓度测量装置，如图1所示，该装置包括采样装置以及用于供电的电源模块、红外测沙传感器、调制电路、信号处理电路、主控制器；所述采样装置，用于河水取样，包括水箱和进水管，所述水箱的侧壁上设置有进水口，所述进水管与进水口连接；所述调制电路与所述红外测沙传感器连接，用于控制红外测沙传感器发射调制红外光信号；所述信号处理电路，用于对所述红外测沙传感器输出的电信号进行放大和滤波处理；所述主控制器与所述信号处理电路连接，用于对所述信号处理电路输出的电信号进行处理以得到采样河水的悬浮泥沙含量。

其中，所述红外测沙传感器包括红外发射二极管和红外接收二极管，所述红外发射二极管在所述调制电路的控制下发射调制红外光照射采样河水产生散射光，所述红外接收二极管接收散射光信号并转换为电信号。