[发明专利]一种自反馈泥沙冲刷率测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种自反馈泥沙冲刷率测量系统，其特征在于：包括矩形水槽和蓄水槽，两者之间通过循环管道联通形成顺时针水流的水循环结构，在进水方向，蓄水槽和矩形水槽之间布设水泵，在出水方向，矩形水槽和蓄水槽之间安装阀门；

还包括顶推结构，其内安设用于待检测的土样，顶推结构布设在矩形水槽下方，且其顶部开口端与矩形水槽底面密封贯通，测量时顶推结构将土样向矩形水槽内推送；

检测结构，用于检测泥沙冲刷特性，其包括水槽三维冲刷形貌测量装置、测压结构、电磁流量计和PIV测速装置，其中，水槽三维冲刷形貌测量装置架设在矩形水槽上方，测压结构布设在靠近顶推结构的循环管道上，在靠近水泵的循环管道处安装电磁流量计，PIV测速装置布设在矩形水槽上方，且位于顶推结构中轴线上；

前述的检测结构与顶推结构构成自反馈循环回路；

前述的顶推结构包括顶部呈开口状的土样筒，开口端与矩形水槽底部联通，其内滑动连接顶推活塞，土样置于土样筒内；

前述的水槽三维冲刷形貌测量装置包括两台参数相同的工业相机，两者架设在矩形水槽上方，且两台工业相机之间的连接线中心位于土样筒的中轴线上；

架设在矩形水槽上方两台参数相同的工业相机获取土样表面照片后建立土样表面的数字高程模型，通过数字高程模型的平均高程与初始高程获得土样实时冲刷量，从而取得平均冲刷量，前述的平均冲刷量等于单位时间内顶推活塞的顶推高度；

测压结构包括第一测压管和第二测压管，分别布设在顶推结构两侧的进水方向、出水方向的循环管道上；

PIV测速装置的光源由架设在矩形水槽上方且位于土样筒中轴线上的激光发射装置提供；

泥沙颗粒运动情况监测，位于土样筒中轴线上方的激光发射装置向矩形水槽发出激光作为PIV测速装置的光源，测出水流实时流速，架设在矩形水槽上方两台参数相同的工业相机对矩形水槽内泥沙颗粒的运动情况进行视频图像录入，同时传输至计算机，测得土样表面水流紊动强度，计算机将信息传送至顶推结构，以确定顶推结构的顶推活塞是否向矩形水槽方向推动。

2.根据权利要求1所述的自反馈泥沙冲刷率测量系统，其特征在于：置于土样筒内的土样其表面与矩形水槽的底面之间的距离为0mm-3mm。

3.根据权利要求1所述的自反馈泥沙冲刷率测量系统，其特征在于：钢架架设在矩形水槽正上方，其两端向外侧延伸安装托盘，托盘内布设工业相机。

4.根据权利要求1所述的自反馈泥沙冲刷率测量系统，其特征在于：土样筒的开口端通过橡胶圈密封。

5.根据权利要求1所述的自反馈泥沙冲刷率测量系统，其特征在于：第一测压管和第二测压管之间的距离为土样筒直径的2-3倍。