[发明专利]一种水利水文含沙量检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种水利水文含沙量检测装置，包括主框架（40），所述主框架（40）的上部安装有吊环（1），其特征在于，

主框架（40）的底部安装有底板（50），所述底板（50）的两侧沿主框架（40）长度方向中心线对称均布安装有向下延伸的取样支脚（41），主框架（40）的上部安装有数量与取样支脚（41）对应且同一轴心的定位筒（49），定位筒（49）内安装有弹簧（6）；侧横梁（43）布设在主框架（40）的下侧边且横跨连接在取样支脚（41）之间，所述侧横梁（43）上安装有电机一（2），所述电机一（2）连接有轴杆（44）贯穿在取样支脚（41）之间，所述轴杆（44）上均布安装有凸轮（21）；

所述底板（50）上安装有电机二（10）和热空气分流块（31），轴杆架（51）布设在电机二（10）的上方且通过两端连接在主框架（40）内壁面上固定，所述轴杆架（51）上均布安装有带有齿轮一（14）的传动轴一（13），所述传动轴一（13）的两端安装有锥齿轮二（8）；带有齿轮二（12）的传动轴二（11）一端与电机二（10）的主动轴承啮合形成蜗轮蜗杆机构，另一端穿过轴杆架（51）连接在主框架（40）的内侧壁；所述齿轮一（14）和齿轮二（12）上安装有传动链；

所述取样支脚（41）内安装有取样槽框（46），取样槽框（46）与取样支脚（41）之间还设有风琴密封套（16），所述取样槽框（46）内安装有可进行上下移动的取样罐（27），所述取样罐（27）的上下两端套有轴承三（20），轴承三（20）的外层套有密封圈（19）与取样槽框（46）的内壁贴合；

还包括布设在凸轮（21）的上方且两侧的抱在取样支脚（41）的周边、通过电机一（2）带动凸轮（21）顶住受力滚轮（45）可以进行上下运动的升降框架（4），其中：受力滚轮（45）安装在升降框架（4）的中间，升降框架（4）的两侧还安装有轴承一（306），所述轴承一（306）上安装有运动杆（7）穿过取样支脚（41）之后延伸到定位筒（49）内压住弹簧（6）；

所述运动杆（7）从上到下依次设有可与锥齿轮二（8）啮合形成蜗轮蜗杆的锥齿轮一（9）、将两根不同直径连接合成运动杆（7）的连接块（71）、伞型主动锥齿轮（23）、用于检测重量的轮辐式称重传感器（302），将取样罐（27）底部密封住的橡胶塞盖（301），其中：轮辐式称重传感器（302）中心设有轴承二（303）套在运动杆（7）上，轮辐式称重传感器（302）上安装有盛料器皿。

2.如权利要求1所述的水利水文含沙量检测装置，其特征在于，所述取样支脚（41）的顶面还设有延伸到取样槽框（46）周边的气管（30），所述气管（30）与热空气分流块（31）之间连接有分支输气管道。

3.如权利要求1所述的水利水文含沙量检测装置，其特征在于，所述取样槽框（46）为下部为矩形，上部为圆形，其圆形部的四周设有开口（15）。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的水利水文含沙量检测装置，其特征在于，所述取样罐（27）包括均布满透水孔的内罐（272）和外罐（273），内罐（272）和外罐（273）之间设有滤布（271），其中，密封盖（275）连接在内罐（272）和外罐（273）的顶端，所述密封盖（275）上还设有伞型从动锥齿轮（274）与伞型主动锥齿轮（23）啮合使运动杆（7）带动取样罐（27）旋转脱水。

5.如权利要求4所述的水利水文含沙量检测装置，其特征在于，所述内罐（272）和外罐（273）上的透水孔直径从上到下逐渐变小。

6.一种利用如权利要求4所述的水利水文含沙量检测装置的进行含沙量检测的方法，特征在于，包括如下步骤，

S1，通过船舶起吊装置连接钢丝绳勾在吊环（1）上将主框架（40）下放到待检测的水中进行悬浮；

S2，此时，取样罐（27）的底部橡胶塞盖（301）处于起始状态，当检测装置到达预定水层时悬浮静止，此时，使该层水质进入取样罐（27）内；

S3，通过控制电机一（2）带动轴杆（44）缓慢旋转90度，使凸轮（21）将受力滚轮（45）缓慢撑起将升降框架（4）缓慢顶起；

S4，当升降框架（4）被顶起之后带动运动杆（7）向上运动，此时取样支脚（41）相对静止，则运动杆（7）开始向上运动，在此过程中，1）首先运动杆（7）上的轮辐式称重传感器（302）被送入取样罐（27）底部和罐壁贴合，2）之后橡胶塞盖（301）将取样罐（27）底部塞住密封，3）伞型主动锥齿轮（23）与密封盖（275）的伞型从动锥齿轮（274）对接啮合，4）锥齿轮一（9）和锥齿轮二（8）啮合形成蜗轮蜗杆机构，5）定位筒（49）内的弹簧（6）被压缩；

S5，之后电机一（2）一直不动，这样取样罐（27）处于密封状态，控制船舶起吊装置将检测装置拉回甲板；

S6，启动电机二（10）通过蜗轮蜗杆机构传动给传动轴二（11）旋转使传动链旋转带动传动轴一（13）旋转使锥齿轮二（8）旋转驱动运动杆（7）旋转，运动杆（7）旋转通过伞型主动锥齿轮（23）与密封盖（275）的伞型从动锥齿轮（274）对接啮合而带动取样罐（27）旋转开始对取样罐（27）进行离心脱水，水体通过滤布排出，水中的沙子被滤布挡住留在取样罐（27）内；

S7，离心脱水后，通过外部的输气管道连接热空气分流块（31）输送热气，热空气分流块（31）通过各分支输气管道将热气送入取样槽框（46）内，热气通过取样槽框（46）的开口之后对取样罐（27）内的沙子进行烘干，使沙子脱落于内罐（272）的内壁面而进入盛料器皿内；

S8，再次启动控制电机一（2）带动轴杆（44）缓慢反向旋转90度，此时通过弹簧（6）的缓慢回弹使运动杆（7）下降回位，检测装置此时回到原始状态，通过控制轮辐式称重传感器（302）打开显示被烘干沙子的质量；

S9，将得到的沙子质量的数据，通过公式x=(M-ρV水)/V计算得出被检测水中的含沙量数据，其中： 含沙的水的体积V，质量M ,设含沙量为x，水的密度用ρ表示，则ρV水表示体积内水的质量。