[发明专利]置换法自动监测悬移质泥沙的方法及装置

权利要求书

1.一种置换法自动监测悬移质泥沙的方法，包括以下步骤：

a、在测流断面上通过测流设施设置铅鱼，在铅鱼上方的线缆上安装潜水泵，潜水泵的进水口与铅鱼的主线平行，潜水泵的上水管伸出水面且进入水容器的进水口，水容器通过支架放置在称重传感器上，水容器的上端设置溢流水管，并且，溢流水管的上端通入溢流排水管中，水容器的下端设置有排水管；

b、在微型潜水泵同一高度处安装第一温度传感器，在溢流排水管处安装第二温度传感器，两个温度传感器均与控制器连接；在潜水泵的上水管和排水管上分别安装电磁阀，两个电磁阀、潜水泵和称重传感器均与控制器连接；

c、在潜水泵上水管上设置分流管，分流管上设置分流电磁阀，开启潜水泵，进行预充水，预充水完毕，打开潜水泵上水管分流电磁阀、关闭潜水泵上水管电磁阀，打开水容器排水管上的电磁阀进行排水，排水完毕，关闭水容器排水管上的电磁阀，采用称重传感器对水容器称重，作为初始重量；

d、充水时，关闭分流电磁阀，打开潜水泵上水管的电磁阀，向水容器里面充水，当注水量大于水容器的额定容分流电磁阀，积时，溢流水管开始溢流，当注水时间大于额定注水时间后，此时已经消除了容器内壁温度对水温的影响，关闭潜水泵和潜水泵上水管的电磁阀，采用称重传感器对水容器称重，作为终了重量，然后打开排水管电磁阀排掉水容器中水，完成了一次完整的监测过程。

2.根据权利要求1所述的置换法自动监测悬移质泥沙的方法，其特征是：在步骤d中，当注水时间大于额定注水时间后，打开排水管电磁阀进行排水，使水容器内浑水排出，当排水时间大于额定值后，关闭排水管电磁阀，继续向水容器内注水，当注水时间大于额定注水时间后，溢流水管再次出现溢流时，依次打开分流电磁阀、关闭上水管电磁阀和潜水泵，减少水锤效应对上水管和电磁阀的压力。

3.根据权利要求1所述的置换法自动监测悬移质泥沙的方法，其特征是：设水容器的额定容积为V，单位为cm³，起始重量为W₀，单位为g,终了重量为W_t，单位为g, 泥沙体积V_S，单位为cm³、密度为ρ_S，单位为g/cm³，ρ_S对于固定水文断面是一个稳定值，清水密度为ρ_w，单位为g/cm³，溢流水管内水体温度为T，置换系数为K，泥沙质量为W_S，单位为g,,单样含沙量为C_S，单位为kg/m³；

（1）计算方法一：

A,根据溢流水管内水体温度和ρ_S值，查置换系数表得到K值；

B、根据ρ_S和K值计算清水密度ρ_w

ρ_W =（1/ K-1）ρ_S

C、泥沙质量计算

W_S=K（W_t-W₀-Vρ_W）

D、单样含沙量计算

C_S=1000 W_S /V

(2)计算方法二：

A,根据溢流水管内水体温度和ρ_S值，查置换系数表得到K值；

B、根据ρ_S和K值计算清水密度ρ_w

ρ_W =（1/ K-1）ρ_S

C、泥沙体积计算

V_s =（W_t-W₀-ρ_wV）/（ρ_s-ρ_w）

D、单样含沙量计算

C_S=1000ρ_s V_s /V。

4.根据权利要求1所述的置换法自动监测悬移质泥沙的方法，其特征是：水容器为球形结构或者容器中间为圆柱且两端为圆锥结构，溢流水管的上端为鸭嘴状，伸入溢流排水管且不与溢流排水管相接触，潜水泵上水管的上端伸入水容器的进水口且不与进水口接触。