[实用新型]用于水文悬沙测定的多机位浊度仪标定系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水文观测技术领域，具体地说是一种水文泥沙观测中所使用的浊度仪的标定系统。

背景技术

常规的水文观测方法一般采用“六点法”取水，室内分析的方法测定含沙量。此种方法操作繁琐，数据分析获取时间较长；其次，由于垂线中的取水点分散，全水深含沙量计算不准确。因此，现在国内外水文观测中，含沙量的测定一般借助光学浊度仪来完成。

现代的水文观测中的光学浊度仪是运用光的投射原理或散射原理，该方法主要取决于光与沙粒的相互作用，当光通过悬沙水体时，溶剂要吸收光能，吸收的数量与吸收介质及水体宽度有关，同时泥沙颗粒要对光进行散射。当光源发出的入射光线投射到被检测的水样时，一部分光线穿透水样继续前进直达投射光检波器，从该检波器测定出透射光的强度，与光源的入射光强度进行比较，即可检测出水样的浊度，根据这种原理制造出的浊度仪就是透射光浊度仪(Turbidimeter)。另外，当光源发出的入射光线投射到被检测的水样时，除了前述的一部分光线穿透水样直达透射光检波器之外，还有一部分入射光可从投射光的垂直方向到达散射光检波器，从该检波器可测定出散射光强度，与光源的入射光强度进行比较，即可检出被检测水样的浊度，根据这种原理制造出的浊度仪就是散射光浊度仪(Nephelometer)。水文观测中多使用散射光浊度仪。

然而，浊度本来就是悬浮微粒浓度的替代参数，在水文观测中最终关心的是水体泥沙浓度，因此需要对浊度仪测量的NTU值与泥沙浓度进行率定。当入射光进入某一水体被吸收后，透过光的强度与入射光的强度之间的关系由朗伯-贝尔定律确定：

I＝I₀(-α₀expcl)            (1)

式(1)中，I为透射光强度；I₀为入射光强度；α₀是消光系数，与位置的性质有关；c是溶液中物质的质量浓度；l为光源与接收器间距离。从上式可知，接受光强与介质的浓度就有一个确定的函数关系了。朗伯-贝尔定律是在理想状态下得到的，实际情况则较复杂，如颗粒间互相遮掩，浓度分布不均匀，沙粒粒径及形状不同等，所以不同区域的悬沙水样，同一台浊度仪其所测量的NTU与悬沙浓度关系曲线是不同的，均需要分别进行率定。

传统浊度仪率定方法可分为定NTU测定浓度法和定浓度测定NTU法。定NTU测定浓度法具体过程为：将浊度仪探头放入标定桶中，加入选定泥沙样搅拌，至NTU特定值后，将浊度仪取出，搅拌均匀后用取样器取出500ml水样；依次递增NTU至特定值并取样，最终将取到的500ml水样烘干称重，计算出含沙量，与浊度值进行线性相关得到标定曲线。此种方法浊度仪每次取样需取出标定桶，费时费力，多个浊度仪同时标定轮换较为繁琐，取样之前的搅拌不能保证与浊度仪测量时溶液均匀度一致，且不能消除扰动气泡对浊度仪的影响。定浓度测定NTU法具体过程为：将取选定泥沙烘干碾成细粉末，并称取特定质量，加入定量清水中置于标定桶中搅拌，计算溶液浓度，并同时将浊度仪置于溶液中测定NTU值；依次递增沙粒质量至特定值搅拌并记录浊度仪NTU值，最终将计算的溶液浓度和测定的浊度仪NTU值进行线性相关得到标定曲线。此种方法不需要处理水样，过程相对简单，但由于不能保证放入的泥沙颗粒能均匀分布，且不能消除扰动气泡对浊度仪的影响，因此标定曲线失真度较大，多次标定的结果一致性较差。

实用新型内容

本实用新型的所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种保证浊度仪标定数据精确、稳定、可重复性高的标定系统，能有效的获得不同浊度仪在不同粒径悬沙环境的标定结果，且多次重复实验结果一致性较好。

本实用新型的目的是这样实现的：用于水文悬沙测定的多机位浊度仪标定系统，其特征在于，包括由下而上设置的磁力搅拌器、泥沙悬浮标定桶、水循环装置和剪力盖板，其中，水循环装置设置在泥沙悬浮标定桶的内壁。

本实用新型的一优选技术方案中，所述泥沙悬浮标定桶为圆柱体，在所述泥沙悬浮标定桶圆柱体外侧均匀分布至少3个圆柱状浊度仪插槽，各个浊度仪插槽指向桶内一侧留有窄带间隙。

本实用新型的一优选技术方案中，浊度仪插槽下端呈椎体状设计，倾斜向下回收到桶壁，与插槽下端高度相同位置的每个插槽旁设有出水口。

本实用新型的一优选技术方案中，所述泥沙悬浮标定桶圆柱体外侧均匀分布4个圆柱状浊度仪插槽。