[发明专利]一种河流垂向泥沙浓度的测量装置及方法

权利要求书

1.一种河流垂向泥沙浓度的测量装置，其特征在于包括盛样容器、压力传感器、测量显示器和水泵，

所述水泵的进水端连接有进水管，所述进水管的末端伸入到河流中，所述水泵的出水端连接有出水管，所述出水管的末端悬空置于盛样容器的垂直上方，

所述压力传感器设置在盛样容器外侧底部，所述压力传感器与测量显示器通过数据线连接。

2.根据权利要求1所述的一种河流垂向泥沙浓度的测量装置，其特征在于所述盛样容器的上部侧壁设置有溢流口，所述盛样容器的底部设置有放空管，所述放空管设置有阀门。

3.根据权利要求2所述的一种河流垂向泥沙浓度的测量装置，其特征在于所述盛样容器设有刻度，且在溢流口处为一个整数刻度。

4.根据权利要求3所述的一种河流垂向泥沙浓度的测量装置，其特征在于所述测量显示器和水泵均通过电源线与电瓶电连接，所述测量显示器上设置有显示屏、键盘和开关，所述测量显示器能够接收压力传感器的压力值，通过预设的计算方式换算泥沙浓度值，并将该泥沙浓度值显示在显示屏上。

5.一种河流垂向泥沙浓度的测量方法，其特征在于包括以下操作步骤：

步骤一：组装装置，组装如权利要求1-3任一所述的河流垂向泥沙浓度的测量装置；

步骤二：预设计算公式，通过键盘操作在测量显示器内预设由压力值换算泥沙浓度值的计算公式；

步骤三：调零，向盛样容器中注入不含泥沙的水样，打开测量显示器的电源开关，操作键盘进行预调平衡，使其显示为零，放出水样；

步骤四：测量，由水泵向盛样容器中注入泥沙水样，直到泥沙水样上升至溢流口，压力传感器经泥沙水样受力后将压差值传输给测量显示器，测量显示器将数据处理后显示出泥沙浓度值，将测量结果存储；

步骤五：放出水样，将盛样容器下方的阀门打开，待盛样容器中的泥沙水样排完后，将盛样容器冲洗干净并关闭阀门，供下次测量使用。

6.根据权利要求5所述的一种河流垂向泥沙浓度的测量方法，其特征在于所述步骤四中数据处理的过程为：

设不含泥沙水样体积为V，不含泥沙水样密度为ρ₁；含沙水样中水的体积为V₁，泥沙的密度为ρ₂，泥沙的体积为V₂；则有方程：ρ₁V=F₁①和ρ₁V₁+ρ₂V₂=F₂②；已知V₁+V₂=V③；

由方程①②③可得到（ρ_2－ρ₁）V₂=F_2－F₁；

盛样容器带有一定刻度，测量出泥沙体积V₂，又由于F₁、F₂、ρ₁已知，所以可计算得出泥沙浓度。