[实用新型]一种采用音频共振原理的黄河含沙量检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于黄河含沙量检测技术领域，涉及一种采用音频共振原理的黄河含沙量检测装置。

背景技术

黄河含沙量测量是黄河泥沙研究中的一个重要课题，如何快速、准确地测量黄河含沙量一直是人们所关注的问题。实时监测像黄河等多泥沙河流的泥沙含量、泥沙分布等信息，可对水土流失的治理提供科学依据，也可防治因水土流失导致的自然灾害；同时也可为河流水质管理、河道清淤以及排水排沙提供科学指导。因此开展黄河含沙量自动监测系统的研发具有重要的实际意义，其相关成果具有广阔的市场前景。

然而目前现有的用于测量黄河泥沙含量的仪器和方法，在实际应用中存在着一定的局限性。如人工取样法，虽有很高的精度，但是其测量周期长、劳动强度大，又因人工采样时浮泥的层次结构受到扰动，因而所测的结果不能反映现场状况；光电法测量泥沙范围较窄；同位素法和γ射线法精度高，但放射源稀缺；振动筒法和电容法稳定性较差，受温度影响大；而现有的基于压差原理的压力传感器灵敏度低，主要用于海底浮泥层密度测量以及纸浆池浓度测量等；超声波的监测设备存在运行不稳定、易受水草缠绕阻挡等问题。因此，需要一种能解决上述问题的泥沙含量检测方法。

实用新型内容

本实用新型提供了一种采用音频共振原理的黄河含沙量检测装置，解决了目前黄河含沙量测量方法复杂，精度低的问题。

本实用新型一种采用音频共振原理的黄河含沙量检测装置包括音频共振体，音频共振体由音频共振左臂和音频共振右臂组成；音频共振左臂和音频共振右臂分别与音频共振体共振激励器连接，音频共振体共振激励器与音频共振体共振频率信号检测器连接，温度传感器、压力传感器黏贴在可延长轴上；可延长轴通过塑胶防振套和固支体螺旋丝相连接，塑胶防振套能够防止音叉共振的能量通过固支体螺旋丝传递到外界、防止能量损耗，固支体螺旋丝安装在音频共振传感器硬件电路的保护圆盒上，保护圆盒内安装有信息处理及发送电路模块，音频共振体共振频率信号检测器通过电路连接信息处理及发送电路模块。

进一步，所述保护圆盒上设有密封盖和电源线的进线孔。

本实用新型的有益效果是稳定性好，精度高，抗干扰能力强。

附图说明

图1为本实用新型的含沙量检测音频共振传感器示意图；

图中，1.音频共振左臂，101.音频共振右臂，2.音频共振体共振激励器，201.音频共振体共振频率信号检测器，3.温度传感器，4.压力传感器，5.可延长轴，6.塑胶防振套，7.固支体螺旋丝，8.音频共振传感器硬件电路保护圆盒，9.保护圆盒的密封盖，10.进线孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型音频共振法黄河含沙量检测传感器的设计是基于音叉双臂在不同含沙量中其共振频率不同的原理。该传感器上作为直接感知含沙量物理信息的部分是用石英晶体制成，外部以抗氧化和抗腐蚀能力强、恒弹合金包裹的形似音叉的物体。音频共振法黄河含沙量检测传感器包括音叉体、温度传感器和压力传感器、塑胶防振片、固支体等组成。音叉体内部有共振激励器、共振频率信号检测器。音叉体的一臂在共振激励器驱动下做简谐振动，音叉体的另一臂将产生共振，也将做简谐振动。当音叉体两臂侵入到含沙量水体中时，两臂间的介质质量(黄河的含沙水体)发生变化，导致共振音叉体的共振频率发生变化。通过共振频率信号检测器检测该共振频率信号来间接实现含沙量的检测。温度传感器和压力传感器紧贴在音叉体顶部上，可补偿含沙量共振测量的不同温度和不同深度的环境因素影响。

根据音频共振理论，音叉体的共振频率f与其质量m₁和被测含沙量的质量m₂成反比，可以公式(1)表示。

f=k1m1+m2---(1)]]>