坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，包括集沙筒外筒和设置在外筒内的集沙筒内筒，所述外筒的底部设有信号输出端与含智能器件的外部控制装置连接的水下压力仪，所述水下压力仪的顶端与内筒底端固定连接，所述内筒中设置排沙泵，所述集沙筒外设有冲沙泵，所述排沙泵、冲沙泵的受控端与外部控制装置连接，所述外筒的顶端设有截面为圆环形的筒盖，所述筒盖的上方设有筒帽，所述筒帽与筒盖之间设有进沙口。本实用新型的有益效果是设计合理，通过集沙、称量步骤来确定推移质的变化，通过排沙，保证设备的集沙、称量过程可持续进行，以达到对河流中的推移质连续采样的目的。
【专利说明】坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种泥沙测量仪器，尤其是一种坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪。
【背景技术】
[0002]推移质是指在水流中沿河底滚动、移动、跳跃或以层移方式运动的泥沙颗粒。在运动过程中随水流的强弱变化，推移质可与悬移质与与床沙进行转换，加上推移质位于河流底层，且层厚很少，因此给实际测量造成了很大的困难。推移质的测量主要有直接测量和间接测量两类，直接测量包括沙波运动测量、坑测法和取样器等，前二种受限于水下地形地形测量精度，较少实施；第三种只能测量某一时间的平均输沙率。不能实现全自动、数字化的要求，也不能测量出推移质的实际状况。间接测量包括采用超声波法和光电法等，这些方法主要用于近底悬移质的测量，是否适用于推移质层高浓度泥沙动动还有待检验，既然是间接测量，中间又多了一个转化的环节，增加了失真程度。据 申请人:了解，申请号为200410066086.4的中国专利公开了一种推移质测量器，设有开关盒外壳，和由电阻构成的电路，开关盒上设有分别与电阻的两端连接的固定触板和活动触板，使用时河水推动推移质进入开关盒并在开关盒内积累、停留，堆积并推挤活动触板，致使电路断开或连接，实现测量。由
【发明内容】
可知，这种推移质测量器主要用于测量由于推移质泥沙淤积而产生的河床淤高的变化，它不能发映的推移质输沙平衡时的输沙率，更不能测量输沙率随时间的变化情况。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种适用于原型观测、操作方便快捷，能够连续观测推移质变化的坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪。
[0004]本实用新型通过以下技术方案解决技术问题:
[0005]一种坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，包括集沙筒外筒和设置在外筒内的集沙筒内筒，所述外筒的底部设有信号输出端与含智能器件的外部控制装置连接的水下压力仪，所述水下压力仪的顶端与内筒底端固定连接，所述内筒中设置排沙泵，所述集沙筒外设有冲沙泵，所述排沙泵、冲沙泵的受控端与外部控制装置连接，所述外筒的顶端设有截面为圆环形的筒盖，所述筒盖的上方设有筒帽，所述筒帽与筒盖之间设有进沙口。
[0006]本实用新型通过以下技术解决措施进一步地解决技术问题:
[0007]前述的坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其中所述筒盖上设有集沙漏斗，所述集沙漏斗的上端设置在筒盖的内圆面上，下端位于内筒中。这样，集沙漏斗起到隔离悬移质，收集推移质泥沙的作用。
[0008]前述的坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其中所述水下压力仪采用防水材料，包括圆柱形壳体和设置在壳体内的至少三个压力传感器，所述压力传感器上设有与壳体外部相通的水压平衡管和数据传输接口，所述压力传感器通过数据传输接口及通讯线路与外部控制装置的信号输入端连接，所述外部控制装置的控制输出端与显示屏以及排沙泵、冲沙泵、水下压力仪的控制开关连接。这样，水压平衡管可消除测量环境中水深和波浪等变化的作用，保证水下压力仪内外的水压平衡，进而保证水下压力仪具有很高的测量精度，这种情况下，其采用防水材料能够实现该监测仪不受河水侵蚀，使其有较长的使用寿命O
[0009]前述的坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，在其中所述壳体圆周方向均布一组与内筒底面固定连接的支撑件。
[0010]前述的坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其中所述排沙泵为潜水式搅拌排沙泵，其出口设有排沙管；所述冲沙泵为潜水泵，其出口设有冲沙管。这样，冲沙泵可为排沙泵补充水量，保证排沙泵正常运行，排沙泵和冲沙泵共同作用，将沉积有内筒里的泥沙冲向下游。
[0011]前述的坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其中所述筒盖通过支撑架与筒帽固定连接，所述筒帽的直径大于或等于内筒的直径。
[0012]本实用新型的优点在于:本实用新型坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪设计合理，通过集沙、称量步骤来确定推移质的变化，通过排沙，保证设备的集沙、称量过程可持续进行，以达到对河流中的推移质连续采样的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0014]图1为本实用新型实施例一的结构示意图。
[0015]图2为水下压力仪的剖面结构示意图。
[0016]图中包括外筒1、内筒2、筒盖3、筒帽4、集沙漏斗5、水下压力仪6、排沙泵7、进沙口 8、支撑架9、排沙管10、冲沙泵11、冲沙管12、支撑件13、固定支撑架14、壳体61、压力传感器62、水压平衡管63、数据传输接口 64。
【具体实施方式】
[0017]实施例一
[0018]本实施例的坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其结构如图1所示，由组装在外筒2内的集沙、监测、排沙三部分组成，具体包括集沙筒外筒I和设置在外筒I内的集沙筒内筒2，外筒I为圆柱状，用于隔离外界(即土压力)对筒内监测装置的影响，内筒2用于储存从进沙口 8进入监测仪的推移质泥沙。外筒I的底部设有信号输出端与含智能器件的外部控制装置连接的水下压力仪6，水下压力仪6的顶端与内筒2底端固定连接，即内筒2设置在水下压力仪6上，通过水下压力仪6可以确定筒内泥沙的重量，内筒2中设置排沙泵7，集沙筒外有冲沙泵11，排沙泵7和冲沙泵11的受控端均与外部控制装置连接，外筒I的顶端设有截面为圆环形的筒盖3，筒盖3的上方设有筒帽4，筒帽3与筒盖4之间设有进沙口 8。水下压力仪6采用防水材料，包括圆柱形壳体61和设置在壳体61内的至少三个压力传感器62,压力传感器62上设有与壳体61外部相通的水压平衡管63和数据传输接口 64,压力传感器62通过数据传输接口 64及通讯线路与外部控制装置的信号输入端连接，外部控制装置的控制输出端与显示屏以及排沙泵7、冲沙泵11、水下压力仪6的控制开关连接，另壳体61圆周方向均布一组与内筒2底面固定连接的支撑件13 (见图2)。筒盖3上设有集沙漏斗5，集沙漏斗5的上端设置在筒盖3的内圆面上，下端位于内筒2中，筒盖3和集沙漏斗5配合使用，可以防止泥沙冲填内、外筒之间的区域；筒盖3通过支撑架9与筒帽4固定连接，使得筒帽4高于河床表面一定高度，避免悬移质泥沙沉积入内筒2中，且筒帽4的直径大于或等于内筒2的直径。排沙泵7为潜水式搅拌排沙泵，其出口设有延伸至监测仪外部的排沙管10,冲沙泵11为潜水泵,其出口设有冲沙管12,排沙管10和冲沙管12通过固定支撑架14连接在一起，排沙管10的排沙口位于监测仪后的河流下游，避免影响推移质测量工作。
[0019]工作时，将该监测仪埋入河底，待其进沙口 8与河底平齐时，推移质泥沙在水流作用下沿河床表面运动，并由进沙口 8进入内筒2中，此时，筒帽4高于河床表面一定高度，可以避免悬移质泥沙沉积入内筒2中，进而影响测量结果。推移质泥沙进入内筒2后，因内筒2内水深突然增大，流速减小，使得推移质在内筒2中沉积，安装在内筒2底部的水下压力仪称量并记录淤积在筒内的泥沙重量，并将记录数值通过数据传输接口输送到外部控制设备，外部控制设备在其显示屏上显示泥沙重量。这样可以检测到不同时段集沙筒内泥沙的重量变化，进而推算出河流推移质的输沙率。当筒内泥沙达到一定重量后，外部控制器控制启动冲沙泵11和排沙泵7，将筒内泥沙排到监测仪外的河流下游，筒内泥沙清空后，继续测量推移质的变化状况，以达到连续采样的目的。
[0020]除上述实施例外，本实用新型还可有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其特征是:包括集沙筒外筒和设置在外筒内的集沙筒内筒，所述外筒的底部设有信号输出端与含智能器件的外部控制装置连接的水下压力仪，所述水下压力仪的顶端与内筒底端固定连接，所述内筒中设置排沙泵，所述集沙筒外设有冲沙泵，所述排沙泵、冲沙泵的受控端与外部控制装置连接，所述外筒的顶端设有截面为圆环形的筒盖，所述筒盖的上方设有筒帽，所述筒帽与筒盖之间设有进沙口。
2.根据权利要求1所述坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其特征是:所述筒盖上设有集沙漏斗，所述集沙漏斗的上端设置在筒盖的内圆面上，下端位于内筒中。
3.根据权利要求1所述坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其特征是:所述水下压力仪采用防水材料，包括圆柱形壳体和设置在壳体内的至少三个压力传感器，所述压力传感器上设有与壳体外部相通的水压平衡管和数据传输接口，所述压力传感器通过数据传输接口及通讯线路与外部控制装置的信号输入端连接，所述外部控制装置的控制输出端与显示屏以及排沙泵、冲沙泵、水下压力仪的控制开关连接。
4.根据权利要求3所述坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其特征是:在所述壳体圆周方向均布一组与内筒底面固定连接的支撑件。
5.根据权利要求1所述坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其特征是:所述排沙泵为潜水式搅拌排沙泵，其出口设有排沙管；所述冲沙泵为潜水泵，其出口设有冲沙管。
6.根据权利要求2所述坐底式全天候推移质泥沙实时监测仪，其特征是:所述筒盖通过支撑架与筒帽固定连接，所述筒帽的直径大于或等于内筒的直径。
【文档编号】G01M10/00GK203534792SQ201320664397
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】左其华, 应强, 窦希萍, 黄海龙, 周益人, 张新周, 假冬冬 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院