做进一步说明。
[0018] 实施例1 如图1所示，具有侧向补偿的激光无线测沙仪100,由光纤传感器1、数据采集于处理单 元7和计算机控制及数据分析装置9组成。
[0019] 如图2所示，光纤传感器10由光源、光导纤维和光传感元件组成，光导纤维5包括 第一光导纤维5a和第二光导纤维5b，第一光导纤维5a的延伸方向与光源光线6方向一致， 第二光导纤维5b与光源光线6方向成90度。光源2包括LED灯和设置在LED灯前方的透 镜，LED灯发射出的光线经透镜折射为平行的光源光线6。
[0020] 如图1所示，具有侧向补偿的激光无线测沙仪100还包括数据采集与处理单元7 和计算机控制及数据分析装置9,数据采集与处理单元7,用于采集光传感元件4输出的模 拟信号，将模拟信号进行数模转换和调制放大，并通过无线网络模块8传输至计算机控制 及数据分析装置9 ;计算机控制及数据分析装置9,用于通过无线网络控制数据采集电路进 行数据采集，并对采集的数据进行计算，根据计算结果显示含沙量。
[0021] 计算机控制及数据分析装置9执行下列步骤（1)控制单片机中的发光控制电路控 制光源使LED光源处于打开状态，分别采集光源参考光强数据、透射光光强数据、90度方向 光强数据；（2)控制LED光源处于关闭状态，分别采集上述三路光强数据；（3)将LED光源 打开时采集的三路光强数据分别减去对应的LED光源关闭时采集的数据，消除背景光和光 电探测器本身的暗电流对测试的影响；（4)将上面经运算后得出透射光强、90度方向光强 与参考光源光强分别做差值运算，得出两组差值数据，利用参考光强作分母做除法运算，计 算相对值，消除参考光光强波动对测试的影响。（5)将90度光强做参考，选取一定的加权因 子，将透射光强和90度光强的加权和与之作除法运算，结果作为最终测量值。该步骤是提 高测量线性范围的技术措施。
[0022] 光源2的光强大小与通断由计算机控制及数据分析装置9通过发光控制电路1进 行控制，入射光经过分光镜分成两路，通过光导纤维一路入射到被测泥沙流体3中，一路作 为参考光入射到第三光电二极管4c上。被测泥沙流体3对光进行透射和散射，透射光经第 一光电二极管4a检测，90度散射光经第二光电二极管4b检测。三路光电二极管检测信号 经数据采集与处理单元7处理后通过无线转网络电路8,进入计算机控制及数据分析装置 9,由计算机控制及数据分析装置9三路信号进行分析。
[0023] 本发明的具有侧向补偿的激光无线测沙仪的测量原理如下： 根据丁达尔效应：
【主权项】
1. 具有侧向补偿的激光无线测沙仪，包括光源和光纤传感器，所述光纤传感器由光导 纤维和光传感元件组成，其特征是，所述光导纤维包括第一光导纤维和第二光导纤维，所述 第一光导纤维的延伸方向与照射光线方向一致，所述第二光导纤维的延伸方向与照射光线 方向成90度角。
2. 根据权利要求1所述的具有侧向补偿的激光无线测沙仪，其特征是，所述光传感元 件为光电二极管，包括第一、第二和第三光电二极管，第一光电二极管用于接收第一光导纤 维的信号，第二光电二极管用于接收第一光导纤维的信号，第三光电二极管用于接收来自 光源的分光信号。
3. 根据权利要求1所述的具有侧向补偿的激光无线测沙仪，其特征是，所述光源包括 LED灯和设置在LED灯前方的透镜，LED灯光线经透镜折射为平行光线。
4. 根据权利要求1所述的具有侧向补偿的激光无线测沙仪，其特征是，所述具有侧向 补偿的激光无线测沙仪还包括数据采集与处理单元和计算机控制及数据分析装置；所述数 据采集与处理单元用于采集所述光传感元件输出的模拟信号，将模拟信号进行数模转换和 调制放大，并通过无线网络模块传输至所述计算机控制及数据分析装置；所述计算机控制 及数据分析装置，用于通过无线网络控制数据采集电路进行数据采集，并对采集的数据进 行计算，根据计算结果显示含沙量。
5. 根据权利要求4所述的具有侧向补偿的激光无线测沙仪，其特征是，，所述LED灯还 和受控于所述计算机控制及数据分析装置的功率控制电路连接，形成可调LED灯。
6. 根据权利要求4所述的具有侧向补偿的激光无线测沙仪，其特征是，所述计算机控 制及数据分析装置执行下列步骤：（1)控制LED光源处于打开状态，分别采集光源参考光强 数据、透射光光强数据、90度方向光强数据；（2)控制LED光源处于关闭状态，分别采集上述 三路光强数据；（3)分别计算二者的差值光强；（4)对三路差值数据，利用参考光强作分母 做除法运算，计算相对值；（5)将90度光强做参考，选取加权因子，将透射光强和90度光强 的加权和与之作除法运算，结果作为最终测量值。
【专利摘要】具有侧向补偿的激光无线测沙仪，包括光源和光纤传感器，所述光纤传感器由光导纤维和光传感元件组成，所述光导纤维包括第一光导纤维和第二光导纤维，所述第一光导纤维的延伸方向与照射光线方向一致，所述第二光导纤维的延伸方向与照射光线方向成90度角。本发明增加了90度方向散射光强的测量，在沙的尺寸大小的变化和工作时间的长短变化的条件下，都能得到很精确的结果，相比较于单一的透射光强的检测器测沙仪器更适合在大型河工模型这样的环境下长期工作。
【IPC分类】G01N21-59, G01N21-49
【公开号】CN104833657
【申请号】CN201510043211
【发明人】夏云峰, 王驰, 霍晓燕, 黄海龙, 房红兵, 金捷, 陈诚, 周良平
【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
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年1月28日