專利名稱：具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對水中泥沙的沉降速度進(jìn)行測量的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
水中的泥沙顆粒受到重力的作用要下沉，在下沉過程中又受到水流的阻力作用。起初，泥沙下沉?xí)r是加速運(yùn)動(dòng)，隨著泥沙下沉速度的增加，水流對泥沙的阻力也增大，當(dāng)泥沙下沉速度達(dá)到某個(gè)極值時(shí)，泥沙等速下沉。
泥沙的沉降速度是指單個(gè)顆粒在無邊界影響的靜止清水中的均勻沉降速度。傳統(tǒng)測量方法通過人來記錄時(shí)間，由于沉降經(jīng)歷的時(shí)間較短，人的反應(yīng)時(shí)間所造成的誤差較大。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種自動(dòng)采集參數(shù)，避免測量誤差，測量精確度高的具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置及方法。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案 具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置，包括沉降池、第一光源模塊、第一電荷耦合元件、第二光源模塊、第二電荷耦合元件，沉降池的一側(cè)自上而下布置第一光源模塊、第二光源模塊，沉降池的另一側(cè)分別布置第一電荷耦合元件、第二電荷耦合元件，第一光源模塊發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第一片光，第一片光投影到第一電荷耦合元件上；第二光源模塊發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第二片光，第二片光投影到第二電荷耦合元件上；第一電荷耦合元件、第二電荷耦合元件分別通過A/D轉(zhuǎn)換卡與計(jì)算機(jī)連接。
基于本發(fā)明的具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置的測量方法，第一光源模塊發(fā)射出的光，經(jīng)線槽孔后形成第一片光，第一片光投影到第一電荷耦合元件上，第一電荷耦合元件將光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集后送入A/D轉(zhuǎn)換卡，第二光源模塊發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第二片光，第二片光投影到第二電荷耦合元件上；第二電荷耦合元件將光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集后送入A/D轉(zhuǎn)換卡，A/D轉(zhuǎn)換卡將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號； 當(dāng)泥沙顆粒在沉降池中自由下落時(shí)，穿過第一光源模塊形成的第一片光，第一電荷耦合元件記錄下第一光強(qiáng)信號送入A/D轉(zhuǎn)換卡中，A/D轉(zhuǎn)換卡將第一光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字圖像信號并傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將第一數(shù)字圖像信號正常狀態(tài)時(shí)的圖像灰度信號進(jìn)行比較，自動(dòng)識(shí)別灰度差異，計(jì)算機(jī)記錄下此時(shí)的時(shí)間t1；當(dāng)泥沙顆粒穿過第二光源模塊形成的第二片光時(shí)，第二電荷耦合元件記錄下第二光強(qiáng)信號送入A/D轉(zhuǎn)換卡中，A/D轉(zhuǎn)換卡將第二光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字圖像信號并傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將第二數(shù)字圖像信號正常狀態(tài)時(shí)的圖像灰度信號進(jìn)行比較，自動(dòng)識(shí)別灰度差異，計(jì)算機(jī)記錄下此時(shí)的時(shí)間t2；第一光源模塊與第二光源模塊之間的距離為S，即可得到泥沙沉速v 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn) 1、本發(fā)明利用泥沙顆粒經(jīng)過兩次測量點(diǎn)的時(shí)間差得到泥沙沉速，結(jié)構(gòu)簡單，測量結(jié)果準(zhǔn)確，避免了原來人力測量時(shí)產(chǎn)生的誤差，提高了測量的精度。
2、本發(fā)明在測量計(jì)算泥沙沉速的各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，通過A/D轉(zhuǎn)化卡實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量，高度自動(dòng)化，且不受時(shí)間等因素的制約。



圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述 如圖1所示，具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置，包括沉降池6、第一光源模塊2、第一電荷耦合元件3、第二光源模塊4、第二電荷耦合元件5，沉降池6的一側(cè)自上而下布置第一光源模塊2、第二光源模塊4，沉降池6的另一側(cè)分別布置第一電荷耦合元件3、第二電荷耦合元件5，第一光源模塊2發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第一片光7，第一片光7投影到第一電荷耦合元件3上；第二光源模塊4發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第二片光8，第二片光8投影到第二電荷耦合元件5上；第一電荷耦合元件3、第二電荷耦合元件5分別通過A/D轉(zhuǎn)換卡10與計(jì)算機(jī)9連接。
基于本發(fā)明的具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置的測量方法，其特征在于第一光源模塊2發(fā)射出的光，經(jīng)線槽孔后形成第一片光7，第一片光7投影到第一電荷耦合元件3上，第一電荷耦合元件3將光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集后送入A/D轉(zhuǎn)換卡10，A/D轉(zhuǎn)換卡10將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號；第二光源模塊4發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第二片光8，第二片光8投影到第二電荷耦合元件5上；第二電荷耦合元件5將光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集后送入A/D轉(zhuǎn)換卡10，A/D轉(zhuǎn)換卡10將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號； 當(dāng)泥沙顆粒1在沉降池中自由下落時(shí)，穿過第一光源模塊2形成的第一片光7，第一電荷耦合元件3記錄下第一光強(qiáng)信號送入A/D轉(zhuǎn)換卡10中，A/D轉(zhuǎn)換卡10將第一光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字圖像信號并傳輸給計(jì)算機(jī)9，計(jì)算機(jī)9將第一數(shù)字圖像信號正常狀態(tài)時(shí)的圖像灰度信號進(jìn)行比較，自動(dòng)識(shí)別灰度差異，計(jì)算機(jī)9記錄下此時(shí)的時(shí)間t1；當(dāng)泥沙顆粒1穿過第二光源模塊4形成的第二片光8時(shí)，第二電荷耦合元件5記錄下第二光強(qiáng)信號送入A/D轉(zhuǎn)換卡10中，A/D轉(zhuǎn)換卡10將第二光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字圖像信號并傳輸給計(jì)算機(jī)9，計(jì)算機(jī)9將第二數(shù)字圖像信號正常狀態(tài)時(shí)的圖像灰度信號進(jìn)行比較，自動(dòng)識(shí)別灰度差異，計(jì)算機(jī)記錄下此時(shí)的時(shí)間t2；第一光源模塊2與第二光源模塊4之間的距離為S，即可得到泥沙沉速v
權(quán)利要求
1.一種具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置，其特征在于包括沉降池(6)、第一光源模塊(2)、第一電荷耦合元件(3)、第二光源模塊(4)、第二電荷耦合元件(5)，沉降池(6)的一側(cè)自上而下布置第一光源模塊(2)、第二光源模塊(4)，沉降池(6)的另一側(cè)分別布置第一電荷耦合元件(3)、第二電荷耦合元件(5)，第一光源模塊(2)發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第一片光(7)，第一片光(7)投影到第一電荷耦合元件(3)上；第二光源模塊(4)發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第二片光(8)，第二片光(8)投影到第二電荷耦合元件(5)上；第一電荷耦合元件(3)、第二電荷耦合元件(5)分別通過A/D轉(zhuǎn)換卡(10)與計(jì)算機(jī)(9)連接。
2.基于權(quán)利要求1所述的具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置的測量方法，其特征在于第一光源模塊(2)發(fā)射出的光，經(jīng)線槽孔后形成第一片光(7)，第一片光(7)投影到第一電荷耦合元件(3)上，第一電荷耦合元件(3)將光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集后送入A/D轉(zhuǎn)換卡(10)，A/D轉(zhuǎn)換卡(10)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號；第二光源模塊(4)發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第二片光(8)，第二片光(8)投影到第二電荷耦合元件(5)上；第二電荷耦合元件(5)將光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集后送入A/D轉(zhuǎn)換卡(10)，A/D轉(zhuǎn)換卡(10)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號；
當(dāng)泥沙顆粒(1)在沉降池中自由下落時(shí)，穿過第一光源模塊(2)形成的第一片光(7)，第一電荷耦合元件(3)記錄下第一光強(qiáng)信號送入A/D轉(zhuǎn)換卡(10)中，A/D轉(zhuǎn)換卡(10)將第一光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字圖像信號并傳輸給計(jì)算機(jī)(9)，計(jì)算機(jī)(9)將第一數(shù)字圖像信號正常狀態(tài)時(shí)的圖像灰度信號進(jìn)行比較，自動(dòng)識(shí)別灰度差異，計(jì)算機(jī)(9)記錄下此時(shí)的時(shí)間t1；當(dāng)泥沙顆粒(1)穿過第二光源模塊(4)形成的第二片光(8)時(shí)，第二電荷耦合元件(5)記錄下第二光強(qiáng)信號送入A/D轉(zhuǎn)換卡(10)中，A/D轉(zhuǎn)換卡(10)將第二光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字圖像信號并傳輸給計(jì)算機(jī)(9)，計(jì)算機(jī)(9)將第二數(shù)字圖像信號正常狀態(tài)時(shí)的圖像灰度信號進(jìn)行比較，自動(dòng)識(shí)別灰度差異，計(jì)算機(jī)記錄下此時(shí)的時(shí)間t2；第一光源模塊(2)與第二光源模塊(4)之間的距離為S，即可得到泥沙沉速v
全文摘要
具有自動(dòng)測量功能的泥沙沉速測量裝置及方法，涉及對水中泥沙的沉降速度進(jìn)行測量的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明沉降池的一側(cè)自上而下布置第一光源模塊、第二光源模塊，沉降池的另一側(cè)分別布置第一電荷耦合元件、第二電荷耦合元件，第一光源模塊發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第一片光，第一片光投影到第一電荷耦合元件上；第二光源模塊發(fā)射的光經(jīng)過線槽口后形成第二片光，第二片光投影到第二電荷耦合元件上；第一電荷耦合元件、第二電荷耦合元件分別通過A/D轉(zhuǎn)換卡與計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集參數(shù)，避免測量誤差，測量精確度高的目的。
文檔編號G01P5/18GK101813601SQ20101015612
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者陳紅, 唐洪武, 唐立模, 王浩 申請人:河海大學(xué)