具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置及方法.pdf

具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置及方法，涉及对水中泥沙的沉降速度进行测量的技术领域。本发明沉降池的一侧自上而下布置第一光源模块、第二光源模块，沉降池的另一侧分别布置第一电荷耦合元件、第二电荷耦合元件，第一光源模块发射的光经过线槽口后形成第一片光，第一片光投影到第一电荷耦合元件上；第二光源模块发射的光经过线槽口后形成第二片光，第二片光投影到第二电荷耦合元件上；第一电荷耦合元件、第二电荷耦合元件分别通过A/D转换卡与计算机连接。本发明实现了自动采集参数，避免测量误差，测量精确度高的目的。

1.  一种具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置，其特征在于包括沉降池(6)、第一光源模块(2)、第一电荷耦合元件(3)、第二光源模块(4)、第二电荷耦合元件(5)，沉降池(6)的一侧自上而下布置第一光源模块(2)、第二光源模块(4)，沉降池(6)的另一侧分别布置第一电荷耦合元件(3)、第二电荷耦合元件(5)，第一光源模块(2)发射的光经过线槽口后形成第一片光(7)，第一片光(7)投影到第一电荷耦合元件(3)上；第二光源模块(4)发射的光经过线槽口后形成第二片光(8)，第二片光(8)投影到第二电荷耦合元件(5)上；第一电荷耦合元件(3)、第二电荷耦合元件(5)分别通过A/D转换卡(10)与计算机(9)连接。

2.  基于权利要求1所述的具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置的测量方法，其特征在于第一光源模块(2)发射出的光，经线槽孔后形成第一片光(7)，第一片光(7)投影到第一电荷耦合元件(3)上，第一电荷耦合元件(3)将光强数据采集后送入A/D转换卡(10)，A/D转换卡(10)将模拟信号转换为数字图像信号；第二光源模块(4)发射的光经过线槽口后形成第二片光(8)，第二片光(8)投影到第二电荷耦合元件(5)上；第二电荷耦合元件(5)将光强数据采集后送入A/D转换卡(10)，A/D转换卡(10)将模拟信号转换为数字图像信号；
当泥沙颗粒(1)在沉降池中自由下落时，穿过第一光源模块(2)形成的第一片光(7)，第一电荷耦合元件(3)记录下第一光强信号送入A/D转换卡(10)中，A/D转换卡(10)将第一光强信号转换为第一数字图像信号并传输给计算机(9)，计算机(9)将第一数字图像信号正常状态时的图像灰度信号进行比较，自动识别灰度差异，计算机(9)记录下此时的时间t₁；当泥沙颗粒(1)穿过第二光源模块(4)形成的第二片光(8)时，第二电荷耦合元件(5)记录下第二光强信号送入A/D转换卡(10)中，A/D转换卡(10)将第二光强信号转换为第二数字图像信号并传输给计算机(9)，计算机(9)将第二数字图像信号正常状态时的图像灰度信号进行比较，自动识别灰度差异，计算机记录下此时的时间t₂；第一光源模块(2)与第二光源模块(4)之间的距离为S，即可得到泥沙沉速v：
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具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置及方法
技术领域
本发明涉及对水中泥沙的沉降速度进行测量的技术领域。
背景技术
水中的泥沙颗粒受到重力的作用要下沉，在下沉过程中又受到水流的阻力作用。起初，泥沙下沉时是加速运动，随着泥沙下沉速度的增加，水流对泥沙的阻力也增大，当泥沙下沉速度达到某个极值时，泥沙等速下沉。
泥沙的沉降速度是指单个颗粒在无边界影响的静止清水中的均匀沉降速度。传统测量方法通过人来记录时间，由于沉降经历的时间较短，人的反应时间所造成的误差较大。
发明内容
本发明目的是提供一种自动采集参数，避免测量误差，测量精确度高的具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置及方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置，包括沉降池、第一光源模块、第一电荷耦合元件、第二光源模块、第二电荷耦合元件，沉降池的一侧自上而下布置第一光源模块、第二光源模块，沉降池的另一侧分别布置第一电荷耦合元件、第二电荷耦合元件，第一光源模块发射的光经过线槽口后形成第一片光，第一片光投影到第一电荷耦合元件上；第二光源模块发射的光经过线槽口后形成第二片光，第二片光投影到第二电荷耦合元件上；第一电荷耦合元件、第二电荷耦合元件分别通过A/D转换卡与计算机连接。
基于本发明的具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置的测量方法，第一光源模块发射出的光，经线槽孔后形成第一片光，第一片光投影到第一电荷耦合元件上，第一电荷耦合元件将光强数据采集后送入A/D转换卡，第二光源模块发射的光经过线槽口后形成第二片光，第二片光投影到第二电荷耦合元件上；第二电荷耦合元件将光强数据采集后送入A/D转换卡，A/D转换卡将模拟信号转换为数字图像信号；
当泥沙颗粒在沉降池中自由下落时，穿过第一光源模块形成的第一片光，第一电荷耦合元件记录下第一光强信号送入A/D转换卡中，A/D转换卡将第一光强信号转换为第一数字图像信号并传输给计算机，计算机将第一数字图像信号正常状态时的图像灰度信号进行比较，自动识别灰度差异，计算机记录下此时的时间t₁；当泥沙颗粒穿过第二光源模块形成的第二片光时，第二电荷耦合元件记录下第二光强信号送入A/D转换卡中，A/D转换卡将第二光强信号转换为第二数字图像信号并传输给计算机，计算机将第二数字图像信号正常状态时的图像灰度信号进行比较，自动识别灰度差异，计算机记录下此时的时间t₂；第一光源模块与第二光源模块之间的距离为S，即可得到泥沙沉速v：
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本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明利用泥沙颗粒经过两次测量点的时间差得到泥沙沉速，结构简单，测量结果准确，避免了原来人力测量时产生的误差，提高了测量的精度。
2、本发明在测量计算泥沙沉速的各项参数时，通过A/D转化卡实现自动测量，高度自动化，且不受时间等因素的制约。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细描述：
如图1所示，具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置，包括沉降池6、第一光源模块2、第一电荷耦合元件3、第二光源模块4、第二电荷耦合元件5，沉降池6的一侧自上而下布置第一光源模块2、第二光源模块4，沉降池6的另一侧分别布置第一电荷耦合元件3、第二电荷耦合元件5，第一光源模块2发射的光经过线槽口后形成第一片光7，第一片光7投影到第一电荷耦合元件3上；第二光源模块4发射的光经过线槽口后形成第二片光8，第二片光8投影到第二电荷耦合元件5上；第一电荷耦合元件3、第二电荷耦合元件5分别通过A/D转换卡10与计算机9连接。
基于本发明的具有自动测量功能的泥沙沉速测量装置的测量方法，其特征在于第一光源模块2发射出的光，经线槽孔后形成第一片光7，第一片光7投影到第一电荷耦合元件3上，第一电荷耦合元件3将光强数据采集后送入A/D转换卡10，A/D转换卡10将模拟信号转换为数字图像信号；第二光源模块4发射的光经过线槽口后形成第二片光8，第二片光8投影到第二电荷耦合元件5上；第二电荷耦合元件5将光强数据采集后送入A/D转换卡10，A/D转换卡10将模拟信号转换为数字图像信号；
当泥沙颗粒1在沉降池中自由下落时，穿过第一光源模块2形成的第一片光7，第一电荷耦合元件3记录下第一光强信号送入A/D转换卡10中，A/D转换卡10将第一光强信号转换为第一数字图像信号并传输给计算机9，计算机9将第一数字图像信号正常状态时的图像灰度信号进行比较，自动识别灰度差异，计算机9记录下此时的时间t₁；当泥沙颗粒1穿过第二光源模块4形成的第二片光8时，第二电荷耦合元件5记录下第二光强信号送入A/D转换卡10中，A/D转换卡10将第二光强信号转换为第二数字图像信号并传输给计算机9，计算机9将第二数字图像信号正常状态时的图像灰度信号进行比较，自动识别灰度差异，计算机记录下此时的时间t₂；第一光源模块2与第二光源模块4之间的距离为S，即可得到泥沙沉速v：
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