抽水式含沙量在线测量系统的方案设计

发布时间：2021-11-10 00:16

　　现有的悬移质含沙量测验采用人工外业采样和实验室分析的方法,工作周期长,效率低,不能实时测量。目前研制的测沙仪器均设置在河流中,采集的信号会受到水温、流速和水深、压力等因素干扰,造成测量系统运行失稳。其中泥沙测验规范推荐的测沙仪器为同位素密度计,但其有一定的放射性,对环境和人体有潜在影响。设计采用含沙量比重置换法测量原理,将仪器模块安装到岸上以减少干扰仪器因素,通过潜水泵定时抽取水样到差压式在线密度计实时测量含沙量。经过对密度计进行科学合理的安装,使其工作环境接近于实验室静压状态,保障其测验精度,为含沙量测验提供一种新的解决方案。 

【文章来源】：水文. 2020,40(03)北大核心CSCD

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【部分图文】：

抽水式含沙量在线测量仪器设施原理

差压式在线密度计的工作原理是：根据泥沙水样在一定垂直距离上的压力差值计算出其密度值，即。同时，在两个压力传感器中间安装有温度传感器，可以自动进行温度测量和密度补偿，减少温度对液体密度测量的影响。采用二线制电路转换器，根据水样密度的大小产生相应的电路信号，直接将测量数据转换成数字通信，便于测量数据远程传输与监测。它是一种测量精度高、运行稳定可靠的液体密度在线测量设备（见图2)[10]。选用0.2等级准确度的差压式在线密度计，其测量指标：密度量程0～2 000kg/m3，其最大量程远大于黄河最大实测含沙量920kg/m3(1977年）的测量量程需求[11]。差压式密度计的最小分辨率0.5kg/m3，可以满足含沙量>0.5kg/m3的测量精度要求（见表2）。温度量程0～100℃，精度：0.2℃。适应环境温度：-10～60℃。

首先由于受差压式在线密度计工作原理的限制，应将其安装在流速低、压力平稳、气泡少的位置，通常应将水样流速控制在0.4m/s以下。而微型污泥潜水泵抽水时水流速度一般为1.2m/s～1.5m/s。为此要在密度计安装位置处设置一个临时储水箱，用连通管将密度计安装在临时储水箱的旁侧。将连通器进水口直径设为≤潜水泵出水口管径1/2，则可以让水样流速<0.4m/s，使设备工作状态接近于实验室静压状态，来提高测验精度。为使储水箱和连通管之间水流干扰较小，在连通管上部独立设置其出水口（见图3)[12]。其次差压式密度计主要靠两个传感器在固定垂直距离上的压力差计算出密度值。所以必须将密度计安装竖直，保证其与地面垂直度误差角度不大于5°。在安装时，要利用其上部的水平仪，把气泡调到中心，保证传感器连接杆与地面垂直，降低测量偏差。

【参考文献】：
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本文编号：3486185