一种可获取实时相对位置的悬移质取样装置的制作方法

本实用新型涉及水工测量技术领域，具体涉及一种可获取实时相对位置的悬移质取样装置。

背景技术：

目前对悬移质含沙量的测量已经发展了多种自动测量方法，包括光电法、超声波法、激光法等，但最直接、最准确、最可靠的方法仍然是对含沙水流取样，然后对所取水样进行过滤称重，所取水样用比重瓶法或者过滤烘干称重的方法获取含沙量。

现有取样方法是采用取样管伸入水流，将橡胶或塑料软管连接取样管，采用虹吸或抽水的方法将含沙水流取出，对所取含沙水样进行分析得到含沙量。通常采用L型取样管，底部正对水流方向，顶部接软管，然后将水流吸出；取样管通常固定在测针上，靠人工移动测针的移动，获取不同高程的含沙量。该方法有两处不足，一是垂向距离一般靠人工移动和读取，且通常每次只能对一个位置取样，效率低下；二是当试验水槽中发生冲淤变化，底部有泥沙淤积或底部泥沙被水流冲刷时，取样器至底部的距离发生变化，与指定取样管距床面高度之间存在差异，影响了取样的准确性。由于悬移质含沙量浓度沿垂线通常为指数分布，距离床面越近含沙量越高，因此由于距离改变而导致的含沙量会发生较大的变化，从而影响了悬移质取样的准确性和可靠性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可获取实时相对位置的悬移质取样装置，解决悬移质取样的准确性和可靠性不足的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种可获取实时相对位置的悬移质取样装置，包括取样板、升降机、水位传感器和地形传感器，所述取样板上从下至上依次设有第一取样管、第二取样管、第三取样管和第四取样管，所述取样板的上方通过升降机丝杆与升降机相连，所述升降机的旋转轴承与电机相连，所述升降机一侧通过水位传感器架杆连接水位传感器，所述取样板还通过地形传感器架杆连接地形传感器，所述电机、水位传感器和地形传感器均与控制端连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述第四取样管与第三取样管之间的距离为第三取样管与第二取样管之间的距离的2倍，所述第三取样管与第二取样管之间的距离为第二取样管与第一取样管之间的距离的2倍。

进一步，所述地形传感器架杆位于取样板下部，所述地形传感器的工作面与第一取样管在同一水平面上；所述水位传感器架杆位于升降机中部，所述水位传感器与地形传感器位于同一竖直线上。

进一步，所述水位传感器和地形传感器均为超声波传感器。

进一步，所述控制端包括手机、电脑和PC。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用水位传感器和地形传感器，可以同时获取由于泥沙运动导致的床面变化信息，并利用该信息对实时控制悬移质取样的距床面绝对位置和相对水深位置，提高了取样的准确度；

(2)本实用新型充分利用了悬移质浓度沿垂线分布的规律，多个取样管距离按指数增长分布，能充分反映悬移质浓度分布特征的前提下，在有限的可用距离内设置数量最少的取样管，既减少了由于取样管对水流造成的干扰，又提高了取样工作效率。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、取样板，2、第四取样管，3、三取样管，4、第二取样管，5、第一取样管，6、升降机丝杆、7、升降机，8、电机，9、水位传感器架杆，10、水位传感器，11、地形传感器架杆，12、地形传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种可获取实时相对位置的悬移质取样装置，包括取样板 1、升降机7、水位传感器10和地形传感器12，取样板1上从下至上依次设有第一取样管5、第二取样管4、第三取样管3和第四取样管2，取样板1 的上方通过升降机丝杆6与升降机7相连，升降机7的旋转轴承与电机8相连，升降机7一侧通过水位传感器架杆9连接水位传感器10，取样板1还通过地形传感器架杆11连接地形传感器12，电机8、水位传感器10和地形传感器12均与控制端连接。

在本实用新型实施例中，第四取样管2与第三取样管3之间的距离为第三取样管3与第二取样管4之间的距离的2倍，第三取样管3与第二取样管 4之间的距离为第二取样管4与第一取样管5之间的距离的2倍。

在本实用新型实施例中，地形传感器架杆11位于取样板1下部，地形传感器12的工作面与第一取样管5在同一水平面上；水位传感器架杆9位于升降机7中部，水位传感器10与地形传感器12位于同一竖直线上。

在本实用新型实施例中，水位传感器10和地形传感器12均为超声波传感器。

在本实用新型实施例中，控制端包括手机、电脑和PC。

本实用新型的具体工作过程为：

通过控制端控制电机带动升降机工作，使第一取样管、第二取样管、第三取样管和第四取样管到拟取样的水下高度处；当床面发生变化时，通过地形传感器将测得其工作面与床面的距离d2传回控制端；通过控制端控制电机运动，使距离d2达到预设值；通过水位传感器测得其工作面与水面的距离 d1并传回控制端；通过距离d1和距离d2计算水面的高度值H2、地形传感器的高度值H3和床面的高度值H4。

水面的高度值H2、地形传感器的高度值H3和床面的高度值H4的计算公式为：

H2＝H1-d1 (1)

H3＝H1-d3 (2)

H4＝H3-d2 (3)

在上式中，H1为水位传感器工作面距离床面的高度，即为升降机的高度， d3为水位传感器工作面与地形传感器工作面的距离。

本实用新型中采用了4个取样管，也可根据实际需求增加取样管，取样管之间的距离还可设置为：第四取样管2与第三取样管3之间的距离为第三取样管3与第二取样管4之间的距离的1.5倍，第三取样管3与第二取样管 4之间的距离为第二取样管4与第一取样管5之间的距离的1.5倍。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。