一种测量含沙量的传感器装置的制作方法

本实用新型涉及河道测量领域，具体涉及一种测量含沙量的传感器装置。

背景技术：

目前测量含沙量的方法主要分为直接法和间接法两大类。其中直接法主要为烘干法和比重法，其中，烘干法为最为精确的方法，需要取一定量的含沙水流样品，测量其烘干前体积和烘干后的沙重量，从而其含沙量，但操作繁杂、效率低、不能实现在线连续监测。间接法比较多，主要基于分光光度法、红外线法、电容法、振动法、超声波法、激光法和γ射线法等，建立光电信号与含沙量的关系来间接测量含沙量，相关测量装置构造十分复杂，且受含沙量大小、泥沙颗粒大小及其运动情况等方面的影响，含沙量测量结果均存在一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述测量含沙量传感器的缺点，提供一种基于压差式动态测量含沙量的传感器装置，具有成本低、动态响应速度快、操作方便等优点。

本实用新型的技术方案：

一种测量含沙量的传感器装置，包括皮托管、固定支杆和数据显示装置，所述皮托管内设置有静压腔和压力传感器，压力传感器安装在静压腔上用以检测静压腔的压力变化情况，所述压力传感器通过信号导线连接到安装在皮托管顶部的霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器的上方设置滚动轴承，固定支杆下端通过滚动轴承与皮托管进行连接，固定支杆为空心，内部设置有信号导线，所述数据显示装置设置在固定支杆的上端并通过信号导线与霍尔电流传感器相连接。

所述皮托管中部设置有垂向的导流翼。

所述皮托管内设置上下两个静压腔，每个静压腔中心水平平面内垂直于导流翼方向两侧各设置一个静压孔。

所述压力传感器位于皮托管内静压腔的顶部中心。

所述皮托管的上下两端均为半球面结构。

所述静压腔上还开设有信号导线孔。

所述静压腔的形状为球形或者圆柱形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：结构简单，压力传感器、霍尔电流传感器技术成熟，而且由于霍尔电流传感器是基于霍尔效应原理、非接触式的，反应灵敏，动态响应速度快，操作也更加方便。可以自动跟踪并测量含沙量，避免了侧向流对静压测量的影响，使得压力传感器可以实时准确地反映不同深度水流静压的大小和变化；本实用新型采用霍尔电流传感器将压力传感器电信号进行转换输出，由于霍尔电流传感器是基于霍尔效应原理、非接触式的，减小了摩擦阻力对皮托管转动的影响，提高了含沙量测量的灵敏度和准确性。由于基于霍尔效应原理的器件具有许多优点，如结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小、频率高、耐震动、不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等污染或腐蚀，基于霍尔效应原理的霍尔电流传感器有利于增强含沙量测量装置的可靠性和灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型一种测量含沙量的传感器装置的结构示意图；

图2为图1中a-a部分剖面图；

图3为图1中b-b部分剖面图；

图4为本实用新型一种测量含沙量的传感器装置的整体结构示意图。

图中：1、皮托管；2、静压腔；3、导流翼；4、压力传感器；5、信号导线；6、霍尔电流传感器；7、固定支杆；8、数据处理显示装置；9、静压孔；11、半球面结构；51、信号导线孔；61、滚动轴承。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图4，本实用新型提供一种技术方案：

一种测量含沙量的传感器装置，包括皮托管1、固定支杆7和数据显示装置8，所述皮托管1内设置有静压腔2和压力传感器4，压力传感器4安装在静压腔2上用以检测静压腔2的压力变化情况，所述压力传感器4通过信号导线5连接到安装在皮托管1顶部的霍尔电流传感器6，所述霍尔电流传感器6的上方设置滚动轴承61，固定支杆7下端通过滚动轴承61与皮托管1进行连接，固定支杆7为空心，内部设置有信号导线5，所述数据显示装置8设置在固定支杆7的上端并通过信号导线5与霍尔电流传感器6相连接。

所述皮托管1中部设置有垂向的导流翼3。导流翼为竖向放置，可以实时跟踪水流方向，确保静压孔始终与水流流向垂直，减少水流动压对压力传感器测量的影响。

所述皮托管1内设置上下两个静压腔2，每个静压腔2中心水平平面内垂直于导流翼3方向两侧各设置一个静压孔9。

所述压力传感器4位于皮托管1内静压腔2的顶部中心。

所述皮托管1的上下两端均为半球面结构11。

所述静压腔2上还开设有信号导线孔51。

所述静压腔2的形状为球形或者圆柱形。

霍尔电流传感器6主要由霍尔器件和电感磁芯两个组件组成，两组件是非接触式的。其中，固定支杆7的下端安装霍尔电流传感器的霍尔器件，皮托管1上则安装有霍尔电流传感器6的电感磁芯磁芯。

压力传感器4通过信号导线5连接到霍尔电流传感器6的电感磁芯，霍尔器件通过固定支杆中的信号导线连接到数据显示装置8，数据显示装置8内含电路板，用于对压差与含沙量的对应关系、流向数据做进一步的处理和校正，并将校正后的含沙量数据进行输出和显示。

本装置的基本原理是根据含沙水流的静水压强随水深变化的特点，建立不同水深的压强差与含沙量的关系，通过测量不同水深位置处的压强差，进而确定水体的含沙量。

实施例中，只需要将测量含沙量的传感器装置皮托管竖直放置，将固定支杆进行固定，即能自动跟踪方向，根据压差与含沙量的对应关系快速获取含沙量数据，其动态响应快。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种测量含沙量的传感器装置，包括皮托管(1)、固定支杆(7)和数据显示装置(8)，其特征在于，所述皮托管(1)内设置有静压腔(2)和压力传感器(4)，压力传感器(4)安装在静压腔(2)上用以检测静压腔(2)的压力变化情况，所述压力传感器(4)通过信号导线(5)连接到安装在皮托管(1)顶部的霍尔电流传感器(6)，所述霍尔电流传感器(6)的上方设置滚动轴承(61)，固定支杆(7)下端通过滚动轴承(61)与皮托管(1)进行连接，固定支杆(7)为空心，内部设置有信号导线(5)，所述数据显示装置(8)设置在固定支杆(7)的上端并通过信号导线(5)与霍尔电流传感器(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种测量含沙量的传感器装置，其特征在于，所述皮托管(1)中部设置有垂向的导流翼(3)。

3.根据权利要求2所述的一种测量含沙量的传感器装置，其特征在于，所述皮托管(1)内设置上下两个静压腔(2)，每个静压腔(2)中心水平平面内垂直于导流翼(3)方向两侧各设置一个静压孔(9)。

4.根据权利要求2所述的一种测量含沙量的传感器装置，其特征在于，所述压力传感器(4)位于皮托管(1)内静压腔(2)的顶部中心。

5.根据权利要求2所述的一种测量含沙量的传感器装置，其特征在于，所述皮托管(1)的上下两端均为半球面结构(11)。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种测量含沙量的传感器装置，其特征在于，所述静压腔(2)上还开设有信号导线孔(51)。

7.根据权利要求1-5任一所述的一种测量含沙量的传感器装置，其特征在于，所述静压腔(2)的形状为球形或者圆柱形。

技术总结
本实用新型提供一种测量含沙量的传感器装置，包括皮托管、固定支杆和数据显示装置，所述皮托管内设置有静压腔和压力传感器，压力传感器安装在静压腔上用以检测静压腔的压力变化情况，所述压力传感器通过信号导线连接到安装在皮托管顶部的霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器的上方设置滚动轴承，固定支杆下端通过滚动轴承与皮托管进行连接，固定支杆为空心，内部设置有信号导线，所述数据显示装置设置在固定支杆的上端并通过信号导线与霍尔电流传感器相连接。可以自动跟踪并测量含沙量，避免了侧向流对水压测量的影响，从而实时准确地反映水流含沙量的变化。

技术研发人员：刘心愿;李凌云;郭小虎;唐峰;陶铭;陈栋;王茜;周哲华;韩向东
受保护的技术使用者：长江水利委员会长江科学院
技术研发日：2019.07.30
技术公布日：2020.05.01