一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置的制作方法

1.本实用新型属于模拟河流或水域近底水沙动力的水槽实验领域，具体涉及一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置。


背景技术：

2.水流挟带泥沙的强度可用输沙率来表示，输沙率指单位时间通过特定断面的输沙量，根据泥沙的两种运动方式，也可分为悬移质输沙率和推移质输沙率。
3.推移质输沙率是指在特定的水流条件及床沙条件下推移质颗粒的输移数量，并且是分析床面组成、床面变形及河床冲淤的重要参数。目前泥沙运动力学中的推移质运动机理研究基本是在水槽中开展，其过程主要包括：首先根据所研究的泥沙颗粒特征，铺设床沙，然后施放水流，研究不同水流强度条件下的泥沙颗粒运动特征，建立水流条件和推移质输沙率的关系。由于推移质运动主要集中在近底床面，很难与不参与运动的床面颗粒区分开来，因此推移质输沙率测量一直是水槽模型试验中的难点之一。
4.现有的推移质输沙率测量方法主要包括：在水槽尾部取样人工测量、水槽尾部设置接沙漏斗利用电子天平实时称重测量、调整加沙量控制床面变形相似法等测量方法。而其中的利用电子天平实时称重测量，是通过在试验水槽或模型尾部设密封接沙箱、接沙漏斗、接沙篮，接沙篮位于接沙箱内，接沙漏斗之下，且挂于位于其上的电子天平上来实现的。其中的接沙篮一般采用吊绳的方式实现连接。
5.申请号为：cn201611027469.x的发明申请，公开了“一种非接触式推移质输沙率的测量装置及测量方法”，该测量装置由三角形推移质收集装置、高程测量装置和控制分析系统三部分组成，该装置采用非接触式测量，通过激光探头测量三角槽底高程变化，通过控制分析系统分析床面的高程变化，得到推移质输沙率。针对该装置，本发明提出推移质输沙率的测量方法，该方法根据前后两时刻测量的三角槽高程计算槽内泥沙的淤积体积，并乘上泥沙的干容重得到推移质的质量。将淤积的泥沙的质量除以两次测量的时间间隔可得到某时刻的推移质的输沙率。该装置和测量方法实现了推移质输沙率的实时、连续测量，以及研究区域任意点输沙率的测量。
6.申请号为：cn201710316305.7的发明申请，公开了“一种可拆卸高精度连续取沙推移质输沙率测量装置”，主要包括集沙内筒和集沙外筒两部分，集沙外筒位于集沙内筒的下方，集沙内筒的内部设有圆形翻板，将集沙内筒分为上部的集沙层和下部的取沙层，圆形翻板与集沙内筒外部的转轴相连，通过转轴翻动圆形翻板，集沙内筒的筒壁上设有进水排气导管，位于圆形翻板的下方，进水排气导管通过连接橡胶软管与水槽尾部相连接，集沙内筒的取沙层的下部分伸入到集沙外筒，逐渐收口，为倒圆锥台形状，倒圆锥台的底部进一步设有圆环形挡板。


技术实现要素：

7.为提供一种设置更简便且测量数值更准确的输沙率，本实用新型提供了一种可脱
卸的下称式推移质输沙率测量装置，其技术方案具体如下：
8.一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
9.于输沙水槽中、设置集沙坑的上方、设置电子天平(1)，
10.于电子天平(1)的下端吊设称篮(2)，
11.所述称篮(2)经由设置的钢杆(3)建立与电子天平(1)的吊设。
12.根据本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
13.沿水流方向，
14.于水流流进的称篮(2)侧端，设置导沙板(4)；
15.于水流流出的称篮(2)侧端，设置挡板(5)。
16.根据本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
17.所述钢杆(3)以可拆卸的方式建立吊设，并据此同时形成称篮(2)的可拆卸。
18.根据本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
19.于称篮四条边的中点建立约束点，于各自的约束点设置连接杆，
20.所述连接杆以空间对称的形式固设于钢杆(3)。
21.根据本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
22.以螺接的形式建立钢杆的可拆卸。
23.根据本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
24.所述钢杆为实心螺纹钢杆，所述实心螺纹钢杆的截面呈圆形。
25.根据本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
26.所述圆形的半径为5
‑
7mm。
27.根据本发明的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，其特征在于：
28.所述导沙板与水平面呈45度倾斜向上设置，且设置尺寸长为1cm；
29.该导沙板除具有导沙功能外，还具有显著抑制坑内边壁上升流影响，有利于泥沙及时落淤于集沙盒中。
30.本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，可实现自由布置及方便脱卸；以设置的称篮、设于称篮侧端的导沙板及设于连接钢杆的螺接结构，建立由集沙坑、称篮及电子天平构成的测量结构，省却了以往集沙漏斗相对固定的设置，实现了测量装置位置的自由布置及称篮的快速脱卸；并进一步地将称篮设置为由钢杆吊设，从而借由材质的硬度因素，弱化了水流流动造成的称篮晃动带来的对测量的影响问题；其中的导沙板设置，利于泥沙导入称篮中，减少掉入下部集沙坑的泥沙；同时挡板与导沙板的设置，均可以起到引导泥沙落淤又抑制集沙坑边壁局部上升流的影响，本实用新型的一种推移质输沙率测量装置，通过上述设置，从测量影响的多个角度寻找因素、并各自建立对策、共同服务于测量的准确性。
附图说明
31.图1为本实用新型的结构示意图；
32.图2为本实用新型中设置称篮及导沙板的流场分布示意图；
33.图3为本实用新型中设置称篮未设置导沙板的流场分布示意图；
34.图4为本实用新型中未设置称篮的流场分布示意图。
35.图中，
[0036]1‑
电子天平；
[0037]2‑
称篮；
[0038]3‑
钢杆；
[0039]4‑
导沙板；
[0040]5‑
挡板。
具体实施方式
[0041]
下面，根据说明书附图和具体实施方式对本实用新型的一种推移质输沙率测量装置作进一步具体说明。
[0042]
如图1所示的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，
[0043]
于输沙水槽中、设置集沙坑的上方、设置电子天平(1)，
[0044]
于电子天平(1)的下端吊设称篮(2)，
[0045]
所述称篮(2)经由设置的钢杆(3)建立与电子天平(1)的吊设。
[0046]
其中，
[0047]
沿水流方向，
[0048]
于水流流进的称篮(2)侧端，设置导沙板(4)；
[0049]
于水流流出的称篮(2)侧端，设置挡板(5)。
[0050]
其中，
[0051]
所述钢杆(3)以可拆卸的方式建立吊设，并据此同时形成称篮(2)的可拆卸。
[0052]
其中，
[0053]
于称篮四条边的中点建立约束点，于各自的约束点设置连接杆，
[0054]
所述连接杆以空间对称的形式固设于钢杆(3)。
[0055]
其中，
[0056]
以螺接的形式建立钢杆的可拆卸。
[0057]
其中，
[0058]
所述钢杆为实心螺纹钢杆，所述实心螺纹钢杆的截面呈圆形。
[0059]
其中，
[0060]
所述圆形的半径为5
‑
7mm，优选可为6mm。
[0061]
其中，
[0062]
所述导沙板与水平面呈45度倾斜向上设置，且设置尺寸长为1cm；
[0063]
该导沙板除具有导沙功能外，还具有显著抑制坑内边壁上升流影响，有利于泥沙及时落淤于集沙盒中。
[0064]
工作过程、原理及实施例
[0065]
首先调整上游流量及下游尾门开度，获得在恒定试验水槽深度要求下，上游流量与下游尾门开度的率定关系。
[0066]
其次，在水槽内铺设推移质泥沙，待床面整平后，经由电磁流量泵缓慢输送的水流，在此期间，推移质泥沙基本处于静止状态，待水槽达到试验水深要求后，可以开始推移质输沙水槽试验。
[0067]
随后，基于确定的上游流量及下游尾门开度的率定关系，通过电磁流量泵，增加上游流量，并调整下游尾门开度，使试验水深达到设计要求。当床面推移质泥沙开始运动并输移至测沙水域，由于泥沙失去了床面支撑，经由设置于称篮侧端的导沙板，而进入称篮中，经由电子天平实时读取称篮与推移质的总重量，最后根据称篮的单独水下重量、以及称篮和推移质整体的水下重量进行相应推移质输沙率的计算，其中的电子天平可保证测量的精度进行。测量完毕后，可通过对螺纹连接建立的钢杆进行拆卸处理，从而完成称篮的拆卸。由于称篮下端有少量漏沙，所以在实际进行输沙率计算时，还需人工回收称篮下方少量泥沙，并据此对推移质输沙率进行部分修正，从而完成最终的输沙率计算。下次试验时，再行组装。
[0068]
本实用新型的一种可脱卸的下称式推移质输沙率测量装置，可实现自由布置及方便脱卸；以设置的称篮、设于称篮侧端的导沙板及设于连接钢杆的螺接结构，建立由集沙坑、称篮及电子天平构成的测量结构，省却了以往集沙漏斗相对固定的设置，实现了测量装置位置的自由布置及称篮的快速脱卸；并进一步地将称篮设置为由钢杆吊设，从而借由材质的硬度因素，弱化了水流流动造成的称篮晃动带来的对测量的影响问题；其中的导沙板与水平面呈45度倾斜向上设置，且设置尺寸长为1cm，该设置是综合考量了水流流速与上升流影响两因素而得到的，通过观察图2、图3、图4的流场分布可知，当设置导沙板后，上升流得到了明显抑制且可以实现及时落淤；于泥沙导入称篮中，减少掉入下部集沙坑的泥沙；同时挡板与导沙板的设置，均可以起到引导泥沙落淤又抑制集沙坑边壁局部上升流的影响，本实用新型的一种推移质输沙率测量装置，通过上述设置，从测量影响的多个角度寻找因素、并各自建立对策、共同服务于测量的准确性。