一种径流含沙量测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种径流含沙量测量装置，其特结构包括分流管、X射线发射器、X射线接收器以及数据采集器；所述分流管用于引入径流中的浑水；所述X射线发射器位于所述分流管的一侧，由第一密封室、X射线管以及激励高压电源组成；所述X射线接收器位于所述分流管的另一侧且与所述X射线发射器位置相对应，由第二密封室、NaI晶体、光电倍增管以及偏置高压电源组成；所述数据采集器用于接受并处理由所述X射线接收器产生的信号。所述X射线发射器发射的X射线能量为70kev。所述数据采集器由前置放大器、信号放大器、信号处理器及单片机组成。本实用新型专利技术结构简单、成本低且具有极高的测量精度，可用于测量精度要求较高的科学实验中。

A device for measuring runoff sediment concentration

【技术实现步骤摘要】
一种径流含沙量测量装置
本技术涉及一种含沙量测量装置，具体地说是一种径流含沙量测量装置。
技术介绍
水土流失是世界上主要灾害之一。它严重地威胁着人类的生存和发展，成为各国普遍关心的问题。我国山丘区面积广大，降水时空分布不均，放牧垦殖历史久远，加之近年城市化和开发建设项目扩展，进一步加剧了水土流失，使水土流失成为我国头号环境问题。因此，治理水土流失，预防水土流失，对水土流失进一步的深入研究、监控和预报势在必行。目前，国内外含沙量的测量方法有很多种，但最终可归结为两大类：直接法和间接法。直接测定法是通过取样，将泥沙中的水除去，以确定其含沙量。其中烘干法是应用最广泛的测定泥沙浓度的方法，其设备简单，方法易行，有较高的精度，常被作为评价其他方法的标准，缺点是都是通过采集水样运回实验室分析处理，工作量大，劳动强度高，周期长，不能够提供连续的泥沙变化过程资料，又由于取样具有偶然性，人为因素影响大，代表性差。间接测定法是通过泥沙的某些特性来确定含沙量的方法，包括振动法、光电法、超声波、激光法、电容法和γ射线法等现代测量方法。间接测定法可以在现场测量、不破坏实验环境情况下，作定点连续重复测量，是含沙量动态测量的最佳方法。但其所需的设备很复杂并且精度相对较低。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种径流含沙量测量装置，以解决现有间接间接测定法精度较低，设备复杂的问题。本技术是这样实现的：一种径流含沙量测量装置，包括：分流管，用于引入径流中的浑水；X射线发射器，位于所述分流管的一侧，用于向分流管内发射X射线；X射线接收器，位于所述分流管的另一侧且与所述X射线发射器位置相对应，用于接收由X射线发射器发出并穿过分流管的X射线；以及数据采集器，分别与X射线发射器和X射线接收器电连接，用于接受由所述X射线接收器产生的信号，并经处理得到径流含沙量的测量值。所述X射线发射器包括第一密封室、X射线管以及激励高压电源；所述第一密封室固定在所述分流管的外壁上，所述X射线管以及所述激励高压电源位于所述第一密封室的内部；所述激励高压电源穿接在所述第一密封室的壳体上，且所述激励高压电源的穿接端通过导线与所述数据采集器相连接，所述X射线管固定在所述激励高压电源上且与所述激励高压电源电连接，所述X射线管发出的X射线沿所述分流管的直径方向射出。所述X射线发射器发射的X射线能量为70kev。所述X射线接收器由第二密封室、NaI晶体、光电倍增管以及偏置高压电源组成；所述第二密封室固定安装在所述分流管的外壁上，且所述第二密封室的位置与所述X射线发射器相对应，所述NaI晶体、所述光电倍增管以及所述偏置高压电源位于所述第二密封室的内部；所述偏置高压电源穿接在所述第二密封室上，所述偏置高压电源的穿接端通过导线与所述数据采集器相连接，所述光电倍增管固定在所述偏置高压电源上，所述NaI晶体固定在所述光电倍增管上，且所述光电倍增管和所述NaI晶体分布在所述X射线管发出的X射线方向上。所述数据采集器由前置放大器、信号放大器、信号处理器及单片机组成；所述前置放大器用于将接收的信号进行初步放大；所述信号放大器与所述前置放大器以及所述信号处理器相连接，将所述前置放大器输出的信号进一步放大并输送至所述信号处理器；所述信号处理器与所述信号放大器以及所述单片机相连接，对信号进行处理并将处理结果输送至单片机，单片机对处理后的结果进行运算。所述单片机还用于控制所述X射线发射器，调节X射线的强度。本技术基于X射线透射原理，使用分流管引入径流中的浑水，通过X射线发射器发射X射线，X射线穿过含沙的浑水，并由X射线接收器接收透射衰减后的X射线。然后通过数据采集器对接收的信号进行处理分析，得到径流的含沙量。本技术结构简单、成本低且具有极高的测量精度，可用于测量精度要求较高的科学实验中。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中：1、分流管；2、第一密封室；3、X射线管；4、激励高压电源；5、第二密封室；6、NaI晶体；7、光电倍增管；8、偏置高压电源；9、数据采集器。具体实施方式如图1所示，本技术包括分流管1、X射线发射器、X射线接收器以及数据采集器9。径流中的浑水流经分流管1，在分流管1的两侧设置有X射线发射器和X射线接收器，X射线发射器和X射线接收器位置相对应，保证由X射线发射器发射出的X射线能够被X射线接收器接收。X射线接收器接收X射线后根据X射线的强度产生相应的电信号，然后传送给数据采集器9，由数据采集器9对电信号进行记录分析。其中X射线发射器包括第一密封室2、X射线管3以及激励高压电源4。第一密封室2固定在分流管1的外壁上，X射线管3以及激励高压电源4安装在第一密封室2内部，密封室由防辐射材料制成，对X射线管3产生的X射线进行屏蔽，防止X射线对人体以及野外环境产生危害。激励高压电源4穿接在第一密封室2的外壳上，且激励高压电源4的穿接端通过导线与数据采集器9的单片机相连接。X射线管3固定在激励高压电源4上且与激励高压电源4电连接，X射线管3发出的X射线沿分流管1的直径方向射出，穿过分流管1后被X射线接收器的NaI晶体6接收。激励高压电源4为X射线管3提供能源，使X射线管3发射一定强度的X射线，X射线穿过由分流管1引出的浑水，X射线由于浑水中泥沙的阻挡作用强度降低，然后被X射线接收器接收。X射线接收器包括第二密封室5、NaI晶体6、光电倍增管7以及偏置高压电源8，NaI晶体6、光电倍增管7以及偏置高压电源8被密封在第二密封室5内，第二密封室5对从X射线发射器射入的X射线进行屏蔽。偏置高压电源8穿接在第二密封室5上，偏置高压电源8的穿接端通过导线与数据采集器9相连接，光电倍增管7固定在偏置高压电源8上，NaI晶体6固定在光电倍增管7上，且光电倍增管7和NaI晶体6分布在X射线管3发出的X射线方向上。NaI晶体6接收X射线并将X射线转化为光信号，光电倍增管7将NaI晶体6产生的光信号转换成电信号并输送给数据采集器9，偏置高压电源8为光电倍增管7提供电能。数据采集器9由前置放大器、信号放大器、信号处理器及单片机组成。前置放大器用于将接收的信号进行初步放大；信号放大器与前置放大器以及信号处理器相连接，将前置放大器输出的信号进一步放大并输送至信号处理器；信号处理器与信号放大器以及单片机相连接，对信号进行处理并将处理结果输送至单片机，单片机对处理后的结果进行运算。数据采集器9将X射线接收器产生的信号进行收集与分析，记录每个时刻信号的大小，并结合单位时间通过分流管1的浑水体积，数据采集器9即可自动计算出径流的含沙量。数据采集器还兼有控制功能，数据采集器9与X射线发射器相连，可通过数据采集器9对激励高压电源4进行控制，通过改变电源参数改变X射线的强度。本技术的实现是基于X射线透射衰减的原理，当一组经过准直的X射线垂直投射到被测物体的表面上，通过厚度为L的被测物体后，其强度由于被物体吸收或散射而按指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径流含沙量测量装置，其特征在于，包括：/n分流管，用于引入径流中的浑水；/nX射线发射器，位于所述分流管的一侧，用于向分流管内发射X射线；/nX射线接收器，位于所述分流管的另一侧且与所述X射线发射器位置相对应，用于接收由X射线发射器发出并穿过分流管的X射线；以及/n数据采集器，分别与X射线发射器和X射线接收器电连接，用于接受由所述X射线接收器产生的信号，并经处理得到径流含沙量的测量值。/n

【技术特征摘要】
1.一种径流含沙量测量装置，其特征在于，包括：
分流管，用于引入径流中的浑水；
X射线发射器，位于所述分流管的一侧，用于向分流管内发射X射线；
X射线接收器，位于所述分流管的另一侧且与所述X射线发射器位置相对应，用于接收由X射线发射器发出并穿过分流管的X射线；以及
数据采集器，分别与X射线发射器和X射线接收器电连接，用于接受由所述X射线接收器产生的信号，并经处理得到径流含沙量的测量值。


2.根据权利要求1所述的径流含沙量测量装置，其特征在于，所述X射线发射器包括第一密封室、X射线管以及激励高压电源；所述第一密封室固定在所述分流管的外壁上，所述X射线管以及所述激励高压电源位于所述第一密封室的内部；所述激励高压电源穿接在所述第一密封室的壳体上，且所述激励高压电源的穿接端通过导线与所述数据采集器相连接，所述X射线管固定在所述激励高压电源上且与所述激励高压电源电连接，所述X射线管发出的X射线沿所述分流管的直径方向射出。


3.根据权利要求1所述的径流含沙量测量装置，其特征在于，所述X射线发射器发射的X射线能量为70kev。


4.根据权利要求2所述的径流含沙量测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰，马荣，陆晨名，周晓妮，
申请(专利权)人：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，
类型：新型
国别省市：河北;13