一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置及其使用方法，包括：橡皮塞

【技术实现步骤摘要】
一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及细颗粒测量
，尤其是一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置及其使用方法
。

技术介绍

[0002]絮凝是指细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程
。
河口海岸水域环境中细颗粒泥沙的絮凝沉降是引起河口
、
海岸泥沙沉积的主要影响因素之一
。
研究细颗粒泥沙的絮凝，测定泥沙絮凝相关参数，是深入认识河湖泥沙淤积，河口海岸滩涂演变，沿海港口和近岸航道浮泥输运及高含沙水流运动的基础，对于我国江河湖泊治理，水利枢纽建设及港口航道维护都至关重要
。
[0003]粗颗粒泥沙，粒径较粗，在淡水和盐水中均不发生絮凝，因此利用常见的沉降管等均可测得泥沙沉速，进而根据斯托克斯公式反推粗颗粒泥沙粒径
。
但此方法不适用于细颗粒泥沙
。
一方面，细颗粒泥沙在盐水甚至淡水中均存在絮凝，絮凝体体积较大，沉速较大，虽然借助于实验室内沉降管或野外的
LISST
等仪器，可获知絮团体粒径，但无法得知絮团内细颗粒泥沙真实粒径及级配，无法了解当地的真实泥沙环境
。
另一方面，如果采用现场泥沙取样，借助于激光粒度等仪器可以得到泥沙真实粒径和级配，但无法准确获知在当地水体中细颗粒泥沙聚集成的絮团大小，进而无法了解水体含沙量
、
床面冲淤等情况
。
虽然光学显微镜可捕捉絮团图像，再通过
Image J
等软件，可分析得出絮团的粒径，但该法所需仪器造价较高且操作复杂，不适用于现场
、
野外等环境
。
若要实现以简便
、
低成本的方式或在野外无精密专业设备时测量细颗粒泥沙絮团体沉速和絮团内细颗粒泥沙粒径
、
级配等较为困难
。
[0004]综上所述，传统装置存在成本高
、
可行性低
、
操作复杂，不便于携带，精度低，不适用于现场
、
野外等诸多问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置及其使用方法，不仅低成本
、
可行性高
、
操作简单方便
、
便于携带
、
精度较高，且同时可满足现场和实验室精度需求
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置，包括：橡皮塞，加沙器，沉降管，阀门，接沙杯和加沙挡片；所述沉降管上部设置有橡皮塞，用于封闭沉降管，防止杂质进入；所述加沙器设置在沉降管上端并与橡皮塞连接，用于添加沙样；所述沉降管尾部设置有阀门，用于控制进行沙水混合物的取样；所述沉降管下端设置有接沙杯，用于盛放沙水混合物取样样品；所述加沙挡片通过细绳与橡皮塞相连，用于加沙器加沙时对其内部盛放的泥沙进行遮挡，防止漏沙
。
[0007]优选的，所述加沙器由柱状边壁
、
半球状底部与细短柱组成，所述细短柱插入橡皮塞内部实现加沙器与橡皮塞的连接，所述半球状底部一端与细短柱连接另一端与柱状边壁连接，所述柱状边壁外部与沉降管内壁接触
。
[0008]优选的，所述沉降管的材质为透明玻璃
、
透明有机玻璃等透明材质，便于观察细颗粒泥沙的沉降及絮凝过程
。
[0009]优选的，所述沉降管的直径为
40
～
50mm
，长度为
0.5
～2米，为起到便携的效果，建议取1～
1.2
米
。
[0010]优选的，所述阀门为手动控制开关阀门，根据实验需求选取启闭阀门的时间
。
[0011]优选的，所述加沙器的材质为透明玻璃
、
透明有机玻璃等透明材质，便于观察加沙量的多少
。
[0012]优选的，所述接沙杯的材质为透明玻璃
、
透明有机玻璃等透明材质，便于观察泥沙落入接沙杯后的状态
。
[0013]一种如上所述测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置的使用方法，包括如下步骤：
[0014]步骤1：首先根据实验需求选取注入沉降管的液体，实验过程中将液体注入至指定高度，之后在加沙器中加入待测量的细颗粒泥沙，细颗粒泥沙在沉降的过程中可能发生絮凝形成大小不一的絮团；
[0015]步骤2：打开阀门，接沙杯中接入流出的水沙混合物，使用激光粒度仪测量水沙混合物中的泥沙颗粒粒径及级配，得出泥沙实测粒径
D2和泥沙级配；
[0016]步骤3：计算泥沙理论粒径
D1；
[0017]步骤4：将步骤3利用泥沙沉降速度公式计算得出的泥沙理论粒径
D1与步骤2利用激光粒度仪所测得的泥沙实测粒径
D2进行比对，如果相符，则说明沙样未发生絮凝；如果不相符，则说明沙样发生絮凝，且沙样絮凝体粒径＝泥沙理论粒径
D1。
[0018]优选的，所述步骤3中计算泥沙理论粒径
D1的具体步骤如下：
[0019][0020]其中
ω
为沉速；
ρ
s
与
ρ
w
分别为泥沙密度与水体密度；
D1为泥沙粒径；
υ
为水的动力粘滞系数；
g
为重力加速度；
L
为沉降管长度；
T
i
为理论接沙时间
。
[0021]优选的，所述激光粒度仪为马尔文
3000
等类似的激光粒度仪
。
[0022]本专利技术的有益效果为：本专利技术装置简单小巧便于携带，且使用方便，弥补了现有相关测量仪器复杂
、
操作难度大
、
仪器造价较高，不便携等问题，可方便对细颗粒泥沙絮团沉速
、
粒径及级配等进行量测，具有成本低
、
可行性高
、
操作简单方便
、
快速
、
便于携带
、
可量化絮凝程度等优点，特别适用于野外或者实验室初步测定细颗粒泥沙絮团沉速
、
粒径及级配
。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的使用流程图
。
[0025]1、
橡皮塞；
2、
加沙器；
3、
沉降管；
4、
阀门；
5、
接沙杯；
6、
加沙挡片
。
具体实施方式
[0026]如图1所示，一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置，包括：橡皮塞1，加沙器
2
，沉降管3，阀门4，接沙杯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置，其特征在于，包括：橡皮塞
(1)
，加沙器
(2)
，沉降管
(3)
，阀门
(4)
，接沙杯
(5)
和加沙挡片
(6)
；所述沉降管
(3)
上部设置有橡皮塞
(1)
，所述加沙器
(2)
设置在沉降管
(3)
上端并与橡皮塞
(1)
连接；所述沉降管
(3)
尾部设置有阀门
(4)
，所述沉降管
(3)
下端设置有接沙杯
(5)
；所述加沙挡片
(6)
通过细绳与橡皮塞
(1)
相连
。2.
根据权利要求1所述的一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置，其特征在于：所述加沙器
(2)
由柱状边壁
、
半球状底部与细短柱组成，所述细短柱插入橡皮塞
(1)
内部，所述半球状底部一端与细短柱连接另一端与柱状边壁连接，所述柱状边壁外部与沉降管
(3)
内壁接触
。3.
根据权利要求1所述的一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置，其特征在于：所述沉降管
(3)
的材质为透明材质
。4.
根据权利要求1所述的一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置，其特征在于：所述沉降管
(3)
的直径为
40
～
50mm
，长度为
0.5
～2米
。5.
根据权利要求1所述的一种测量细颗粒泥沙沉降后絮团粒径的装置，其特征在于：所述阀门
(4)
为手动控制开关阀门
。6.
根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鹏，岑林，苏敏，赵欣，李璐，唐弘楠，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：