CN201732043U - 一种智能污泥探测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能污泥探测仪，包括有筒形的壳体，壳体的下端伸出有两个安装座，两个安装座内分别设有相对应的硅光电池板、红外光源构成污泥密度探测器；壳体的下端分别开有水深检测孔、污泥强度检测孔，水深检测孔中装有水深压力传感器，污泥强度检测孔中装有污泥强度压力传感器，污泥强度检测孔外固定安装有压缩缸，压缩缸内的杆状活塞的下端连接有探测板，污泥密度探测器、水深压力传感器、污泥强度压力传感器分别电连接到内嵌A/D单片机的输入端。本实用新型利用光电传感器探测污泥密度、利用压力传感器探测水深和污泥强度的综合污泥探测装置，同时能探测水下污泥强度，三个探测器集成在一体，并以标准数字信号输出，可与计算机通讯。
Description
技术领域
本实用新型涉及污泥的水深、密度、强度探测技术领域，具体属于一种能区分污泥分布，同时能探测水下污泥强度的智能污泥探测仪。
背景技术
关于污泥深度或水与污泥界面检测目前主要方法如下：1、钻孔取样法，只能凭肉眼或经验来估算出不同污泥层的厚度，人为的增加了测量的误差，它工作量大，而且效率低；2、静力触探法只能检测有一定强度的污泥，同时无法测定很稀的污泥密度；3、放射线探测法能测定污泥的密度，精度也较高，但仪器庞大且昂贵，同时有潜在放射性危害；4、单频超声波测量法只能水深且精度差异大，而多普勒双频超声波测量法，只能测定水底和某一硬底层间的厚度，误差也很大；5、光电法测量原理可以测量污泥密度，但不能测量密度很大的污泥。目前还没有一种能同时探测污泥深度、密度和强度的综合探测仪器。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种智能污泥探测仪，利用光电传感器探测污泥密度、利用压力传感器探测水深和污泥强度的综合污泥探测装置，是能区分污泥分布，同时能探测水下污泥强度和水深，三个探测器集成在一体，并以标准数字信号输出，可与计算机通讯。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种智能污泥探测仪，包括有筒形的壳体，所述壳体的上端安装有顶盖，壳体内腔中设有带有内嵌A/D单片机的主控板，壳体的下端伸出有两个安装座，两个安装座内分别设有相对应的硅光电池板、红外光源构成污泥密度探测器；壳体的下端分别开有水深检测孔、污泥强度检测孔，水深检测孔中装有水深压力传感器，水深压力传感器外罩有防护罩，污泥强度检测孔中装有污泥强度压力传感器，污泥强度检测孔外固定安装有压缩缸，压缩缸内的杆状活塞的下端连接有探测板，污泥密度探测器、水深压力传感器、污泥强度压力传感器分别连接到内嵌A/D单片机的输入端。
所述的带有内嵌A/D单片机的主控板通过壳体内腔中的限位柱固定限位。
所述的顶盖中穿过有信号输出电缆，信号输出电缆连接到内嵌A/D单片机的输出端。
所述的污泥强度压力传感器、水深压力传感器分别经多路开关、信号调理电路连接到内嵌A/D单片机的输入端。
本实用新型污泥密度探测器的红外发光源发射红外光，穿过不同密度污泥层后在硅光电池板上，硅光电池板即为光接收装置，产生一定大小的电压信号，污泥的密度与硅光电池板端的电压成反比，但在送至A/D前，硅光电池板的电压信号进行了反向和放大；为了更精确测定污泥密度，可以在试验室对不同密度污泥测定的电压信号进行校核，并保存校核数据，以便查表应用；水深探测器由水深压力传感器9和防护罩10组成，其检测原理是利用水深压力传感器测量，其输出电信号的幅值与深度成线性性关系，水深探测器的工作过程是当压力传感器在水下H感应到的压力应为P＝H*γ，相应的信号为V，通过标定得到关系式：V＝a+b*H，由此通过信号V，可以得到水深H；污泥强度探测器由压力传感器、压缩缸、杆状活塞和探测板组成，其检测原理是当探测器的探测板接触到一定强度的污泥时，通过杆状活塞推动使压力传感器输出相应信号，探测板由于受到反力从而推动杆状活塞，使压力传感器输出信号，输出信号与强度的关系为V＝a+b*q。这三部分信号由内嵌A/D单片机进行采集和处理，然后通过信号输出电缆以数字信号形式输出。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型相对钻孔取样法大大降低了误差，减少了工作量，提高了效率；
2、相对静力触探法和多普勒双频超声波测量法，不仅提高了精度，同时还可以测量出污泥层的密度，便于查明浮泥和流泥的分布；
3、相对放射线探测法，本实用新型对人体无任何危害，适合工作人员在工程测量中使用；
4、相对于光电法，在测量污泥浓度的同时，还可以测量不同密度污泥所在的深度和河床底部深度，即探明整个污泥层的厚度；
5、本实用新型的污泥探测仪由于采用透明的总线数据输出格式，便于污泥探测的自动化，结合其他清污设备可以开展精准清污工作；
6、本实用新型减少体积的同时，降低了成本，能够测定不同泥层的污泥密度和深度，以及整个污泥层的厚度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的侧视图。
图3为本实用新型的污泥密度探测器原理图。
图4为本实用新型的水深探测器原理图。
图5为本实用新型的污泥强度探测器原理图。
图6为本实用新型的检测流程框图。
具体实施方式
参见图1、图2，一种智能污泥探测仪，包括有筒形的壳体1，壳体1内腔中设有带有内嵌A/D单片机2的主控板20，主控板20包括有多路开关13、信号调理电路14、内嵌A/D单片机2，壳体1的上端安装有顶盖3，壳体的下端伸出有两个安装座4，两个安装座内分别设有相对应的硅光电池板5、红外光源6构成污泥密度探测器21；壳体的下端分别开有水深检测孔8、污泥强度检测孔9，水深检测孔8中装有水深压力传感器10，水深压力传感器外罩有防护罩11，污泥强度检测孔9中装有污泥强度压力传感器12，污泥强度检测孔外固定安装有压缩缸13，压缩缸内的杆状活塞14的下端连接有探测板7，带有内嵌A/D单片机2的主控板20通过壳体内腔中的限位柱15固定限位；污泥强度压力传感器12、水深压力传感器10分别经多路开关13、信号调理电路14连接到内嵌A/D单片机2的输入端，顶盖中穿过有信号输出电缆13，信号输出电缆连接到内嵌A/D单片机的输出端，最后以数字信号经485总线输出，可以通过PC机接受和处理实时数据。
参见图3，污泥密度的探测器是由红外光源6发射光，经污泥16吸收一部分后，到达硅光电池板5，即光接收装置，产生一定大小的电压信号，污泥的密度与光电池端的电压成反比，但在送至A/D前，光电池的电压信号进行了反向和放大；为了更精确测定污泥密度，可以在试验室对不同密度污泥测定的电压信号进行校核，并保存校核数据，以便查表应用。
参见图4，水深探测器的水深探测器的工作过程，当水深压力传感器10在水下H感应到的压力应为P＝H*γ，相应的信号为V，通过标定得到关系式：V＝a+b*H，由此通过信号V，可以得到水深H。
参见图5，污泥强度探测器的探测板7接触到污泥时，探测板由于受到反力从而推动杆状活塞14，使污泥强度压力传感器12输出信号，输出信号与强度的关系为V＝a+b*q。
参见图6，污泥密度探测器21输出的污泥密度信号、水深压力传感器10输出的水深信号和污泥强度压力传感器12输出的强度信号，均由内嵌A/D单片机2控制和采集，由于水深信号和强度信号都采用同样的信号调理电路14，通过内嵌A/D单片机控制多路开关13选取相应通道，可以节约成本，三种信号最终以数字信号经RS-485总线输出，分别经过UART转RS-485、RS-485转USB17、18，再输出PC机19，可以通过PC机19接受和处理实时数据。
Claims (4)
1.一种智能污泥探测仪，包括有筒形的壳体，其特征在于：所述壳体的上端安装有顶盖，壳体内腔中设有带有内嵌A/D单片机的主控板，壳体的下端伸出有两个安装座，两个安装座内分别设有相对应的硅光电池板、红外光源构成污泥密度探测器；壳体的下端分别开有水深检测孔、污泥强度检测孔，水深检测孔中装有水深压力传感器，水深压力传感器外罩有防护罩，污泥强度检测孔中装有污泥强度压力传感器，污泥强度检测孔外固定安装有压缩缸，压缩缸内的杆状活塞的下端连接有探测板，污泥密度探测器、水深压力传感器、污泥强度压力传感器分别连接到内嵌A/D单片机的输入端。
2.根据权利要求1所述的智能污泥探测仪，其特征在于：所述的带有内嵌A/D单片机的主控板通过壳体内腔中的限位柱固定限位。
3.根据权利要求1所述的智能污泥探测仪，其特征在于：所述的顶盖中穿过有信号输出电缆，信号输出电缆连接到内嵌A/D单片机的输出端。
4.根据权利要求1所述的智能污泥探测仪，其特征在于：所述的污泥强度压力传感器、水深压力传感器分别经多路开关、信号调理电路连接到内嵌A/D单片机的输入端。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN101943652A (zh) * | 2010-08-16 | 2011-01-12 | 安徽省建设工程勘察设计院 | 一种智能污泥探测仪 |
| CN113532361A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-22 | 上海电机学院 | 一种煤矿泵房吸水井煤泥深度与液位高度检测装置及方法 |
| CN114861400A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-05 | 无锡德林海环保科技股份有限公司 | 一种绘制高精度水底地形与淤泥厚度双界面分布图的方法 |
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2010
- 2010-08-16 CN CN2010205005329U patent/CN201732043U/zh not_active Expired - Lifetime
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