現(xiàn)有的懸移質(zhì)含沙量測驗采用人工外業(yè)采樣和實驗室分析的方法,工作周期長,效率低,不能實時測量。目前研制的測沙儀器均設置在河流中,采集的信號會受到水溫、流速和水深、壓力等因素干擾,造成測量系統(tǒng)運行失穩(wěn)。其中泥沙測驗規(guī)范推薦的測沙儀器為同位素密度計,但其有一定的放射性,對環(huán)境和人體有潛在影響。設計采用含沙量比重置換法測量原理,將儀器模塊安裝到岸上以減少干擾儀器因素,通過潛水泵定時抽取水樣到差壓式在線密度計實時測量含沙量。經(jīng)過對密度計進行科學合理的安裝,使其工作環(huán)境接近于實驗室靜壓狀態(tài),保障其測驗精度,為含沙量測驗提供一種新的解決方案。 

【文章來源】：水文. 2020,40(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

抽水式含沙量在線測量儀器設施原理

差壓式在線密度計的工作原理是：根據(jù)泥沙水樣在一定垂直距離上的壓力差值計算出其密度值，即。同時，在兩個壓力傳感器中間安裝有溫度傳感器，可以自動進行溫度測量和密度補償，減少溫度對液體密度測量的影響。采用二線制電路轉(zhuǎn)換器，根據(jù)水樣密度的大小產(chǎn)生相應的電路信號，直接將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字通信，便于測量數(shù)據(jù)遠程傳輸與監(jiān)測。它是一種測量精度高、運行穩(wěn)定可靠的液體密度在線測量設備（見圖2)[10]。選用0.2等級準確度的差壓式在線密度計，其測量指標：密度量程0～2 000kg/m3，其最大量程遠大于黃河最大實測含沙量920kg/m3(1977年）的測量量程需求[11]。差壓式密度計的最小分辨率0.5kg/m3，可以滿足含沙量>0.5kg/m3的測量精度要求（見表2）。溫度量程0～100℃，精度：0.2℃。適應環(huán)境溫度：-10～60℃。

首先由于受差壓式在線密度計工作原理的限制，應將其安裝在流速低、壓力平穩(wěn)、氣泡少的位置，通常應將水樣流速控制在0.4m/s以下。而微型污泥潛水泵抽水時水流速度一般為1.2m/s～1.5m/s。為此要在密度計安裝位置處設置一個臨時儲水箱，用連通管將密度計安裝在臨時儲水箱的旁側(cè)。將連通器進水口直徑設為≤潛水泵出水口管徑1/2，則可以讓水樣流速<0.4m/s，使設備工作狀態(tài)接近于實驗室靜壓狀態(tài)，來提高測驗精度。為使儲水箱和連通管之間水流干擾較小，在連通管上部獨立設置其出水口（見圖3)[12]。其次差壓式密度計主要靠兩個傳感器在固定垂直距離上的壓力差計算出密度值。所以必須將密度計安裝豎直，保證其與地面垂直度誤差角度不大于5°。在安裝時，要利用其上部的水平儀，把氣泡調(diào)到中心，保證傳感器連接桿與地面垂直，降低測量偏差。

【參考文獻】：
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