專利名稱：一種智能污泥探測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥的水深、密度、強(qiáng)度探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種能區(qū)分污泥分 布，同時(shí)能探測(cè)水下污泥強(qiáng)度的智能污泥探測(cè)儀。
背景技術(shù)：
關(guān)于污泥深度或水與污泥界面檢測(cè)目前主要方法如下1、鉆孔取樣法，只能憑肉 眼或經(jīng)驗(yàn)來(lái)估算出不同污泥層的厚度，人為的增加了測(cè)量的誤差，它工作量大，而且效率 低；2、靜力觸探法只能檢測(cè)有一定強(qiáng)度的污泥，同時(shí)無(wú)法測(cè)定很稀的污泥密度；3、放射線 探測(cè)法能測(cè)定污泥的密度，精度也較高，但儀器龐大且昂貴，同時(shí)有潛在放射性危害；4、單 頻超聲波測(cè)量法只能水深且精度差異大，而多普勒雙頻超聲波測(cè)量法，只能測(cè)定水底和某 一硬底層間的厚度，誤差也很大；5、光電法測(cè)量原理可以測(cè)量污泥密度，但不能測(cè)量密度很 大的污泥。目前還沒有一種能同時(shí)探測(cè)污泥深度、密度和強(qiáng)度的綜合探測(cè)儀器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種智能污泥探測(cè)儀，利用光電傳感器探測(cè)污泥密度、利用 壓力傳感器探測(cè)水深和污泥強(qiáng)度的綜合污泥探測(cè)裝置，是能區(qū)分污泥分布，同時(shí)能探測(cè)水 下污泥強(qiáng)度和水深，三個(gè)探測(cè)器集成在一體，并以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出，可與計(jì)算機(jī)通訊。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種智能污泥探測(cè)儀，包括有筒形的殼體，所述殼體的上端安裝有頂蓋，殼體內(nèi)腔 中設(shè)有帶有內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的主控板，殼體的下端伸出有兩個(gè)安裝座，兩個(gè)安裝座內(nèi)分別 設(shè)有相對(duì)應(yīng)的硅光電池板、紅外光源構(gòu)成污泥密度探測(cè)器；殼體的下端分別開有水深檢測(cè) 孔、污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔，水深檢測(cè)孔中裝有水深壓力傳感器，水深壓力傳感器外罩有防護(hù)罩， 污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔中裝有污泥強(qiáng)度壓力傳感器，污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔外固定安裝有壓縮缸，壓縮 缸內(nèi)的桿狀活塞的下端連接有探測(cè)板，污泥密度探測(cè)器、水深壓力傳感器、污泥強(qiáng)度壓力傳 感器分別連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸入端。所述的帶有內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的主控板通過(guò)殼體內(nèi)腔中的限位柱固定限位。所述的頂蓋中穿過(guò)有信號(hào)輸出電纜，信號(hào)輸出電纜連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸出端。所述的污泥強(qiáng)度壓力傳感器、水深壓力傳感器分別經(jīng)多路開關(guān)、信號(hào)調(diào)理電路連 接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸入端。本發(fā)明污泥密度探測(cè)器的紅外發(fā)光源發(fā)射紅外光，穿過(guò)不同密度污泥層后在硅光 電池板上，硅光電池板即為光接收裝置，產(chǎn)生一定大小的電壓信號(hào)，污泥的密度與硅光電池 板端的電壓成反比，但在送至A/D前，硅光電池板的電壓信號(hào)進(jìn)行了反向和放大；為了更精 確測(cè)定污泥密度，可以在試驗(yàn)室對(duì)不同密度污泥測(cè)定的電壓信號(hào)進(jìn)行校核，并保存校核數(shù) 據(jù)，以便查表應(yīng)用；水深探測(cè)器由水深壓力傳感器9和防護(hù)罩10組成，其檢測(cè)原理是利用 水深壓力傳感器測(cè)量，其輸出電信號(hào)的幅值與深度成線性性關(guān)系，水深探測(cè)器的工作過(guò)程是當(dāng)壓力傳感器在水下H感應(yīng)到的壓力應(yīng)為P = H* γ，相應(yīng)的信號(hào)為V，通過(guò)標(biāo)定得到關(guān)系 式V = a+b*H，由此通過(guò)信號(hào)V，可以得到水深H ；污泥強(qiáng)度探測(cè)器由壓力傳感器、壓縮缸、 桿狀活塞和探測(cè)板組成，其檢測(cè)原理是當(dāng)探測(cè)器的探測(cè)板接觸到一定強(qiáng)度的污泥時(shí)，通過(guò) 桿狀活塞推動(dòng)使壓力傳感器輸出相應(yīng)信號(hào)，探測(cè)板由于受到反力從而推動(dòng)桿狀活塞，使壓 力傳感器輸出信號(hào)，輸出信號(hào)與強(qiáng)度的關(guān)系為V = a+b*q。這三部分信號(hào)由內(nèi)嵌A/D單片機(jī) 進(jìn)行采集和處理，然后通過(guò)信號(hào)輸出電纜以數(shù)字信號(hào)形式輸出。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明相對(duì)鉆孔取樣法大大降低了誤差，減少了工作量，提高了效率；2、相對(duì)靜力觸探法和多普勒雙頻超聲波測(cè)量法，不僅提高了精度，同時(shí)還可以測(cè) 量出污泥層的密度，便于查明浮泥和流泥的分布；3、相對(duì)放射線探測(cè)法，本發(fā)明對(duì)人體無(wú)任何危害，適合工作人員在工程測(cè)量中使 用；4、相對(duì)于光電法，在測(cè)量污泥濃度的同時(shí)，還可以測(cè)量不同密度污泥所在的深度 和河床底部深度，即探明整個(gè)污泥層的厚度；5、本發(fā)明的污泥探測(cè)儀由于采用透明的總線數(shù)據(jù)輸出格式，便于污泥探測(cè)的自動(dòng) 化，結(jié)合其他清污設(shè)備可以開展精準(zhǔn)清污工作；6、本發(fā)明減少體積的同時(shí)，降低了成本，能夠測(cè)定不同泥層的污泥密度和深度，以 及整個(gè)污泥層的厚度。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖。圖3為本發(fā)明的污泥密度探測(cè)器原理圖。圖4為本發(fā)明的水深探測(cè)器原理圖。圖5為本發(fā)明的污泥強(qiáng)度探測(cè)器原理圖。圖6為本發(fā)明的檢測(cè)流程框圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1、圖2，一種智能污泥探測(cè)儀，包括有筒形的殼體1，殼體1內(nèi)腔中設(shè)有帶有 內(nèi)嵌A/D單片機(jī)2的主控板20，主控板20包括有多路開關(guān)13、信號(hào)調(diào)理電路14、內(nèi)嵌A/D 單片機(jī)2，殼體1的上端安裝有頂蓋3，殼體的下端伸出有兩個(gè)安裝座4，兩個(gè)安裝座內(nèi)分別 設(shè)有相對(duì)應(yīng)的硅光電池板5、紅外光源6構(gòu)成污泥密度探測(cè)器21 ；殼體的下端分別開有水深 檢測(cè)孔8、污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔9，水深檢測(cè)孔8中裝有水深壓力傳感器10，水深壓力傳感器外罩 有防護(hù)罩11，污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔9中裝有污泥強(qiáng)度壓力傳感器12，污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔外固定安 裝有壓縮缸13，壓縮缸內(nèi)的桿狀活塞14的下端連接有探測(cè)板7，帶有內(nèi)嵌A/D單片機(jī)2的 主控板20通過(guò)殼體內(nèi)腔中的限位柱15固定限位；污泥強(qiáng)度壓力傳感器12、水深壓力傳感 器10分別經(jīng)多路開關(guān)13、信號(hào)調(diào)理電路14連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)2的輸入端，頂蓋中穿過(guò) 有信號(hào)輸出電纜13，信號(hào)輸出電纜連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸出端，最后以數(shù)字信號(hào)經(jīng)485 總線輸出，可以通過(guò)PC機(jī)接受和處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
參見圖3，污泥密度的探測(cè)器是由紅外光源6發(fā)射光，經(jīng)污泥16吸收一部分后， 到達(dá)硅光電池板5，即光接收裝置，產(chǎn)生一定大小的電壓信號(hào)，污泥的密度與光電池端的電 壓成反比，但在送至A/D前，光電池的電壓信號(hào)進(jìn)行了反向和放大；為了更精確測(cè)定污泥密 度，可以在試驗(yàn)室對(duì)不同密度污泥測(cè)定的電壓信號(hào)進(jìn)行校核，并保存校核數(shù)據(jù)，以便查表應(yīng)用。參見圖4，水深探測(cè)器的水深探測(cè)器的工作過(guò)程，當(dāng)水深壓力傳感器10在水下H感 應(yīng)到的壓力應(yīng)為P = H* Y，相應(yīng)的信號(hào)為V，通過(guò)標(biāo)定得到關(guān)系式V = a+b*H，由此通過(guò)信 號(hào)V，可以得到水深H。參見圖5，污泥強(qiáng)度探測(cè)器的探測(cè)板7接觸到污泥時(shí)，探測(cè)板由于受到反力從而推 動(dòng)桿狀活塞14，使污泥強(qiáng)度壓力傳感器12輸出信號(hào)，輸出信號(hào)與強(qiáng)度的關(guān)系為V = a+b*q。參見圖6，污泥密度探測(cè)器21輸出的污泥密度信號(hào)、水深壓力傳感器10輸出的水 深信號(hào)和污泥強(qiáng)度壓力傳感器12輸出的強(qiáng)度信號(hào)，均由內(nèi)嵌A/D單片機(jī)2控制和采集，由 于水深信號(hào)和強(qiáng)度信號(hào)都采用同樣的信號(hào)調(diào)理電路14，通過(guò)內(nèi)嵌A/D單片機(jī)控制多路開關(guān) 13選取相應(yīng)通道，可以節(jié)約成本，三種信號(hào)最終以數(shù)字信號(hào)經(jīng)RS-485總線輸出，分別經(jīng)過(guò) UART轉(zhuǎn)RS-485、RS-485轉(zhuǎn)USB17、18，再輸出PC機(jī)19，可以通過(guò)PC機(jī)19接受和處理實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
一種智能污泥探測(cè)儀，包括有筒形的殼體，其特征在于所述殼體的上端安裝有頂蓋，殼體內(nèi)腔中設(shè)有帶有內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的主控板，殼體的下端伸出有兩個(gè)安裝座，兩個(gè)安裝座內(nèi)分別設(shè)有相對(duì)應(yīng)的硅光電池板、紅外光源構(gòu)成污泥密度探測(cè)器；殼體的下端分別開有水深檢測(cè)孔、污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔，水深檢測(cè)孔中裝有水深壓力傳感器，水深壓力傳感器外罩有防護(hù)罩，污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔中裝有污泥強(qiáng)度壓力傳感器，污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔外固定安裝有壓縮缸，壓縮缸內(nèi)的桿狀活塞的下端連接有探測(cè)板，污泥密度探測(cè)器、水深壓力傳感器、污泥強(qiáng)度壓力傳感器分別連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能污泥探測(cè)儀，其特征在于所述的帶有內(nèi)嵌A/D單片機(jī) 的主控板通過(guò)殼體內(nèi)腔中的限位柱固定限位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能污泥探測(cè)儀，其特征在于所述的頂蓋中穿過(guò)有信號(hào)輸 出電纜，信號(hào)輸出電纜連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能污泥探測(cè)儀，其特征在于所述的污泥強(qiáng)度壓力傳感器、 水深壓力傳感器分別經(jīng)多路開關(guān)、信號(hào)調(diào)理電路連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能污泥探測(cè)儀，包括有筒形的殼體，殼體的下端伸出有兩個(gè)安裝座，兩個(gè)安裝座內(nèi)分別設(shè)有相對(duì)應(yīng)的硅光電池板、紅外光源構(gòu)成污泥密度探測(cè)器；殼體的下端分別開有水深檢測(cè)孔、污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔，水深檢測(cè)孔中裝有水深壓力傳感器，污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔中裝有污泥強(qiáng)度壓力傳感器，污泥強(qiáng)度檢測(cè)孔外固定安裝有壓縮缸，壓縮缸內(nèi)的桿狀活塞的下端連接有探測(cè)板，污泥密度探測(cè)器、水深壓力傳感器、污泥強(qiáng)度壓力傳感器分別電連接到內(nèi)嵌A/D單片機(jī)的輸入端。本發(fā)明利用光電傳感器探測(cè)污泥密度、利用壓力傳感器探測(cè)水深和污泥強(qiáng)度的綜合污泥探測(cè)裝置，同時(shí)能探測(cè)水下污泥強(qiáng)度，三個(gè)探測(cè)器集成在一體，并以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出，可與計(jì)算機(jī)通訊。
文檔編號(hào)G01N9/00GK101943652SQ20101025958
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者吳東彪, 徐文華, 曹光暄, 李光, 楊立華, 潘煒 申請(qǐng)人:安徽省建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)院