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公开(公告)号：CN112504926A
公开(公告)日：2021-03-16
申请号：CN202011346643.3
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
IPC分类号： G01N15/06 , G01N29/032
摘要： 本发明提供一种基于多频背向散射原理的超声悬移质测量系统及方法，该系统包括超声含沙量测量探头、信号采集传输系统、用户端，所述超声含沙量测量探头承担信号接收和发射作用，包括4个不同发射频率的单频超声探头；所述单频超声探头包括超声整流块、发射晶片、接收晶片，由不锈钢外壳封装成为一体，发射晶片和接收晶片均采用压电复合材料制成；所述信号采集传输系统包括采集盒、数据传输设备和电源，采集盒分别连接超声探头和数据传输设备；数据传输设备与用户端连接。本发明可解决现有颗粒测量技术的不足、以及不能进行线上实时测量的局限性，同时多频结合的方式能够涵盖的粒径范围更广，具有更好的准确性。
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公开(公告)号：CN112485327A
公开(公告)日：2021-03-12
申请号：CN202011341039.1
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种基于压电复合晶片的单频超声悬移质测量系统及方法，该系统包括依次连接的测量探头、数据采集设备、数据传输设备、用户端；所述测量探头包括外壳、安装于外壳的整流块以及集成装配在整流块上的发射晶片、环状接收晶片；所述数据采集设备用于接收超声波的散射回波，并对散射回波进行放大和转换成散射数据；所述用户端用于对散射数据进行数字信号处理得到声强信息，通过时域分析对散射回波信号有效段的幅值进行叠加计算，反演得到泥沙浓度。本发明首次将压电复合材料用于河流泥沙测量，有助于提高信噪比和提高信号发射频率，同时复合压电晶片尺寸较小，可以对探头外观结构进行微化，有助于减小测量盲区和提高精度。
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公开(公告)号：CN112525988A
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202011346667.9
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种新型多频超声含沙量级配测量系统和方法，属于环境原位监测技术领域，该系统主要包括超声测量探头和采集盒组成的采集系统、以及数据传输设备、用户端、标定装置，以用户端为载体的分析计算系统；超声测量探头是信号发出和接收设备，由压电复合晶片作为传感器；采样盒和用户端之间通过无线局域网连接进行数据传输。本发明具有更小的尺寸和测量盲区、较宽的泥沙浓度测量范围，采用新型材料制作传感器以提高探头的灵敏度并提高信噪比，同时，本发明所涉及的超声测量探头制作成本低，使用方便，精度较高。
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公开(公告)号：CN112525778B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202011341060.1
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种基于新型多频超声探头的悬移质粒径和级配测量方法，包括步骤一、在室内利用超声探头测量系统进行实验，针对不同级配的泥沙混合液，分析其颗粒频谱，找出粒径和频率之间的对应关系，整理成频率‑粒径数据对应表；步骤二、配合测量环境，将粒径测量探头固定在相应的载体上，将固定有粒径测量探头的载体放入待测水体中，将粒径测量探头与连采集传输系统连接；步骤三、在用户端设置参数，采集数据并进行计算，结合已有的频率‑粒径对应表反推得到实测的粒径组成。本发明从声信号分析出发，通过直接对水体中散射信号的处理来实现颗粒粒径测量，可以进行线上实时测量，测量系统结构简单。
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公开(公告)号：CN112504926B
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202011346643.3
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
IPC分类号： G01N15/06 , G01N29/032
摘要： 本发明提供一种基于多频背向散射原理的超声悬移质测量系统及方法，该系统包括超声含沙量测量探头、信号采集传输系统、用户端，所述超声含沙量测量探头承担信号接收和发射作用，包括4个不同发射频率的单频超声探头；所述单频超声探头包括超声整流块、发射晶片、接收晶片，由不锈钢外壳封装成为一体，发射晶片和接收晶片均采用压电复合材料制成；所述信号采集传输系统包括采集盒、数据传输设备和电源，采集盒分别连接超声探头和数据传输设备；数据传输设备与用户端连接。本发明可解决现有颗粒测量技术的不足、以及不能进行线上实时测量的局限性，同时多频结合的方式能够涵盖的粒径范围更广，具有更好的准确性。
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公开(公告)号：CN112485466A
公开(公告)日：2021-03-12
申请号：CN202011268758.5
申请日：2020-11-13
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种三维脉动流速测量装置的率定系统及方法，该系统包括玻璃水槽系统、安装固定系统及三维PIV系统；玻璃水槽系统包括玻璃水槽、与玻璃水槽前端连通的水槽进口段、与玻璃水槽后端连通的水槽出口段、与水槽进口段连通的进水管道、安装于玻璃水槽底部的支撑系统、与支撑系统配合联动的水槽调坡装置；水槽进口段附近设有上游水箱，水槽出口段附近设有与水槽出口段连通的下游水箱，上游水箱与下游水箱之间通过回水管道连通，上游水箱与进水管道的一端连通，进水管道上设有水泵；水槽出口段设有尾门。本发明以动水法作为基本方法，采用高精度的PIV系统作为对比测量方法同步测量同一区域，避免了因水流流速不稳定和不均匀产生的影响。
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公开(公告)号：CN112526162A
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202011266682.2
申请日：2020-11-13
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种基于压电复合晶片和超声技术的脉动流速测量装置及方法，该装置包括超声流速探头、空心金属杆、连接线和控制采集系统；所述超声流速探头固定在空心金属杆的前端，所述连接线的一端与超声流速探头连接，另一端从空心金属杆的内腔后端穿出后与控制采集系统相连；所述超声流速探头采用压电复合晶片技术制成，所述控制采集系统用于进行超声信号的发射和采集控制，并对超声流速探头的超声发射和接收参数进行调节。本发明通过两种不同的布置形式可进行不同工况下的瞬时流速测量，操作简单，灵活性高；采用频差法进行超声信号处理，采样频率较高，反映迅速，有较好实时性。
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公开(公告)号：CN112525785A
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202011341079.6
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种基于新型多频超声探头的悬移质含沙量测量方法，包括步骤一、实验室内标定：将浓度测量探头固定在固定支架上，然后伸入浓度未知的待测水体中，进行数据采集和幅值计算，通过测量已知粒径分布不同浓度泥沙悬浊液的声信号，计算幅值，得到不同浓度条件下幅值与浓度之间的关系；步骤二、野外实时浓度测量：选择铅鱼作为测量系统的载体，在铅鱼内部预留空间用于放置数据采集传输系统，进行数据采集后以步骤一中标定的结果为基础，现场测量时针对标定结果中浓度和幅值关系，对实测幅值数据进行反演得到浓度值。本发明可以提供高频率工作环境，弥补了高浓度条件下声衰减过大而无法得到可靠数据的不足。
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公开(公告)号：CN112525778A
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202011341060.1
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种基于新型多频超声探头的悬移质粒径和级配测量方法，包括步骤一、在室内利用超声探头测量系统进行实验，针对不同级配的泥沙混合液，分析其颗粒频谱，找出粒径和频率之间的对应关系，整理成频率‑粒径数据对应表；步骤二、配合测量环境，将粒径测量探头固定在相应的载体上，将固定有粒径测量探头的载体放入待测水体中，将粒径测量探头与连采集传输系统连接；步骤三、在用户端设置参数，采集数据并进行计算，结合已有的频率‑粒径对应表反推得到实测的粒径组成。本发明从声信号分析出发，通过直接对水体中散射信号的处理来实现颗粒粒径测量，可以进行线上实时测量，测量系统结构简单。
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公开(公告)号：CN112525785B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202011341079.6
申请日：2020-11-25
申请人： 长江水利委员会长江科学院
摘要： 本发明提供一种基于新型多频超声探头的悬移质含沙量测量方法，包括步骤一、实验室内标定：将浓度测量探头固定在固定支架上，然后伸入浓度未知的待测水体中，进行数据采集和幅值计算，通过测量已知粒径分布不同浓度泥沙悬浊液的声信号，计算幅值，得到不同浓度条件下幅值与浓度之间的关系；步骤二、野外实时浓度测量：选择铅鱼作为测量系统的载体，在铅鱼内部预留空间用于放置数据采集传输系统，进行数据采集后以步骤一中标定的结果为基础，现场测量时针对标定结果中浓度和幅值关系，对实测幅值数据进行反演得到浓度值。本发明可以提供高频率工作环境，弥补了高浓度条件下声衰减过大而无法得到可靠数据的不足。
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