基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

欒潤(rùn)潤(rùn)，張瑞波

（1.天津水運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院天津市水運(yùn)工程測(cè)繪技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所港口水工建筑技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456）

基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

欒潤(rùn)潤(rùn)1，張瑞波2

（1.天津水運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院天津市水運(yùn)工程測(cè)繪技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所港口水工建筑技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456）

在泥沙室內(nèi)試驗(yàn)研究中，一直缺少高效、方便的含沙量測(cè)量手段。室內(nèi)含沙量測(cè)量多采用過(guò)濾烘干法，很大程度上影響了試驗(yàn)的效率和成果的質(zhì)量。基于OBS 3+傳感器開(kāi)發(fā)了含沙量測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用于泥沙試驗(yàn)研究，可以通過(guò)控制采集計(jì)算機(jī)上的軟件界面設(shè)置測(cè)量參數(shù)并實(shí)現(xiàn)含沙量自動(dòng)、連續(xù)測(cè)量，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)RS232通訊電纜存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上。通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)定，得到標(biāo)定曲線和含沙量轉(zhuǎn)換公式，用于將濁度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為含沙量。通過(guò)在泥沙試驗(yàn)中測(cè)量含沙量，說(shuō)明該含沙量測(cè)量系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、方便，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確。

OBS 3+；含沙量測(cè)量；泥沙室內(nèi)試驗(yàn)；標(biāo)定；轉(zhuǎn)換公式

在泥沙試驗(yàn)研究中，水體的含沙量是一個(gè)重要的參數(shù)。目前含沙量測(cè)量多，也即烘干法測(cè)量含沙量。雖然取樣過(guò)濾的方法被認(rèn)為是目前最準(zhǔn)確的含沙量測(cè)量方法之一［1］，但是該方法的操作繁雜、效率低，也無(wú)法實(shí)時(shí)連續(xù)地測(cè)量含沙量［2］，這使得試驗(yàn)方案不能及時(shí)調(diào)整，從很大程度上影響了試驗(yàn)的效率和成果的質(zhì)量。本文基于OBS 3+傳感器開(kāi)發(fā)了適用于實(shí)驗(yàn)室的含沙量測(cè)量系統(tǒng)并介紹了其應(yīng)用的實(shí)例，應(yīng)用基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)大大減少了含沙量測(cè)量的步驟和時(shí)間，提高了測(cè)量效率。

1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)主要由OBS 3+傳感器、傳輸電纜、控制器及控制采集計(jì)算機(jī)組成，如圖1所示?？刂破鳛槎嗤ǖ揽刂萍皵?shù)據(jù)采集器，最多可以連接8個(gè)OBS 3+傳感器。該系統(tǒng)由220 V交流電供電，OBS3+數(shù)據(jù)傳輸電纜長(zhǎng)度為20 m，便于OBS 3+傳感器沿程布置。傳輸電纜通過(guò)航空插頭連接到控制器，插拔方便。采集器經(jīng)RS232通訊電纜與控制采集計(jì)算機(jī)連接。可以在采集控制軟件中設(shè)置采樣間隔，最短為1 s。

圖1 OBS 3+含沙量測(cè)量系統(tǒng)組成框圖Fig.1 Composition of the OBS 3+sediment concentration measurement system

1.1 OBS 3+傳感器簡(jiǎn)介OBS 3+傳感器是一種技術(shù)十分成熟的濁度測(cè)量傳感器，能夠測(cè)量濁度達(dá)到4 000NTU的懸浮物。它具有優(yōu)質(zhì)的不銹鋼外殼，是一款可以完全浸入水中的傳感器。OBS 3+傳感器利用光學(xué)后向散射原理，通過(guò)接收紅外輻射散射量監(jiān)測(cè)懸浮物質(zhì)，該傳感器的核心部分是一個(gè)近紅外激光發(fā)射器和一個(gè)光電二極管，近紅外激光發(fā)射器向水體中發(fā)射近紅外光，而光電二極管用于接收水體中懸浮粒子散射的紅外光強(qiáng)度。傳感器采用支持熱插拔的水下插頭連接電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和供電。與大多數(shù)濁度傳感器相比，OBS 3+具有體積小、耗電量低，線性響應(yīng)度高，對(duì)氣泡和有機(jī)質(zhì)不敏感，受外界光和溫度的影響小等優(yōu)點(diǎn)。由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，OBS 3+傳感器不僅具有連續(xù)測(cè)量，線性對(duì)應(yīng)，不受氣泡、有機(jī)質(zhì)、周圍光線和溫度的影響等突出優(yōu)點(diǎn)，而且可以通過(guò)電纜與終端聯(lián)接，利用專用的軟件，對(duì)脈沖間隔、發(fā)射時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。測(cè)量結(jié)束后可以方便迅速地將數(shù)據(jù)輸入微機(jī)進(jìn)行處理。OBS 3+的響應(yīng)時(shí)間為1 s，在水溫變化不大的水體中，可通過(guò)設(shè)定較短的時(shí)間間隔，連續(xù)進(jìn)行濁度變化測(cè)量。OBS 3+直接測(cè)量的是濁度數(shù)據(jù)（NTU），需要進(jìn)行含沙量標(biāo)定，然后使用量綱分析的方法，建立濁度與濃度的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)行濁度與濃度的轉(zhuǎn)化，反演為泥沙含量［3］。OBS 3+傳感器的上述特點(diǎn)使得它非常適合于在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量泥沙試驗(yàn)過(guò)程中的含沙量。

1.2 控制器開(kāi)發(fā)

OBS 3+傳感器本身只是一個(gè)傳感器，而不是一種儀器，其本身不具有采集數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能。OBS 3+傳感器的典型應(yīng)用為掛載到溫鹽深儀等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器以設(shè)定的間隔對(duì)它供電，并將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器的內(nèi)部存儲(chǔ)中。為了將OBS 3+傳感器應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，必須開(kāi)發(fā)出控制器，用于為多通道OBS 3+供電，并將各個(gè)通道采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或傳輸?shù)娇刂撇杉?jì)算機(jī)。

本文開(kāi)發(fā)的控制器的核心部分為一塊數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡由一個(gè)電源適配器供電。電源適配器將220 V交流電轉(zhuǎn)換為12 V直流電，滿足了數(shù)據(jù)采集卡的電源需求。數(shù)據(jù)采集卡上集成了單片機(jī)、時(shí)鐘晶振電路、穩(wěn)壓芯片、通道驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)采集通道、數(shù)據(jù)輸出通道及SD存儲(chǔ)卡等。穩(wěn)壓芯片將12 V直流電轉(zhuǎn)換為5 V直流電，作為單片機(jī)和OBS 3+傳感器的供電電源。單片機(jī)中寫入的控制程序通過(guò)時(shí)鐘晶振電路以時(shí)鐘掃描的方式采集8個(gè)通道的數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)通道驅(qū)動(dòng)電路傳輸?shù)綌?shù)據(jù)輸出通道和SD存儲(chǔ)卡，數(shù)據(jù)輸出通道通過(guò)RS232數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂撇杉?jì)算機(jī)。SD存儲(chǔ)卡中的數(shù)據(jù)作為備份存儲(chǔ)在采集器中以備不時(shí)之需?？刂破鞯膬?nèi)部電路架構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 控制器內(nèi)部電路架構(gòu)示意圖Fig.2 Diagram of the inner circuit of the controller

1.3 工作原理

基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)中，傳感器的測(cè)量信號(hào)通過(guò)傳輸電纜經(jīng)A/D模塊轉(zhuǎn)換為濁度數(shù)據(jù)，再經(jīng)RS232通訊電纜傳輸?shù)娇刂撇杉?jì)算機(jī)，并在控制采集軟件界面上輸出實(shí)時(shí)濁度值及濁度變化過(guò)程線，同時(shí)，數(shù)據(jù)以文本文件的格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤。

開(kāi)發(fā)研制的測(cè)量系統(tǒng)的控制器為OBS 3+傳感器提供0～5 V的輸入電壓，并同時(shí)采集傳感器的輸出信號(hào)。OBS 3+傳感器擁有高量程和低量程兩個(gè)相互獨(dú)立的信號(hào)輸出通道。低量程通道輸出電壓為0～5 V，測(cè)量濁度范圍為0～2 000 NTU，高量程通道輸出電壓為0～1.2 V，測(cè)量的濁度范圍為2 000～4 000 NTU。基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)廠家提供的轉(zhuǎn)換公式將采集到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為濁度值。以序列號(hào)為S9217的OBS 3+傳感器為例，高量程和低量程濁度的轉(zhuǎn)換公式分別如式1和式2所示。

式中：Y為濁度值；x為采集到的電壓信號(hào)。

測(cè)量前，需要先進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，將OBS 3+傳感器出廠時(shí)廠家提供的標(biāo)定參數(shù)對(duì)應(yīng)傳感器的連接順序輸入到控制采集軟件并保存，之后設(shè)置好采樣間隔及數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)目錄后就可以開(kāi)始含沙量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

測(cè)量時(shí)，控制器器同時(shí)采集高量程通道輸出的高電壓信號(hào)和低量程通道輸出的低電壓信號(hào)，控制采集軟件利用如下算法計(jì)算測(cè)得的濁度值：當(dāng)?shù)碗妷捍氲屯ǖ拦接?jì)算結(jié)果不超過(guò)2 000NTU時(shí)，控制采集軟件輸出低量程通道的濁度值，反之，則輸出高量程通道的濁度值。各個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)濁度數(shù)據(jù)及其隨時(shí)間變化過(guò)程即會(huì)在軟件界面上顯示并按采樣間隔實(shí)時(shí)更新。

2 系統(tǒng)標(biāo)定［4］

從概念上來(lái)說(shuō)，濁度是一種光學(xué)特性對(duì)水體渾濁的反映程度的數(shù)字表達(dá)，其單位為NTU；從操作上來(lái)說(shuō)，NTU值是使用福爾馬肼、StablCal標(biāo)準(zhǔn)溶液等通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定插值得到的。濁度值一般隨著水體中懸浮物質(zhì)的增加而增大。同其他光學(xué)濁度儀一樣，OBS 3+傳感器的光學(xué)響應(yīng)取決于懸浮物的粒徑、成分及形狀等。因此，必須用要測(cè)量的泥沙樣品對(duì)OBS 3+傳感器進(jìn)行標(biāo)定。

基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的濁度值需要轉(zhuǎn)換為含沙量才能用于對(duì)泥沙的特性的分析，要對(duì)連接到各通道的OBS 3+傳感器分別進(jìn)行標(biāo)定，建立各個(gè)傳感器的濁度值與含沙量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。系統(tǒng)標(biāo)定可以在測(cè)量前進(jìn)行，也可以在測(cè)量后進(jìn)行。在測(cè)量前標(biāo)定，可以在測(cè)量的同時(shí)利用標(biāo)定關(guān)系將濁度值轉(zhuǎn)換為含沙量，更便于對(duì)測(cè)量過(guò)程中含沙量的變化規(guī)律有實(shí)時(shí)、直觀地了解；在測(cè)量后進(jìn)行標(biāo)定，則便于在測(cè)量的濁度范圍內(nèi)建立標(biāo)定關(guān)系，可以提高標(biāo)定關(guān)系的精度并減少標(biāo)定工作量。泥樣粒徑不同，對(duì)OBS 3+光學(xué)響應(yīng)的影響就不同［5］，則標(biāo)定關(guān)系也不相同，故對(duì)于不同的泥沙樣，都要分別標(biāo)定，建立各自的對(duì)應(yīng)的關(guān)系。無(wú)論是細(xì)顆粒泥沙還是粗顆粒泥沙，都可以通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)定獲得各自的含沙量轉(zhuǎn)換關(guān)系。

標(biāo)定時(shí)，在標(biāo)定槽中先放一定容積的蒸餾水，取試驗(yàn)所用的泥沙樣品，逐漸投入一定量的泥樣，攪拌均勻后用OBS 3+傳感器測(cè)量，同時(shí)取樣過(guò)濾，并烘干稱重，這樣可以得到20～30組不同泥沙含量和濁度對(duì)應(yīng)值。然后再用回歸法來(lái)相關(guān)［6］，得到濁度值轉(zhuǎn)換為含沙量的計(jì)算公式。

當(dāng)含沙量小于1 kg/m3時(shí)，含沙量與濁度一般為線性關(guān)系，而當(dāng)含沙量較大時(shí)，轉(zhuǎn)換關(guān)系一般為二階多項(xiàng)式。與現(xiàn)場(chǎng)水文觀測(cè)測(cè)量含沙量（一般小于1 kg/m3）不同的是，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)量的含沙量一般都會(huì)達(dá)到幾千克每立方米，因此，標(biāo)定出的含沙量轉(zhuǎn)換關(guān)系一般均為二階多項(xiàng)式。

以下以長(zhǎng)江口北槽細(xì)顆粒泥沙和蒼南電廠港池航道泥沙為例來(lái)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定，為說(shuō)明是否有必要采用分段擬合的方法進(jìn)行標(biāo)定，以下標(biāo)定及應(yīng)用實(shí)例均未分段擬合，而是將標(biāo)定數(shù)據(jù)統(tǒng)一擬合為一個(gè)二階多項(xiàng)式。

2.1 長(zhǎng)江口北槽細(xì)顆粒泥沙標(biāo)定結(jié)果

以連接到通道4的傳感器（序列號(hào)S9217）為例，利用長(zhǎng)江口北槽泥沙（平均中值粒徑0.016 4 mm），對(duì)試驗(yàn)所需的含沙量范圍進(jìn)行標(biāo)定，得到的標(biāo)定曲線和含沙量轉(zhuǎn)換計(jì)算公式如圖3所示。

2.2 蒼南電廠泥沙標(biāo)定結(jié)果

以序列號(hào)為S9212的傳感器為例，將傳感器連接到通道7，利用蒼南電廠港池航道內(nèi)的細(xì)顆粒粘性泥沙樣品，泥沙的平均中值粒徑為0.004 3 mm，按照試驗(yàn)所需的含沙量范圍進(jìn)行標(biāo)定，得到的標(biāo)定曲線和含沙量轉(zhuǎn)換計(jì)算公式如圖4所示。

圖3 長(zhǎng)江口北槽細(xì)顆粒泥沙標(biāo)定曲線Fig.3 Calibration curve of the OBS 3+with sediment in the North Channel of the Yangtze Estuary

圖4 蒼南電廠泥沙標(biāo)定曲線Fig.4 Calibration curve of the OBS 3+with sediment in harbor area of Cangnan power plant

3 基于OBS 3+傳感器的含沙量測(cè)量系統(tǒng)在泥沙試驗(yàn)中的應(yīng)用

3.1 長(zhǎng)江口北槽細(xì)顆粒泥沙運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)研究

本文泥沙運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)在環(huán)形水槽中開(kāi)展［7］，試驗(yàn)采用的泥沙為長(zhǎng)江口北槽細(xì)顆粒泥沙，控制水流速度從0 cm/s開(kāi)始逐級(jí)增大，然后再逐級(jí)減小流速。利用基于OBS 3+傳感器的含沙量測(cè)量系統(tǒng)連續(xù)測(cè)量整個(gè)過(guò)程的含沙量變化，采樣間隔設(shè)定為1分鐘，在測(cè)量的同時(shí)定時(shí)采集含沙水樣，利用過(guò)濾烘干稱重的方法測(cè)量含沙量。通道4的傳感器測(cè)得的含沙量變化過(guò)程及其與取樣過(guò)濾測(cè)得的含沙量的結(jié)果對(duì)比如圖5所示。

3.2 蒼南電廠港池航道泥沙起動(dòng)試驗(yàn)研究

本文泥沙起動(dòng)試驗(yàn)同樣在環(huán)形水槽中開(kāi)展［9］，試驗(yàn)采用的泥沙為蒼南電廠港池航道泥沙。為避免底床泥沙被完全沖刷而影響起動(dòng)情況的判別，通過(guò)計(jì)算，在水槽內(nèi)加入一定數(shù)量的泥沙，水槽以高速運(yùn)轉(zhuǎn)使水沙均勻混合，然后水槽停止運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)5 d沉積密實(shí)后再進(jìn)行起動(dòng)試驗(yàn)。

試驗(yàn)時(shí)，控制水流流速?gòu)?0 cm/s逐級(jí)增大到60 cm/s，利用OBS 3+含沙量測(cè)量系統(tǒng)連續(xù)測(cè)量整個(gè)過(guò)程的含沙量變化，采樣間隔設(shè)定為3 s，通道7的傳感器（序列號(hào)S9212）測(cè)得的含沙量變化過(guò)程如圖6所示。

可以得出，無(wú)論是粒徑較大（0.016 4 mm）的泥沙還是細(xì)顆粒粘性泥沙，應(yīng)用基于OBS 3+傳感器的含沙量測(cè)量系統(tǒng)都可以為試驗(yàn)研究提供便利條件。OBS 3+傳感器的測(cè)量結(jié)果與同時(shí)間取樣過(guò)濾測(cè)得的含沙量結(jié)果吻合較好，這同時(shí)也說(shuō)明，不采用分段擬合的方法進(jìn)行標(biāo)定也可以滿足試驗(yàn)研究的需要。而相比于取樣過(guò)濾的方法，OBS 3+傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)連續(xù)性更好，便于測(cè)量出含沙量的整個(gè)連續(xù)變化過(guò)程。

在操作方法上，取樣過(guò)濾需要試驗(yàn)過(guò)程中按照時(shí)間間隔定時(shí)取樣，取樣后還要進(jìn)行測(cè)定體積、過(guò)濾、洗鹽、烘干、稱重等一系列步驟［9］，且需要一定的時(shí)間（一般2～3 d）才能得出含沙量的測(cè)量結(jié)果，而利用基于OBS 3+傳感器的含沙量測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量含沙量時(shí)只要安裝、設(shè)置好傳感器，就可以自動(dòng)按時(shí)間間隔全程測(cè)量，即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無(wú)人值守測(cè)量，且測(cè)量出的濁度值可以利用標(biāo)定出的轉(zhuǎn)換關(guān)系立即轉(zhuǎn)換為含沙量數(shù)據(jù)，更為簡(jiǎn)便、快捷。

圖5 長(zhǎng)江口北槽泥沙運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中含沙量變化過(guò)程Fig.5 Concentration process in the movement test with sediment from the Yangtze Estuary

4 結(jié)論

基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)是一種適用于實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量的高效、便捷的測(cè)量系統(tǒng)，它安裝方便、設(shè)置簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)含沙量過(guò)程的自動(dòng)化連續(xù)測(cè)量，測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定。

與其他大部分含沙量測(cè)量?jī)x器一樣，基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)需要通過(guò)標(biāo)定將測(cè)得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為含沙量，對(duì)于不同粒徑及粒級(jí)含量的泥沙，標(biāo)定的結(jié)果可能差別很大，故對(duì)于不同地點(diǎn)不同時(shí)間的泥沙，都要開(kāi)展專門的標(biāo)定試驗(yàn)，以期獲取準(zhǔn)確的含沙量信息。本文基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定既可以在測(cè)量前進(jìn)行，也可以在測(cè)量后進(jìn)行：在測(cè)量前標(biāo)定，可以在測(cè)量的同時(shí)利用標(biāo)定關(guān)系將濁度值轉(zhuǎn)換為含沙量，更便于對(duì)測(cè)量過(guò)程中含沙量的變化規(guī)律有實(shí)時(shí)、直觀地了解；在測(cè)量后進(jìn)行標(biāo)定，則便于在測(cè)量的濁度范圍內(nèi)建立標(biāo)定關(guān)系，可以提高標(biāo)定關(guān)系的精度并減少標(biāo)定工作量。

通過(guò)將基于OBS 3+傳感器的實(shí)驗(yàn)室含沙量測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際試驗(yàn)研究中進(jìn)行對(duì)比測(cè)試可知，該含沙量測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果與過(guò)濾烘干法測(cè)得的結(jié)果較為一致。在目前室內(nèi)試驗(yàn)缺少高效、方便的含沙量測(cè)量手段的條件下，基于OBS 3+傳感器開(kāi)發(fā)的含沙量測(cè)量系統(tǒng)是一種可以應(yīng)用于室內(nèi)泥沙試驗(yàn)的新儀器，該含沙量測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用可以使室內(nèi)含沙量測(cè)量更簡(jiǎn)便、更高效，可以大大提高含沙量測(cè)量的效率，為泥沙室內(nèi)試驗(yàn)研究提供便利條件，從而提高泥沙試驗(yàn)研究的效率和成果的質(zhì)量。

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Development and application of laboratory sediment concentration measurement system based on OBS 3+transducers

LUAN Run-run1,ZHANG Rui-bo2
（1.Tianjin Key Laboratory of Surveying and Mapping for Waterway Transport Engineering,Tianjin Survey and Design Institute for Water Transport Engineering,Tianjin300456,China;2.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,National Engineering Laboratory for Port Hydraulic Construction Technology,Key Laboratory of Engineering Sediment,Ministry of Transport,Tianjin300456,China）

There are very few effective and convenient sediment concentration measurement methods in sediment laboratory experimental research.The usually used method in laboratory sediment concentration measurement is the oven drying method,which has great influence on the efficiency of test and the quality of the achievements. Laboratory sediment concentration measurement system has been developed based on OBS 3+transducers and applied in sediment experiment research.The automatic and continuous measurement can be realized by setting suitable measurement parameters in the software interface installed in a computer used for controlling the system and collecting turbidity data(NTU).The collected data is transmitted to the computer where it is stored.The calibration curve and sediment concentration transfer formula that is used for computing sediment concentration with the turbidity data can be obtained through system calibration.The application of the system in laboratory sediment movement tests shows that the operation is simple and convenient and that the result is stable and accurate.

OBS 3+;sediment concentration measurement;sediment laboratory tests;calibration;conversion formula

TV 143；O 242.1

A

1005-8443（2017）01-0094-05

2015-12-10；

2016-11-15

欒潤(rùn)潤(rùn)（1982-），女，天津市人，助理工程師，主要從事水文泥沙方面的研究。

Biography：LUAN Run-run（1982-），female，assistant engineer.