发明名称 基于光学成像的泥沙水下休止角测量装置的测量方法
摘要 本发明公开了一种基于光学成像的泥沙水下休止角的测量装置及其测量方法,包括测量仓、托盘、支架、丝杠、步进电机、导轨、光源模块、电荷耦合元件、连接杆以及计算机终端;测量仓两侧分别布置丝杆和导轨,丝杆上安装光源模块和电机,导轨上安装电荷耦合元件,光源模块与电荷耦合元件由连接杆连接;光源模块经透光线槽后形成片光,片光经泥沙圆锥体后投影至电荷耦合元件,由计算机处理得到第一投影宽度;电机转动,光源模块和电荷耦合元件同步下移或上移,光源模块再次发光经同样处理得到第二投影宽度,依据两次投影宽度和丝杆运动距离即可计算出泥沙水下休止角。本装置利用光学成像测量水下休止角,解决了传统方法引起泥沙扰动误差等问题。
申请公布号 CN103308001B 申请公布日期 2016.01.06
申请号 CN201310184535.4 申请日期 2013.05.17
申请人 河海大学 发明人 唐洪武;陈红;肖洋;闫静;陈珺;房世龙;王钢钢;王娅娜;赵汗青;张汇明
分类号 G01B11/26(2006.01)I;G01N11/00(2006.01)I;G01N15/00(2006.01)I 主分类号 G01B11/26(2006.01)I
代理机构 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人 柏尚春
主权项 基于泥沙水下休止角测量装置的测量方法,其特征在于:当泥沙从泥沙入口装置(11)进入自由落体至托盘(2)堆积成圆锥体泥沙堆后,启动光源模块(7),光源模块(7)从透光线槽口后形成片光,经泥沙圆锥体投影到电荷耦合元件(8),经计算机终端(10)采集和处理,得到泥沙圆锥体截面投影宽度为B1,关闭光源模块(7);步进电机(5)转动,带动光源模块(7)下移运动距离h,通过连接杆(9)的作用带动电荷耦合元件(8)在导轨(6)上同步下移距离h;再次启动光源模块(7),光源模块(7)从透光线槽口后形成片光,经泥沙圆锥体投影到电荷耦合元件(8),经计算机终端(10)采集和处理,得到泥沙圆锥体截面投影宽度为B2,根据等腰梯形模型得出水下休止角为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>&theta;</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mfrac><mi>h</mi><mrow><mo>(</mo><mi>B</mi><mn>2</mn><mo>-</mo><mi>B</mi><mn>1</mn><mo>)</mo><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000783857580000011.GIF" wi="523" he="157" /></maths>所述泥沙水下休止角测量装置包括测量仓(1)、固定设置在测量仓(1)底部的支架(3)、与支架(3)相连的托盘(2)、安装在测量仓(1)一侧的丝杠(4)、安装在测量仓(1)另一侧的导轨(6)、步进电机(5)、光源模块(7)、电荷耦合元件(8)、连接杆(9)以及计算机终端(10),所述测量仓(1)的上表层、托盘(2)的正上方设有一泥沙入口装置(11),所述丝杠(4)与步进电机(5)相连,光源模块(7)安装于丝杠(4)上,所述电荷耦合元件(8)安装于导轨(6)上,光源模块(7)与电荷耦合元件(8)通过连接杆(9)相连;所述光源模块(7)与电荷耦合元件(8)的水平位置保持在同一条水平线上;光源模块(7)经过线槽口后形成片光,片光经过泥沙圆锥体后投影到电荷耦合元件(8);电荷耦合元件(8)和步进电机(5)分别与计算机终端(10)连接。
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