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欧美克激光粒度仪为中国水文监测提供助力

发表时间:2018-07-17 点击:433

 中国的淡水资源总量为28000亿立方米,名列世界第四位。但是由于水资源分布不均,资源有效利用率并不高,水土流失情况也较为严重。因此水文监测体系的重要性不言而喻。降水量、河流湖泊水位监测,河流的流量监测、水体内的泥沙监测分析,这四项工作是水文监测工作的重要工作内容。

水文工作人员在河流湖泊进行水体采样监测工作
  我国水文监测数据采集体系经过近十几年技术飞速发展,数据资料收集的自动化程度有了较大提高。但是总的来说,水位和降水量数据收集的自动化程度要远远高于流量、泥沙数据收集。相对而言,流量、泥沙监测的新技术和新仪器应用水平还不高。中国的水土流失问题比较严重,河流泥沙治理开发工作任重道远,对水文工作的要求也愈来愈高 ,无论是防洪、水资源统一管理、还是生态环境的建设都需要水文监测数据采集过程的准确、及时,水文泥沙颗粒分析工作更是如此。当前,许多的水文站对河流泥沙颗粒的监测,依然应用传统的方法。用沉降干燥法测试泥沙含量,用沉降仪或者筛分法测试水体中泥沙颗粒的粒度分布。这类传统检测手段由于测量速度慢,精度低,无法应对现代水文监测对数据的准确性、及时性的需求。因此,迫切需要引入先进的仪器设备和测试手段。
  激光粒度仪是当今主流的粒度分布检测设备,非常适宜用来替代沉降仪、标准筛等传统设备,对自然水体中的泥沙做粒度测试。同时,激光粒度仪使用光在介质中传播过程中的指数衰减定律(Beer-Lambert定律)和光散射理论,可以测得待测样品的体积浓度。这为激光粒度仪方便快捷的监测水体泥沙含量奠定了理论基础。理论上,如果已知颗粒的密度,则有如下关系:重量浓度(含沙量)=体积浓度×泥沙真密度。但是由于沙粒的成份复杂,以及测量过程中的采样、稀释等因素对最终的结果都有影响,常用一个总的转换常数VCC(体积转换常数)来实现量纲的转换,此时也就是有如下关系:重量浓度(含沙量)=体积浓度×VCC。当前,激光粒度仪检测水体泥沙含量的技术进入了实用化阶段。我国水利系统已经开始逐步使用激光粒度仪进行水体泥沙含量监测工作。对比于传统的沉降干燥后用天平称量的方法需要一到两天工时,激光法从采样到输出完整的泥沙粒度分布及水体泥沙含量数据只需20分钟左右,大大提高了数据采集速度。
 

TOPSIZER激光粒度仪
  广东水文局是较早将激光粒度仪引入实际应用的水文机关,珠江三角洲的口门泥沙以幼沙为主,激光粒度仪的宽量程及大动态测量范围,非常适合该区域的泥沙状况监测工作。高质量的泥沙颗粒分析成果将为研究珠江三角洲的口门整治、河流的河道淤积、河床演变提供可靠的数据;为水利工程的调度、运用提供重要的基本资料 ;为河流的治理、开发、水资源利用提供了科学依据。湖南、江苏、浙江等水资源大省,也都投入大量资源,将激光粒度仪引入水文系统的自然水体泥沙研究分析项目。在这波水利系统监测设备的升级行动中,欧美克激光粒度仪的顶级型号——TopSizer激光粒度仪成为这个利国利民项目中的重要一份子。数量众多的欧美克激光粒度仪在长江流域、珠江流域、湘江流域等重要水系一线监测站尽职工作着。

TOPSIZER用户——湖南水利局神山头水文站
  TopSizer相比于目前市面上常见的激光粒度仪而言,具有更长焦距的傅里叶透镜,能够准确探测到更小散射角度的散射光信号,大大增强了仪器对大颗粒的测试能力,仪器的测量上限达2000μm。TopSizer率先采用了双光源技术,也就是在红色氦氖激光源的基础上再增加了波长更短的蓝色光源,能够准确探测更大角度的散射光信号,确保仪器对亚微米颗粒的测量性能,使得仪器的测量下限达到0.02μm。真实可靠的超宽分布样品测试能力,保障了泥沙粒度分布测试数据的真实性和权威性。自然水体泥沙含量测试对激光器稳定性及探测器精度提出了苛刻的要求。根据实验数据可推算出,在测试过程中当激光器光强波动1%,泥沙含量数据将波动10%以上。TopSizer使用的激光系统及探测器,具有极高的稳定性和精度,性能远超国内同类型产品。TopSizer激光粒度仪采用原装进口的光电探测器,具有灵敏度高、精度高的特点。能够捕捉到极细微的光强变化。高质量的光电探测器是准确测试泥沙含量的前提保障。
  自然水体泥沙粒度及含量测试,跟常规工业粉体粒度测试相比,测试条件要求及取样、制样技术细节更为复杂。这种技术前提,不仅仅对仪器性能有较高需求,同时也对测试应用技术有严格要求。欧美克的应用技术专家,早在2010年左右就开始了自然水体泥沙测试应用技术的研究。在湖南、湖北等多个省份实地采集各类泥沙样品进行研究实验。我们没有局限自己的埋头苦干,还注重跟水利系统的专家进行学习探讨。多次的拜访水利部长江委、湖南省水文局等权威机关,了解用户需求,学习专业技术。还曾经邀请湖南水文局的专家领导莅临我司指导工作。多年不懈的努力,我们建立了一套自然水体泥沙测试SOP(标准化测试流程)。通过建立标准化测试应用技术流程,大幅降低了人为因素对测量数据的影响,保障了数据的真实性、可靠性。欧美克人用严谨踏实的工作作风,换回了自身技术的成长及客户的认可。

技术工作永无止境,欧美克人本着绝对诚信、以客户为中心的价值理念,在粒度测试与控制领域秉承科技创新的精神,坚定前行!
 

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