2022光学含沙量测量仪率定规范

光学含沙量测量仪率定规范PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目录前言 范围 1规性用件 1术、义符及位 1语定义 1光含量量仪OpticalSedimentConcentrationApparatus 1含量SedimentConcentration 1浊度Turbidity 2水背景SampleBackground2透率LightTransmittance 2模沙ModelSediment 2转速RotateSpeed 2称符及位 2通性求 3沙测仪 3定备 3粒分仪 3搅装置 4电干箱 4电天平 5量筒 5抽装置 56实操员 6数记校员 6作境其它 6工环境 6其它 6率方法 7定容 7定期 7定案 7含量级定 7率设及沙准备 7率流程 8定程 8搅桶场定验 8水背影实验 9含量仪输据关率定 9数分析 10据查 10定系定 10定果估 率结论 标准词明 12附录A 13附录B 16附录C 20附录D 21PAGEPAGE10光学含沙量测量仪率定规范范围本标准规定了光学含沙量测量仪率定通用性要求、率定方法、数据分析及评估、率定结论等方面的内容。本标准适用于光学含沙量测量仪的率定，以建立仪器输出数据与水体含沙量的相关关系。规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本标准。GB/T500095GB/T30435-2013电热干燥箱及电热鼓风干燥箱SL07-2006悬移质泥沙采样器SL42-2010河流泥沙颗粒分析规程术语、定义、符号及单位术语及定义光学含沙量测量仪OpticalSedimentConcentrationApparatus利用入射光强与透射光强或散射光强之间关系进行水体含沙量测量的仪器。含沙量SedimentConcentration单位体积的水样中挟带干泥沙的质量，单位是kg/m3或g/l。浊度水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。单位是NTU或FNU、FTU。水质分析中规定：1L水中含有1mg二氧化硅（或白陶土、硅藻土）所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度（NTU）。水样背景SampleBackground或FNU、FTU。透光率LightTransmittance透过水样的光通量与入射光通量的百分比，单位是%。模型沙ModelSediment实验室内用于模拟天然泥沙运动的固体颗粒，包括木屑、塑料颗粒、粉煤灰等类型。转速RotateSpeed单位时间内搅拌器叶片绕轴转动的次数，单位是r/s或r/min。名称、符号及单位本标准给出的名称、符号及单位见表3-1。表3-1名称、符号及单位序 号名 称符号单 位1含沙量Skg/m3、g/l2浊度TNTU、FNU、FTU3粒径Dmm、μm4颗粒级配GC%5水样背景WTNTU、FNU、FTU6透光率LT%7转速Rsr/s、r/min8容重N/m39泥沙干容重sN/m3通用性要求通用性要求规定光学含沙量测量仪、率定设备、人员、工作环境及其它为满足率定实验应达到的条件。含沙量测量仪仪器外观及自检信息等应符合以下要求：率定设备率定设备包括粒度分析仪、搅拌装置、电热干燥箱、电子天平、量筒及抽滤装置等。粒度分析仪粒度分析仪用于测定泥沙颗粒粒径及级配，应符合《河流泥沙颗粒分析规程》（SL42-2010）有关要求。颗粒分析筛还应满足以下要求：宜采用直径为90mm的筛框。不应采用金属材质。搅拌装置搅拌装置用于形成均匀稳定含沙水体，包括搅拌桶及搅拌器。②宜为圆柱体；③直径应不小于测量探头的5倍，并应大于30cm；④水深应不小于30cm。①宜采用机械式搅拌器；②搅拌器转速应可调节，搅拌转速与泥沙浓度有关，具体见表4-1。表4-1（）含沙量模型沙天然沙D50<0.2mmD50≧0.2mmD50<0.2mmD50≧0.2mm（g/L）（r/min）（r/min）（r/min）（r/min）<0.56075851000.5~175901001201~2851001151402~3901101201453~4951151251504~51001201301555~61051251351606~71101301401707~81151401451758~91201451501809~10125150155185电热干燥箱电热干燥箱用于烘干泥沙样品。（GB/T30435-2013）100℃~105度应设置为60℃以下。1电子天平用于称量泥沙样品的质量。（GB/T26497-2011）中200g。0.1mg。量筒用于测量水样体积。1000mL。0.5%。抽滤装置用于从水沙试样中分离泥沙等固体颗粒物质，包括抽气泵、漏斗、滤膜及抽滤瓶等。①宜采用电动抽气泵。②连续工作时间应大于30分钟。漏斗①直径应不小于100mm。②形状宜采用圆锥形漏斗。滤膜①膜孔宜不大于0.05μm。②滤膜材质宜采用聚四氟乙烯微孔滤膜。1000mL。人员率定实验人员分为实验操作员和数据记录校核员。实验操作员数据记录校核员工作环境及其它工作环境率定实验环境应满足仪器设备正常工作条件要求，保障工作人员安全健康。基本要求有：（1）率定实验应在室内进行。（2）室温保持在10℃~26℃，湿度保持在20%~70%。其它率定实验时，光学含沙量测量仪的传感器应布置在靠近搅拌桶中心位置，且距离边壁应不小于10cm。率定方法率定内容率定内容主要为建立含沙量与仪器输出数据之间关系，测定水样背景对仪器输出数据的影响程度。仪器输出数据通常用浊度表示，亦可用电压信号或电流信号等表示。若待测含沙量泥沙粒径及级配变化明显时，应开展泥沙粒径及级配对仪器输出数据影响试验。率定周期光学含沙量测量仪每次长期野外测验前或每年应开展一次率定实验。率定方案率定方案内容包括含沙量等级确定、率定设备及水沙样品准备及率定流程等。含沙量等级确定根据待测水体历史含沙量资料，确定率定实验含沙量等级，编制率定实验方案。含沙量分为8个等级，各等级含沙量范围如表5-1所示。分析待测水体历史含沙量，估算其含沙量上限和下限，选择对应含沙量等级，实例详见附录C。率定实验时，每个含沙量等级内应至少开展8个不同含沙量样品测定，宜采用等差数列确定8个含沙量。表5-1含沙量分级等级12345678范围（g/l）0~1.01.0~2.02.0~3.03.0~5.05.0~8.08.0~10.010.0-15.015.0-30.0率定设备按照4.2通用性要求进行配置。水样收集及处理方法应符合《河流泥沙悬移质泥沙测验规范》（GB/T50159-2015）规定，收集水样的量与水体含沙量有关，要能够保证表5-1中每个等级的含沙量范围中至少有8个样品。泥沙沉淀后的清水样应收集加盖保存，避免掺入杂质，泥沙样品应干燥后密封，用于含沙量分级。率定流程水样收集率定实验具体流程如图5-1所示。水样收集含沙量分级含沙量分级提取清水样提取沙样数据筛查室内率定不合格数据筛查室内率定数据分析率定报告合格数据分析率定报告图5-1率定实验流程率定过程正式率定实验前应开展搅拌桶流场稳定性测定和评估，当认定搅拌桶流场不稳定时应更换搅拌装置。测定水样背景对仪器输出数据的影响程度，根据水样背景程度，确定率定实验水体来源。加入食品红等无污染有色溶解性染料，测定水体在搅拌器作用下流场稳定性。技术方案见附录A中图所示，数据记录表见附录BB.11053秒；10数不少于5次，间隔时间不小于3秒；55不小于3秒；分别计算纯净水、有色染料、搅拌状态三种条件下读数相对误差ε1、ε2、ε3。流场稳定性偏差：ε=ε3-ε2-ε122水样背景影响实验原样水样对仪器输出数据（浊度）影响记为T1。原样泥沙和纯净水配制相同含沙量试样，相应仪器输出值记为T2。T1与T2差值为水样背景（WT）。（AB表B.2553（53（T2）；α=（T1-T2）/T1配制；否则，应考虑水样背景对仪器输出数据影响，率定实验含沙试样应由原样泥沙和原样清水配制。含沙量与仪器输出数据（浊度）率定技术方案见附录A中图A.3所示，数据记录表见附录B中表B.3所示。根据5.3.2实验结果，选择原样泥沙与原样清水或纯净水配制实验含沙水样。含沙量与仪器输出数据率定流程为：5.285浊度）53秒；数据分析数据筛查数据筛查用于剔除相对误差偏大的实验数据。仪器输出数据分别为V1、V2Vn，(n≧5)，数据的算术平均值为V。1 1n测量结果相对误差为：

V 12n i （61）n i1n ViV100%V

（6.2）相对误差大于10%数据视为可疑数据，可疑数据不纳入上述计算（计算数据个数不得少于3个），相对误差仍大于10%，应重新开展相关实验。率定关系确定含沙量与仪器输出数据相关关系满足线性函数关系。根据含沙量等级实验，对每个等级分别确定率定关系。含沙量与仪器输出数据关系式为：（6.3）式中，——含量；——待系。WPSExcel析法添线趋线，势公即应（6.3），显相。率定结果评估根据相关，评估含与仪器输出据之间函数关系的合程度等级下的相系下6-1表6-1不同含沙量等级含沙量与仪器输出据间相关系下限值浓度等级函数拟合相关度下限10.9820.9630.9540.9350.9260.9170.9080.85相关下无满表6-1的重复5.3.3验如无满要根据验用咨会式适调相度下。率定结论定备信，接率关和关。PAGEPAGE13附录A关闭搅拌器，搅拌桶加入纯净水（技术性附录）搅拌桶流场稳定性测定实验如图A.1所示。关闭搅拌器，搅拌桶加入纯净水水样静止，记录读数添加染料，水样静止，记录读数开启搅拌器，记录读数清洗搅拌桶数据分析，评估流场稳定性水样静止，记录读数添加染料，水样静止，记录读数开启搅拌器，记录读数清洗搅拌桶数据分析，评估流场稳定性图A.1水样背景对仪器输出数据影响实验技术方案如图A.2所示。用原样清水及纯净水分别配制含沙水样将原样清水试样倒入搅拌桶并搅拌搅拌均匀记录仪器读数，总浊度T1清洗搅拌桶将纯净水试样倒入搅拌桶并搅拌搅拌均匀记录仪器读数，含沙量导致的浊度用原样清水及纯净水分别配制含沙水样将原样清水试样倒入搅拌桶并搅拌搅拌均匀记录仪器读数，总浊度T1清洗搅拌桶将纯净水试样倒入搅拌桶并搅拌搅拌均匀记录仪器读数，含沙量导致的浊度T2再次清洗搅拌桶数据分析，评估水样背景对浊度影响图A.2水样背景对仪器输出数据的影响实验技术方案含沙量与仪器输出数据率定实验技术方案如图A.3所示。配制不同浓度含沙水样并编号将水样倒入搅拌桶并搅拌将下一个水样倒入搅拌桶清洗搅拌桶配制不同浓度含沙水样并编号将水样倒入搅拌桶并搅拌将下一个水样倒入搅拌桶清洗搅拌桶记录仪器输出数据搅拌均匀数据分析，形成率定报告图A.3附录B（资料性附录）时间仪器编号地点溶解性染料名称时间仪器编号地点溶解性染料名称实验操作员记录校核员实验编号流场稳定性偏差ε=ε3-ε2-ε1备注表B.2水样背景对仪器输出数据的影响实验数据记录表时间仪器编号地点水样来源水样描述实验操作员记录校核员实验编号含沙量（g/l）水样背景值仪器输出数据1仪器输出数据2备注注：仪器输出数据1为泥沙试样导致的总浊度；仪器读数2为泥沙导致的浊度，二者之差为水样背景值。表B.3含沙量与仪器输出数据的关系实验数据记录表时间仪器编号地点实验操作员记录校核员沙样来源中值粒径D50实验编号含沙量（g/l）仪器输出数据备注附录C（资料性附录）泥沙浓度等级确定实例实例1：待测水体含沙量上限1.8g/l、下限0.3g/l。对照表5-1，含沙量下限位于等级1，含沙量上限位于等级2。率定实验应涵盖含沙量上限及下限，应开展含沙量等级1、等级2实验，分别建立率定相关关系。含沙量等级确定结果：等级1、等级2。实例2：待测水体含沙量上限7.5g/l、下限2.3g/l。对照表5-1，含沙量下限位于等级3，含沙量上限位于等级5。率定实验应涵盖含沙量上限及下限，应开展含沙量等级3、等级4、等级5实验，分别建立率定相关关系。含沙量等级确定结果：等级