一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，包括测量容器，所述测量容器的顶部具有进水口、底部具有出水口，内部具有水位探测模块，外部连接重力传感器，进水口具有进水电子蝶阀，出水口具有出水电子蝶阀，还包括控制模块，分别连接进水电子蝶阀、出水电子蝶阀、水位探测模块和重力传感器。由于去掉了储水箱，直接采用单桶测量容器循环测量，避免了由于储水箱大量堆积泥土而造成的数据读取误差，测量精度高，机械结构简单，实现了对径流小区的径流量和泥沙流失量数值及过程的自动化监测，测量效率高，另外降低了故障率和设备高度，使得设备适用范围更加广。

An Automatic Sediment Monitoring Device for Single Barrel Runoff District

【技术实现步骤摘要】
一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置
本技术属于水土保持工作领域，尤其涉及一种径流小区的径流量和泥沙流失量的单桶式自动监测装置。
技术介绍
径流小区是对坡地和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施，径流小区泥沙量的测定是定量研究坡地和小流域水土流失的基础，在土壤侵蚀模型建立和水土流失预测方面有重要的意义。现在水土保持工作中测量径流小区的径流量和泥沙流失量方法包括人工建设的储水池方法和自动化监测设备。人工建设储水池比较原始和落后，要花费比较长的时间和使用很多的试验设备及人力来测量，且有些储水池年久失修经常漏水和渗水造成测量误差很大。当前的自动化监测设备在入口位置设置了储水箱，待测水样首先流入储水箱后再流入测量容器中，使得测量容器内水位较平缓，以减小测量容器读取重量的误差，但是存在的问题是：在泥沙含量高的区域使用时，储水箱内堆积大量的泥土，泥土不能够流入测量容器中，不仅使得泥沙数据测量精度低，误差大，甚至会堵塞储水箱的出孔，设备运行不稳定，维修率高；储水箱增加了设备的高度，使得该检测设备与大多数使用地区的硬件设备匹配性不好，使用范围受限。另外，现有的测量容器通常为空心圆柱体，待测水样流进测量容器的过程中经常会产生气体，气体以气泡形式留在待测水样中位于测量容器内，影响泥沙含量的准确性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提出一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置。本技术具体采用的技术方案：一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，其特征在于包括测量容器，所述测量容器的顶部具有进水口、底部具有出水口，所述测量容器内部具有水位探测模块，所述测量容器的外部连接重力传感器，所述进水口具有进水电子蝶阀，所述出水口具有出水电子蝶阀，还包括控制模块，分别连接所述进水电子蝶阀、出水电子蝶阀、水位探测模块和重力传感器。所述测量容器的形状为具有规则截面形状的空心筒状结构，且所述测量容器的上部具有锥形段。所述测量容器从上到下依次包括顶部圆柱段、上部圆台段、中部圆柱段和底部锥形段，所述顶部圆柱段的底面积小于所述中部圆柱段的底面积，所述进水口处具有进水管，所述进水管进入所述顶部圆柱段内部，与所述顶部圆柱段的内壁不接触。所述控制模块包括数据采集部件、控制部件、运算部件和用于数据输出的数据无线发送部件，所述数据采集部件连接所述水位探测模块和重力传感器，所述控制部件和运算部件连接所述进水电子蝶阀和出水电子蝶阀。所述测量容器的顶部连接有溢水管。所述出水口处具有出水管，与所述测量容器的底部锥形段连接，且所述溢水管与所述出水管连通。所述水位探测模块包括安装在溢水管的触发探针和测量测量容器内部水位的电子水尺。包括支架，所述测量容器和两个重力传感器固定在所述支架上。包括外箱，容纳所述测量容器、进水电子蝶阀、出水电子蝶阀、控制模块、水位探测模块和重力传感器及支架，所述外箱包括箱盖和侧板，所述进水管的上部固定在所述箱盖上，所述出水口位于箱体的底部。还包括供电模块，所述供电模块为太阳能供电系统。本技术的技术效果如下：本技术的一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，当径流小区产生径流时，泥水直接进入测量容器，此时进水电子蝶阀是打开的，出水电子蝶阀是关闭的，所以随着泥沙的进入，测量容器的水面会一直上升。所述测量容器内水位在预设的时间T1内达到触发探针时，控制模块关闭进水电子蝶阀，再经过一个预设定的电子蝶阀关闭周期T2后，装置将直接通过重力传感器读出容器满水重量M总，并通过装置内置的计算公式自动计算泥沙含量和径流量，同时控制部件将开启出水电子蝶阀，当经过一个预设定的放水时间T3后，控制部件关闭出水电子碟阀并同时打开进水电子蝶阀，循环以上测量过程，直至进水电子碟阀打开状态下，经过预设进水时间T1后测量容器内水位仍未达到触发探针时，控制部件关闭进水电子蝶阀，在经过一个预设定的电子蝶阀关闭周期T2后，设备将直接通过重力传感器读出容器泥水的重量M水，通过电子水尺读出此时水位H水，通过内置的计算公式自动算出径流量及泥沙含量，同时控制部件将开启出水电子蝶阀，当经过一个预设定的放水时间T3后，出水电子蝶阀关闭，并同时进水电子蝶阀打开，设备通过电子水尺监测到水位值为零时，设备将一直处于待机状态，循环结束。如果达到了触发探针，使用预设的测量容器最大容积作为计算径流小区的径流量和泥沙流失量的运算数据；当测量容器内水位没有达到预设位置时，使用实际测得的水位高度作为计算径流小区的径流量和泥沙流失量的运算数据。所述控制模块内的运算部件通过预设已知参数：水的密度、泥沙的密度、测量容器底面积、测量容器最大容积，以及测量得到的已知量：测量容器内水位高度、测量容器内容物总质量，来计算得到未知量水的体积、泥沙的体积；则径流小区的径流量由若干次达到测量容器最大容积之和，再加上最后径流结束时，测量容器的水位没有到达触发探针，通过电子水尺测出水位结合已知截面积获得体积而得到，泥沙流失量由每次测量的泥沙含量乘以每次测量的体积，然后相加获得。综上，本技术直接采用单桶测量容器循环测量，去掉了储水箱，避免了由于储水箱大量堆积泥土而造成的数据读取误差，测量精度高，机械结构简单，适用于泥沙含量高的区域使用，降低了储水箱出孔被堵的故障率，实现了对径流小区的径流量和泥沙流失量数值及过程的自动化监测，测量效率高。另外，设备高度有效降低，使得设备适用范围更加广。另外，进一步优化了测量容器，在测量容器的上部设置锥形段，若测量容器内产生气体，则该气体能够沿着锥形段的斜面上升到液面顶部而破裂，防止气体窝在现有测量容器的水平段内，进一步提高了泥沙含量的准确性。优选的，所述测量容器为具有规则截面形状的空心筒状结构，例如为具有规则截面形状的圆柱体或长方体，为了便于计算，更优选的，述测量容器从上到下依次包括顶部圆柱段、上部圆台段、中部圆柱段和底部锥形段，顶部圆柱段用于接收和容纳进水管，底部锥形段有利于泥土排出，排除了泥水在排出时在底部的淤积的可能性。优选的，在测量径流量时，采取溢水管连接出水管的办法，以此保证到达预设水位的每次测量容器都是满水，体积是个定值，从而保证了测量泥水体积的精确性，同时触发探针也可以放于溢水管中，方便且准确的确认测量容器已满。优选的，设置出水管，一方面承接溢水管溢出的水，另一方面，出水管的另一端为出水口，扩大出水口的口径，便于污泥和水分充分排出。附图说明图1为本技术的单桶式泥沙含量自动监测装置的实施例的内部结构示意图；图2为本技术的单桶式泥沙含量自动监测装置的实施例的外部结构的主视示意图。附图编号说明：1-进水管、2-进水口、3-出水口、4-出水管、5-支架、6-进水电子蝶阀、7-溢水管、81-触发探针、82-电子水尺、9-重力传感器、10-测量容器、101-顶部圆柱段、102-上部圆台段、103-中部圆柱段、104-底部锥形段、11-出水电子蝶阀、12-外箱、121-盖板、122-把手。具体实施方式为了更好地理解本技术，下面结合实施例与附图1-2对本技术进行进一步的解释。如图1-2所示，本实施例的一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，包括测量容器10，所述测量容器10的顶部具有进水口2，底部具有出水口3。进水口2具有进水电子蝶阀6，出水口3具有出水电子蝶阀11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，其特征在于包括测量容器，所述测量容器的顶部具有进水口、底部具有出水口，所述测量容器内部具有水位探测模块，所述测量容器的外部连接重力传感器，所述进水口具有进水电子蝶阀，所述出水口具有出水电子蝶阀，还包括控制模块，分别连接所述进水电子蝶阀、出水电子蝶阀、水位探测模块和重力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，其特征在于包括测量容器，所述测量容器的顶部具有进水口、底部具有出水口，所述测量容器内部具有水位探测模块，所述测量容器的外部连接重力传感器，所述进水口具有进水电子蝶阀，所述出水口具有出水电子蝶阀，还包括控制模块，分别连接所述进水电子蝶阀、出水电子蝶阀、水位探测模块和重力传感器。2.根据权利要求1所述的一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，其特征在于所述测量容器的形状为具有规则截面形状的空心筒状结构，且所述测量容器的上部具有锥形段。3.根据权利要求2所述的一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，其特征在于所述测量容器从上到下依次包括顶部圆柱段、上部圆台段、中部圆柱段和底部锥形段，所述顶部圆柱段的底面积小于所述中部圆柱段的底面积，所述进水口处具有进水管，所述进水管进入所述顶部圆柱段内部，与所述顶部圆柱段的内壁不接触。4.根据权利要求3所述的一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，其特征在于所述测量容器的顶部连接有溢水管。5.根据权利要求4所述的一种单桶式径流小区泥沙自动监测装置，其特征在于所述出水口处具有出水管，与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢勇，
申请(专利权)人：北京天航佳德科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11