專利名稱：坡面徑流水量自動計量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于流體計量設備技術領域，具體涉及一種計量更準確、運行更穩(wěn)定、 適于野外測量的坡面徑流水量自動計量裝置。
背景技術：
天然坡面徑流流量的自動觀測是目前野外測量的難點問題，對于無壓、低水頭、小流量、高泥沙的坡面水文過程自動監(jiān)測技術進展也十分緩慢。目前，野外試驗坡面徑流流量觀測記錄主要采用集水池+水位計法或流量計法。集水池+水位計法是在徑流區(qū)出口處建造集水池，并安裝水位計來觀測和記錄坡面徑流。由于集水池建設受成本及立地條件的制約，通常容積有限，在暴雨季節(jié)易發(fā)生溢流；而且水位計需要每天更換記錄紙，管理難度大， 成本高，導致該方法難以對坡面徑流進行長期、連續(xù)監(jiān)測，不適宜在未建有標準徑流小區(qū)的坡面上使用。其他的測量方法還有流量計法。流量計法是在徑流小區(qū)出口建設徑流收集渠道， 并安置流量計實現(xiàn)對徑流小區(qū)產(chǎn)流過程的監(jiān)測。翻斗式流量計是野外徑流觀測中主要使用的流量計之一，但是現(xiàn)有技術翻斗式流量計的調(diào)節(jié)裝置為單點支撐結構，當野外徑流觀測中出現(xiàn)徑流量大且持續(xù)時間長時，其翻斗翻轉時會出現(xiàn)較大幅度的震顫與偏轉，從而會導致記錄感應器錯誤記錄數(shù)據(jù)。實際工作中，野外徑流觀測不僅要記錄產(chǎn)流量還要記錄產(chǎn)沙量，而目前使用的口底同徑的翻斗在翻轉時易造成泥沙殘留在翻斗中，從而使產(chǎn)沙量數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。另外，由于缺乏可拆卸的、便攜的徑流收集裝置。比如中國專利(03279773. 7和 200520033510. 5)公開了這類機械計量方式的技術方案，專利03279773. 7用于測量單口油井采油量的時間變化過程，專利200520033510. 5利用上下兩個上三角形翻斗的聯(lián)動來測定流量變化?，F(xiàn)有技術對天然坡面徑流水的計量不適用，大都存在工作機構震顫和偏轉問題， 導致計量不準確的不足，影響了其推廣和應用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，能夠實時、準確測量各種坡面產(chǎn)流過程，且能長時間脫機工作的坡面徑流水量自動計量裝置。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，包括集流斗、計量斗、基座、傳感器和計量控制器，所述的集流斗連接導流管，導流管出水口正對其下方的計量斗，計量斗通過轉軸設置于基座上，所述的計量斗側壁中線上設置永磁鐵，設置于基座上的傳感器與永磁鐵相對應；所述的計量斗底面縱向設置偏轉配重導流管，偏轉配重導流管內(nèi)設置配重球。本實用新型的對稱計量斗、偏轉配重導流機構和計數(shù)機構，以及對稱設置限位調(diào)節(jié)桿、微調(diào)裝置，保證了計量斗翻轉平穩(wěn)、可靠，收集的徑流水導出順暢，不會積存，計量斗不會殘留泥沙，保持了計量準確。本實用新型結構簡單，制作簡便，可適應野外復雜環(huán)境下的坡面徑流計量。
3[0008]
圖1為本實用新型整體結構及使用狀態(tài)示意圖；圖2為圖1右視示意圖；圖3為圖2計量斗呈水平狀態(tài)示意圖；圖中1-集流斗、2-導流管、3-計量斗、4-轉軸、5-基座、6-永磁鐵、7-限位調(diào)節(jié)桿、8-微調(diào)裝置、9-傳感器、10-偏轉配重導流管、11-配重定位孔、12-沉沙池、13-計量控制器。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明，但不以任何方式對本實用新型加以限制，基于本實用新型教導所作的任何變換，均落入本實用新型的保護范圍。如圖1所示，本實用新型包括集流斗1、計量斗3、基座5、傳感器9和計量控制器 13，所述的集流斗1連接導流管2，導流管2出水口正對其下方的計量斗3，計量斗3通過轉軸4設置于基座5上，所述的計量斗3側壁中線上設置永磁鐵6，設置于基座5上的傳感器 9與永磁鐵6相對應；所述的計量斗3底面縱向設置偏轉配重導流管10，偏轉配重導流管10 內(nèi)設置配重球。所述的基座5兩端對稱設置限位調(diào)節(jié)桿7，限位調(diào)節(jié)桿7對稱設置以轉軸4為圓心的圓弧形導槽內(nèi)。所述的計量斗3兩端底部設置微調(diào)裝置8。所述的計量斗3內(nèi)壁底面呈圓弧形，以方便泥沙傾斜出去，避免積存而影響計量精度。所述的計量斗3呈底小口大的簸箕形。所述的傳感器9為磁控或光控開關，磁控或光控開關與計量控制器電性連接。所述的傳感器9為光控開關時，相應地永磁鐵6用光敏器件代替。所述的磁控開關為干簧管或磁性繼電器。所述的微調(diào)裝置8對應于限位調(diào)節(jié)桿7對稱設置。所述的集流斗1為簸箕形，集流斗1的底部經(jīng)導流孔連通導流管2，導流管2出水口呈扁口狀，寬度與計量斗3的寬度相適應。所述的偏轉配重導流管10兩端對稱設置配重定位孔11，配重定位孔11與配重定位銷配合，實現(xiàn)偏轉配重導流管10內(nèi)偏重配重球的位置調(diào)整，以方便根據(jù)進水量大小調(diào)整計量斗翻轉時的容水量。所述的基座5兩側對應計量斗3出口下方設置沉沙池12。所述的基座5下方設置可調(diào)節(jié)支腳，以方便調(diào)整計量裝置的整體平衡。所述的計量控制裝置13為單片機，讀取數(shù)據(jù)時，單片機MCU-RX端口維持一定時間的低電平，使單片機脫離數(shù)據(jù)采集狀態(tài)進入接收命令狀態(tài)，從而在較低工作頻率下實現(xiàn)和上位機的通信。為了防止銹蝕，該裝置可以選用UPVC材料制作集流斗1、布水器2、計量斗3、基座 5等組件，這些組件和轉軸4等組件之間活動連接，以便于拆卸。本實用新型工作原理[0027]本實用新型的對稱計量斗3、偏轉配重翻轉機構和磁控計數(shù)機構，以及對稱設置限位調(diào)節(jié)桿7、微調(diào)裝置8，保證了計量斗3翻轉平穩(wěn)、可靠。由于配重球的存在，使得計量斗 3始終處于失衡狀態(tài)，即計量斗3始終有一側處于接納導流管2的來水狀態(tài)，當計量斗3中水的重量足以撬動配重球時，計量斗3即發(fā)生翻轉，向盛滿水的計量斗3 —側傾倒，配重球所在的一端被翹起，配重球沿偏轉配重導流管10滾動到傾倒水的一側，另一側即處于接納導流管2的來水狀態(tài)。同樣，當計量斗3中水的重量足以撬動配重球時，計量斗3再次向另一側發(fā)生翻轉，配重球偏轉配重導流管10滾回到傾倒水的一側，另一側即處于接納導流管 2的來水狀態(tài)，如此往復。與此同時，每翻轉一次，計量斗3側壁中線上的永磁鐵6即觸發(fā)一次磁控開關，向計量控制器13輸出一次計數(shù)信號，完成一次計量過程。根據(jù)徑流水量的大小，需要調(diào)整翻轉點的計量斗3盛水量，可以通過偏轉配重導流管10兩端的配重定位孔11中定位銷的位置，依據(jù)杠桿原理，定位銷越靠近偏轉配重導流管10的端部，調(diào)整翻轉時的計量斗3盛水量越大，反之越小。也就是說，徑流水量大時，將定位銷外移，反之向內(nèi)移動。在調(diào)整配重定位銷位置的同時，要調(diào)整限位調(diào)節(jié)桿7的位置， 將定位銷外移時，限位調(diào)節(jié)桿7下移，反之上移。為了保證計量斗3翻轉過程重的平穩(wěn)，限位調(diào)節(jié)桿7調(diào)整后，應當調(diào)整微調(diào)裝置8使之同側的微調(diào)裝置8在翻轉時同時接觸限位調(diào)節(jié)桿7，防止計量斗3抖動或不平穩(wěn)。本實用新型工作過程選擇需要計量的徑流剖面，確定本實用新型的布設方案，構設本裝置的安放基礎， 將本裝置安裝在基礎上，將集流斗1迎著徑流方向設置平穩(wěn)后固定好，將導流管2架設于計量斗3正上方，出口靠近計量斗3上沿中線。根據(jù)初步試驗或估算的徑流水量，調(diào)整好配重球定位銷的位置，同時將限位調(diào)節(jié)桿7調(diào)整到合適的位置，并調(diào)整微調(diào)裝置8以保證計量斗 3翻轉時觸底平穩(wěn)。當遇到徑流水量變得很小時，應將配重限位銷向內(nèi)調(diào)整，同時上移限位調(diào)節(jié)桿7，并使之與微調(diào)裝置8同時平穩(wěn)接觸。計量斗3每次偏轉，永磁鐵6即觸發(fā)干簧管 1次，干簧管發(fā)出脈沖信號給計量控制裝置13的單片機用于計量。本實用新型特點1、解決了在坡面徑流量大且持續(xù)時間長的情況時，翻斗出現(xiàn)較大幅度的震顫與偏轉導致數(shù)據(jù)記錄錯誤的問題；2、寬口圓弧底計量斗室增強了翻轉出水效率；3、分體組裝結構，可適合于各種復雜條件下坡面徑流的計量；4、反應靈敏，每秒可記錄4次以上數(shù)據(jù)，而且計量范圍寬，可達1升/秒 50升/ 秒。
權利要求1.一種坡面徑流水量自動計量裝置，包括集流斗(1)、計量斗(3)、基座(5)、傳感器(9) 和計量控制器(13)，所述的集流斗(1)連接導流管(2)，導流管(2)出水口正對其下方的計量斗(3)，計量斗(3)通過轉軸(4)設置于基座(5)上，其特征是所述的計量斗(3)側壁中線上設置永磁鐵(6)，設置于基座(5)上的傳感器(9)與永磁鐵(6)相對應；所述的計量斗 (3 )底面縱向設置偏轉配重導流管(10 )，偏轉配重導流管(10 )內(nèi)設置配重球。
2.根據(jù)權利要求1所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的基座(5)兩端對稱設置限位調(diào)節(jié)桿(7)，限位調(diào)節(jié)桿(7)對稱設置以轉軸(4)為圓心的圓弧形導槽內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求1所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的計量斗(3)兩端底部設置微調(diào)裝置(8)。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的計量斗 (3)內(nèi)壁底面呈圓弧形。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的計量斗 (3)呈底小口大的簸箕形。
6.根據(jù)權利要求1所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的傳感器(9)為磁控或光控開關，磁控或光控開關與計量控制器電性連接。
7.根據(jù)權利要求3所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的微調(diào)裝置(8) 對應于限位調(diào)節(jié)桿(7)對稱設置。
8.根據(jù)權利要求1所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的集流斗(1)為簸箕形，集流斗(1)的底部經(jīng)導流孔連通導流管(2 )，導流管(2 )出水口呈扁口狀，寬度與計量斗(3)的寬度相適應。
9.根據(jù)權利要求1所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的偏轉配重導流管(10 )兩端對稱設置配重定位孔(11)。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的坡面徑流水量自動計量裝置，其特征是所述的基座 (5)兩側對應計量斗(3)出口下方設置沉沙池(12)；所述的基座(5)下方設置可調(diào)節(jié)支腳。
專利摘要本實用新型公開了一種坡面徑流水量自動計量裝置，包括集流斗、計量斗、基座、傳感器和計量控制器，所述的集流斗連接導流管，導流管出水口正對其下方的計量斗，計量斗通過轉軸設置于基座上，所述的計量斗側壁中線上設置永磁鐵，設置于基座上的傳感器與永磁鐵相對應；所述的計量斗底面縱向設置偏轉配重導流管，偏轉配重導流管內(nèi)設置配重球。本實用新型的對稱計量斗、偏轉配重導流機構和計數(shù)機構，以及對稱設置限位調(diào)節(jié)桿、微調(diào)裝置，保證了計量斗翻轉平穩(wěn)、可靠，收集的徑流水導出順暢，不會積存，計量斗不會殘留泥沙，保持了計量準確。本實用新型結構簡單，制作簡便，可適應野外復雜環(huán)境下的坡面徑流計量。
文檔編號G01F11/26GK202075000SQ20112019728
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權日2011年6月13日
發(fā)明者和樹莊, 張國盛 申請人:云南大學