專利名稱：一種水土流失自動測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種泥沙流監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種水土流失自動測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外在水土保持技術(shù)領(lǐng)域里，水土流失監(jiān)測已經(jīng)越來越廣泛得到運用，目前主要測量方法有兩種第一種是手工測量，優(yōu)點是成本比較低，缺點是工作量大、周期長、 測量精度比較低、可靠性差、不能準確反映出水土流失和雨強大小的實際關(guān)系；第二種方式便是自動測量，具有快速、高效、準確等特點，雖然已經(jīng)完全克服了手工測量的缺點，但是它的成本比手動測量要高得多。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種以實現(xiàn)水土流失監(jiān)測點的泥沙含量、徑流量的實時動態(tài)自動化遠程觀測的同時，降低測量成本的水土流失自動測試系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)方案一種水土流失自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于采集分析數(shù)據(jù)的上位機、降雨系統(tǒng)，用于模擬出對比出的場地，并收集泥水，收集的泥沙經(jīng)管道流向的模擬徑流場、用于測量水土流失的水土測量裝置和用于提供電源的電源模塊；所述降雨系統(tǒng)包括噴頭、電磁閥、調(diào)節(jié)裝置和動力裝置；所述水土測量裝置由傳感器基架、含沙量測量傳感器、水位測量傳感器、液位編碼 /內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器和水位平衡穩(wěn)流過濾罩組成；其中，所述含沙量測量傳感器、水位測量傳感器、液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器和水位平衡穩(wěn)流過濾罩從上至下依次設(shè)置安裝在所述傳感器基架上，所述傳感器基架安裝所述模擬徑流場的下端，所述含沙量測量傳感器和水位測量傳感器通過所述液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器與所述上位機數(shù)據(jù)連接；所述噴頭設(shè)置在所述模擬徑流場的上方，所述噴頭通過管路與所述動力裝置連接，所述管路上設(shè)有電磁閥，所述調(diào)節(jié)裝置與所述動力裝置控制連接；所述上位機和所述調(diào)節(jié)裝置控制控制連接。進一步，該系統(tǒng)還包括用于數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)臒o線收發(fā)模塊，所述無線收發(fā)模塊與所述上位機連接。進一步，所述含沙量測量傳感器為光電式含沙量測量傳感器。進一步，所述的電源模塊為太陽能電池或220V供電電源。本實用新型的有益效果1.本實用新型的泥沙流自動監(jiān)測儀，可全天候無人值守，自動測量存儲徑流量、 徑流含沙含量、輸沙量、降雨強度和降雨量；自動采集、存儲實時數(shù)據(jù)；可在外部電源斷電的情況下工作7天。2.數(shù)據(jù)采集存儲器可本地存儲量大，可在現(xiàn)場通過R232接口下載數(shù)據(jù)；或在有遠程請求時通過Modem向管理中心傳輸數(shù)據(jù)。采用太陽能供電，在平時無降雨或徑流時的常規(guī)狀態(tài)為省電休眠狀態(tài)。3.具有在上位計算機上在線實時監(jiān)測、顯示各測量參數(shù)動態(tài)過程及曲線、歷史數(shù)據(jù)下載功能?？涩F(xiàn)場在數(shù)據(jù)管理主控機上自由設(shè)置采樣頻率及調(diào)校時鐘。4.上位機的專用軟件可以根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)繪制雨強、徑流、泥沙含量曲線，制表，計算降雨量最大、最小值，場次，徑流量，入滲量，水土流失量等。計算機內(nèi)已預(yù)存主要量水堰計算模型，供使用者選擇確定。

圖1是本實用新型的水土流失自動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是水土測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是含沙量測量傳感器的電路圖。圖中1.模擬徑流場，2.噴頭，3.電磁閥，4.動力裝置，5.調(diào)節(jié)裝置，6.水土測量裝置，
7.上位機，8.傳感器基架，9.含沙量測量傳感器，10.水位測量傳感器，11.液位編碼/ 內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器，12.水位平衡穩(wěn)流過濾罩，13電源模塊，14.無線收發(fā)模塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的解釋。如圖1、圖2所示，首先把含沙量測量傳感器9、水位測量傳感器10、液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器11和水位平衡穩(wěn)流過濾罩12從上至下依次安裝在傳感器基架8上，將傳感器基架8安裝在模擬徑流場1的下端，噴頭2設(shè)置在模擬徑流場1的上方，通過管路與動力裝置4連接，管路上設(shè)置有電磁閥3，調(diào)節(jié)裝置5控制動力裝置4，調(diào)節(jié)裝置5與上位機連接，無線收發(fā)模塊14與上位機7連接，電源模塊為上述設(shè)備提供電源。儀器工作時，按照實際使用的不同泥沙測量位置(高度)要求，調(diào)整水位測量傳感器10和含沙量測量傳感器9的高度，將水位測量傳感器10和含沙量測量傳感器9通過液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器11與上位機7連接。其中，泥沙測量傳感器9的測量槽要跟水流方向一致。液位傳感器10的底部應(yīng)低于量水堰過水?dāng)嗝娴撞?cm。調(diào)整液位傳感器 10的安裝位置高度，使得在0液位時，液位傳感器10的測量值為0。本實用新型的水土流失自動測試系統(tǒng)泥沙流自動監(jiān)測儀，含沙量測量采樣間隔為 2 99 min，可調(diào)。含沙量測量傳感器，當(dāng)測量范圍為(T30 kg/m3時，測量誤差小于0. 3kg/m3 ; 當(dāng)測量范圍為30 250 kg/m3時；測量誤差小于4 kg/m3 ;當(dāng)測量范圍為0 1000 kg/m3時，測量誤差小于17kg/m3。小流域卡口站量水堰水測量誤差小于0. 1 cm，測量行程(T1.6 m，量水堰流量計算模型預(yù)存軟件中。徑流實驗觀測場3 3000 ml/sec0該泥沙流自動監(jiān)測儀的功率小于5 wo工作溫度為0°C (不結(jié)冰)至60°C。如圖3所示是含沙量測量傳感器的電路圖。該含沙量測量傳感器為光電式含沙量測量傳感器，包括設(shè)置在頂端的U形水流通道、連接在U形水流通道底端的手柄和設(shè)置在手柄尾部的連接線，在所述的U形水流通道的底部管內(nèi)設(shè)有接受/感應(yīng)器。在U形水流通道的個U行邊上分別設(shè)置有紅外發(fā)射管組和紅外接收管組，在手柄內(nèi)設(shè)置有功率放大模塊、
4微處理器和信號放大模塊，紅外發(fā)射管組與功率放大模塊相聯(lián)，功率放大模塊與微處理器相聯(lián)，紅外接收管組與信號放大模塊相聯(lián)，信號放大模塊與微處理器相聯(lián)，微處理器與電源信號接口相聯(lián)。工作時，首先是電源信號接口將信號傳至微處理器，由微處理器發(fā)出信號經(jīng)功率放大模塊傳至紅外發(fā)射管組，紅外發(fā)射管組發(fā)出光源，被接受/感應(yīng)器接收，經(jīng)過信號放大后傳至微處理器進行處理，然后傳入上位機處理模塊進行處理即可。
權(quán)利要求1.一種水土流失自動測試系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括用于采集分析數(shù)據(jù)的上位機(7)、降雨系統(tǒng)，用于模擬出對比出的場地，并收集泥水，收集的泥沙經(jīng)管道流向的模擬徑流場(1)、用于測量水土流失的水土測量裝置(6)和用于提供電源的電源模塊(13)；所述降雨系統(tǒng)包括噴頭(2)、電磁閥(3)、調(diào)節(jié)裝置(5)和動力裝置(4)；所述水土測量裝置(6)由傳感器基架(8)、含沙量測量傳感器(9)、水位測量傳感器(10)、液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器(11)和水位平衡穩(wěn)流過濾罩(12)組成；其中，所述含沙量測量傳感器(9)、水位測量傳感器(10)、液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器(11)和水位平衡穩(wěn)流過濾罩(12)從上至下依次設(shè)置安裝在所述傳感器基架(8)上，所述傳感器基架(8)安裝所述模擬徑流場(1)的下端，所述含沙量測量傳感器(9)和水位測量傳感器(10)通過所述液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器(11)與所述上位機(7)數(shù)據(jù)連接；所述噴頭(2 )設(shè)置在所述模擬徑流場(1)的上方，所述噴頭(2)通過管路與所述動力裝置(4)連接，所述管路上設(shè)有電磁閥(3)，所述調(diào)節(jié)裝置(5)與所述動力裝置(4)控制連接；所述上位機(7)和所述調(diào)節(jié)裝置控制(5)控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水土流失自動測試系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括用于數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)臒o線收發(fā)模塊(14)，所述無線收發(fā)模塊(14)與所述上位機(7)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水土流失自動測試系統(tǒng)，其特征在于所述含沙量測量傳感器(9)為光電式含沙量測量傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水土流失自動測試系統(tǒng)，其特征在于所述的電源模塊(13)為太陽能電池或220V供電電源。
專利摘要本實用新型公開了一種水土流失自動測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括上位機、降雨系統(tǒng)、模擬徑流場、水土測量裝置和電源模塊；降雨系統(tǒng)包括噴頭、電磁閥、調(diào)節(jié)裝置和動力裝置；水土測量裝置包括含沙量測量傳感器、水位測量傳感器、液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器；水土測量裝置由傳感器基架含沙量測量傳感器、水位測量傳感器、液位編碼/內(nèi)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換泥沙測量前端控制器和水位平衡穩(wěn)流過濾罩組成。本實用新型的有益效果是該水土流失自動測試系統(tǒng)可自動監(jiān)測、存儲、遠傳監(jiān)測點徑流流量、泥沙含量的時空變化過程，可實時觀測，也可本地下載，從而實現(xiàn)水土流失監(jiān)測點的泥沙含量、徑流量的實時動態(tài)自動化遠程觀測。
文檔編號G01F1/74GK202350834SQ20112042394
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者任曉芳, 劉飛, 化相國, 史振華, 張曉暉, 曹玉亭, 曾麗, 段淑懷, 畢勇剛, 王光武, 王勇, 胡宗明, 賴威, 趙方瑩, 鞠俊杰 申請人:北京林豐源生態(tài)園林綠化工程有限公司, 北京林豐源生態(tài)科技有限公司, 南京南林電子科技有限公司