專(zhuān)利名稱(chēng)：活插式地表徑流測(cè)定裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水土保持、環(huán)保監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及活插式地表徑流測(cè)定裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
徑流測(cè)定是陸地水文研 究的學(xué)科基礎(chǔ)，而徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)是研究面侵蝕規(guī)律的主要手段，目前主要借助于手工和自動(dòng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法?？紤]到監(jiān)測(cè)徑流的同時(shí)，推移質(zhì)泥沙亦需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。業(yè)界在設(shè)備選型中普遍認(rèn)為，因翻斗式計(jì)量泥沙設(shè)備主要靠比重和泥水重量分析得出數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)顯而易見(jiàn)存在著一定的誤差；而明渠式徑流監(jiān)測(cè)設(shè)備和泥沙監(jiān)測(cè)能無(wú)縫集成，另外，長(zhǎng)時(shí)間使用后集流箱也不會(huì)造成積沙堵塞，因而利用小明渠監(jiān)測(cè)方法的設(shè)備在徑流監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中較為常見(jiàn)。明渠式地表徑流監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作原理是使用液位傳感器設(shè)備在堰體之上測(cè)量流體液位，此液位值，即過(guò)堰流經(jīng)堰口斷面的水位高度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，可相對(duì)精確的計(jì)算到徑流流量、流速、徑流總量等含沙流體特征。明渠式地表徑流監(jiān)測(cè)設(shè)備的堰口型式固定不變，雖然能對(duì)同一小區(qū)同一時(shí)期某單獨(dú)堰口出水點(diǎn)的徑流數(shù)據(jù)做相對(duì)可靠的測(cè)量，但一旦碰上雨季或非雨季，由于堰口不合適加上液位傳感器的分辨率偏差，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)誤差出入非常大。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種簡(jiǎn)單方便的活插式地表徑流測(cè)定裝置。本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種方便的活插式地表徑流測(cè)定系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是活插式地表徑流測(cè)定裝置，包括數(shù)據(jù)處理器和采集器，所述采集器包括液位傳感器、集流箱、擋雨蓋和擋雨蓋支架，所述集流箱正面設(shè)置有活插堰口板，正面兩側(cè)設(shè)置有插槽，活插堰口板插入到插槽中，所述集流箱背面設(shè)置有引流管，所述擋雨蓋支架位于集流箱頂面，所述擋雨蓋置于擋雨蓋支架上方，所述液位傳感器放置于擋雨蓋上方，液位傳感器連接到數(shù)據(jù)處理器上。進(jìn)一步，所述一個(gè)數(shù)據(jù)處理器上連接有一個(gè)或多個(gè)采集器。進(jìn)一步，所述活插堰口板上的堰口型式為三角堰、矩形堰、梯形堰、圓形堰、復(fù)合堰或巴歇爾堰。進(jìn)一步，所述活插堰口板若采用三角堰，堰口可為銳角三角形堰口、直角三角形堰口或鈍角三角形堰口。進(jìn)一步，所述集流箱采用有機(jī)玻璃和不銹鋼綜合制作而成，所述活插堰口板選用有機(jī)玻璃板。進(jìn)一步，所述擋雨蓋支架可為兩根或多根設(shè)置于集流箱頂面兩側(cè)的支架。進(jìn)一步，所述擋雨蓋支架可上下移動(dòng)調(diào)整位置并固定。[0015]活插式地表徑流測(cè)定系統(tǒng)，包括上位機(jī)，用于與活插式地表徑流測(cè)定裝置中的數(shù)據(jù)處理器保持實(shí)時(shí)通訊，接收數(shù)據(jù)處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行批處理分析；雨量計(jì)，用于采集降雨信號(hào)；活插式地表徑流測(cè)定裝置，用于發(fā)送控制指令測(cè)量流體液位信息，計(jì)算徑流流量、總量、流速；所述活插式地表徑流測(cè)定裝置的數(shù)據(jù)處理器連接到上位機(jī)上，雨量計(jì)連接到數(shù)據(jù)處理器上。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型活插式地表徑流測(cè)定裝置包括數(shù)據(jù)處理器和 采集器，采集器包括液位傳感器、集流箱、擋雨蓋和擋雨蓋支架，所述集流箱設(shè)有活插堰口板和引流管，所述活插堰口板造型簡(jiǎn)單、易于加工、成本小，活插式的設(shè)計(jì)使更換更加快速、方便，且各種類(lèi)型的堰口方便了在不同降雨量下，更換不同的活插堰口板使測(cè)量的數(shù)據(jù)更加精確有效。本實(shí)用新型的另一個(gè)有益效果本實(shí)用新型活插式地表徑流測(cè)定系統(tǒng)包括上位機(jī)、雨量計(jì)和活插式地表徑流測(cè)定裝置，所述活插式地表徑流測(cè)定裝置的數(shù)據(jù)處理器連接到上位機(jī)上，雨量計(jì)連接到數(shù)據(jù)處理器上，所述活插式地表徑流測(cè)定裝置根據(jù)不同的降雨量采用不同的堰口類(lèi)型，使測(cè)量的數(shù)據(jù)更加精確有效。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明圖I是本實(shí)用新型活插式地表徑流測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型活插式地表徑流測(cè)定系統(tǒng)框架圖。圖中數(shù)據(jù)處理器I、液位傳感器2、集流箱3、擋雨蓋4、擋雨蓋支架5、活插堰口板
6、插槽7、引流管8。
具體實(shí)施方式
參照

圖1，活插式地表徑流測(cè)定裝置，包括數(shù)據(jù)處理器I和采集器，所述采集器包括液位傳感器2、集流箱3、擋雨蓋4和擋雨蓋支架5，所述集流箱3正面設(shè)置有活插堰口板6，正面兩側(cè)設(shè)置有插槽7，活插堰口板6插入到插槽7中，所述集流箱3背面設(shè)置有引流管8，所述擋雨蓋支架5位于集流箱3頂面，所述擋雨蓋4置于擋雨蓋支架5上方，所述液位傳感器2放置于擋雨蓋4上方，液位傳感器2連接到數(shù)據(jù)處理器I上。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述一個(gè)數(shù)據(jù)處理器I上連接有一個(gè)或多個(gè)采集器。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述活插堰口板6上的堰口型式為三角堰、矩形堰、梯形堰、圓形堰、復(fù)合堰或巴歇爾堰，其中三角堰和矩形堰比較常見(jiàn)，所述復(fù)合堰是指含有兩個(gè)以上不同堰型或尺寸，可分級(jí)測(cè)流的堰，所述巴歇爾堰是指上游收縮段、短直喉道和下游擴(kuò)散段三部分組成的堰口，收縮段的槽底向下游傾斜，擴(kuò)散段槽底的傾斜方向與喉道槽底相反。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述活插堰口板6若采用三角堰，堰口可為銳角三角形堰口、直角三角形堰口或鈍角三角形堰口，角度大的流量大于角度小的流量。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述集流箱3采用有機(jī)玻璃和不銹鋼綜合制作而成，所述活插堰口板6選用有機(jī)玻璃板，既保證了強(qiáng)度，又透明，可以很清晰地觀(guān)測(cè)水位。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述擋雨蓋支架5可為兩根或多根設(shè)置于集流箱3頂面兩側(cè)的支架。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述擋雨蓋支架5可上下移動(dòng)調(diào)整位置并固定。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述活插堰口板6在插槽7內(nèi)，其間隙約1mm，即使水流很大，也不易被沖擊產(chǎn)生晃動(dòng)；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，在插槽7內(nèi)兩側(cè)可涂以玻璃膠，干后使用，密封性更好。在需要抽出活插堰口板6時(shí)，也不費(fèi)力，可輕易取出。工作原理使用液位傳感器2在堰體之上測(cè)量流體液位，此液位值，即過(guò)堰流經(jīng)堰口斷面的水位高度。數(shù)據(jù)處理器I根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，可相對(duì)精確的計(jì)算到徑流流量、流速、徑 流總量等含沙流體特征，同時(shí)可根據(jù)產(chǎn)流系數(shù)要求，隨時(shí)更換流量不同的活插堰口板6，若更換了活插堰口板6，應(yīng)及時(shí)在數(shù)據(jù)處理器I的管理后臺(tái)進(jìn)行重新設(shè)定堰口型式和參數(shù)。參照?qǐng)D2，活插式地表徑流測(cè)定系統(tǒng)，包括上位機(jī)，用于與活插式地表徑流測(cè)定裝置中的數(shù)據(jù)處理器I保持實(shí)時(shí)通訊，接收數(shù)據(jù)處理器I發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行批處理分析；雨量計(jì)，用于采集降雨信號(hào)；活插式地表徑流測(cè)定裝置，用于發(fā)送控制指令測(cè)量流體液位信息，計(jì)算徑流流量、總量、流速；所述活插式地表徑流測(cè)定裝置的數(shù)據(jù)處理器I連接到上位機(jī)上，雨量計(jì)連接到數(shù)據(jù)處理器I上。系統(tǒng)工作狀態(tài)正常雨季時(shí)，當(dāng)雨量計(jì)采集到降雨信號(hào)，數(shù)據(jù)處理器發(fā)送指令給采集器，采集器開(kāi)始工作、測(cè)量液位消息，數(shù)據(jù)處理器按照預(yù)設(shè)的堰口類(lèi)型及尺寸，按照已知公式，計(jì)算徑流流量、總量、流速；非雨季時(shí)，當(dāng)雨量計(jì)采集到的雨強(qiáng)若低于預(yù)設(shè)的堰口量程，數(shù)據(jù)處理器發(fā)出警報(bào)，要求更換活插堰口板，之后再作測(cè)量。上位機(jī)與數(shù)據(jù)處理器保持實(shí)時(shí)通訊，對(duì)于數(shù)據(jù)處理器得到的徑流數(shù)據(jù)信息進(jìn)行批處理分析，得出結(jié)果。當(dāng)然，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.活插式地表徑流測(cè)定裝置，其特征在于包括數(shù)據(jù)處理器(I)和采集器，所述采集器包括液位傳感器(2)、集流箱(3)、擋雨蓋(4)和擋雨蓋支架(5)，所述集流箱(3)正面設(shè)置有活插堰口板(6)，正面兩側(cè)設(shè)置有插槽(7)，活插堰口板(6)插入到插槽(7)中，所述集流箱(3)背面設(shè)置有引流管(8)，所述擋雨蓋支架(5)位于集流箱(3)頂面，所述擋雨蓋(4)置于擋雨蓋支架(5)上方，所述液位傳感器(2)放置于擋雨蓋上方，液位傳感器(2)連接到數(shù)據(jù)處理器(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活插式地表徑流測(cè)定裝置，其特征在于所述一個(gè)數(shù)據(jù)處理器(I)上連接有一個(gè)或多個(gè)采集器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活插式地表徑流測(cè)定裝置，其特征在于所述活插堰口板(6)上的堰口型式為三角堰、矩形堰、梯形堰、圓形堰、復(fù)合堰或巴歇爾堰。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活插式地表徑流測(cè)定裝置，其特征在于所述活插堰口板(6)若采用三角堰，堰口可為銳角三角形堰口、直角三角形堰口或鈍角三角形堰口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活插式地表徑流測(cè)定裝置，其特征在于所述集流箱(3)采用有機(jī)玻璃和不銹鋼綜合制作而成，所述活插堰口板(6)選用有機(jī)玻璃板。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活插式地表徑流測(cè)定裝置，其特征在于所述擋雨蓋支架(5)可為兩根或多根設(shè)置于集流箱(3)頂面兩側(cè)的支架。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的活插式地表徑流測(cè)定裝置，其特征在于所述擋雨蓋支架(5)可上下移動(dòng)調(diào)整位置并固定。
8.采用權(quán)利要求I至7所述裝置的活插式地表徑流測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于包括 上位機(jī)，用于與活插式地表徑流測(cè)定裝置中的數(shù)據(jù)處理器(I)保持實(shí)時(shí)通訊，接收數(shù)據(jù)處理器(I)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行批處理分析； 雨量計(jì)，用于采集降雨信號(hào)； 活插式地表徑流測(cè)定裝置，用于發(fā)送控制指令測(cè)量流體液位信息，計(jì)算徑流流量、總量、流速； 所述活插式地表徑流測(cè)定裝置的數(shù)據(jù)處理器(I)連接到上位機(jī)上，雨量計(jì)連接到數(shù)據(jù)處理器(I)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了活插式地表徑流測(cè)定裝置及系統(tǒng)，裝置包括數(shù)據(jù)處理器和采集器，采集器包括液位傳感器、集流箱、擋雨蓋和擋雨蓋支架，集流箱正面設(shè)置有活插堰口板，正面兩側(cè)設(shè)置有插槽，活插堰口板插入到插槽中，集流箱背面設(shè)置有引流管，擋雨蓋支架位于集流箱頂面，擋雨蓋置于擋雨蓋支架上方，液位傳感器放置于擋雨蓋上方并連接到數(shù)據(jù)處理器，系統(tǒng)包括上位機(jī)、雨量計(jì)和活插式地表徑流測(cè)定裝置，本實(shí)用新型造型簡(jiǎn)單、易于加工、成本小，活插式的堰板設(shè)計(jì)使更換更加快速、方便，且各種類(lèi)型的堰口方便了在不同降雨量下，更換不同的活插堰口板使測(cè)量的數(shù)據(jù)更加精確有效，作為活插式地表徑流測(cè)定裝置及系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于水土保持、環(huán)保監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)G01F13/00GK202522278SQ20122003090
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者任秀文, 劉愛(ài)萍, 葉惠東, 張國(guó)清, 郁獻(xiàn)軍, 鐘滿(mǎn)妮 申請(qǐng)人:環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所