坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，包括徑流收集裝置、緩沖匯流裝置、計(jì)量翻斗和水沙收集裝置，所述徑流收集裝置設(shè)于緩沖匯流裝置的上方，徑流收集裝置的底面為多孔結(jié)構(gòu)，緩沖匯流裝置為漏斗結(jié)構(gòu)，計(jì)量翻斗設(shè)于緩沖匯流裝置漏斗出口下方的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，水沙收集裝置設(shè)于計(jì)量翻斗的下方，所述計(jì)量翻斗的至少一個端部設(shè)有磁鐵，框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有至少一個干簧管，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置的下部設(shè)有排水口，裝置內(nèi)設(shè)有至少一個收集容器，所述收集容器的上表面設(shè)有一組孔。裝置整體更加穩(wěn)定的自動監(jiān)測，翻動信號干脆無抖動，構(gòu)造簡單實(shí)用。
【專利說明】坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地表徑流量監(jiān)測裝置，具體涉及一種應(yīng)用于坡面尺度徑流小區(qū)地表徑流量和整個徑流產(chǎn)流過程的監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，坡面徑流過程中的流量自動觀測是野外實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)問題，坡面徑流的自動監(jiān)測方法主要有稱重式和翻斗式，主要受制造工藝、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、測量范圍、測量精度和誤差不確定等多方面的制約。
[0003]中國專利號CN201428153Y公布了一種稱重式自動收集裝置，該裝置包括單片機(jī)自動控制系統(tǒng)、徑流收集部分和壤中流收集部分、過流器側(cè)面底部設(shè)有用于排泄水的電磁閥，液位開關(guān)及稱重傳感器。該系統(tǒng)理論可行，在實(shí)際工作運(yùn)行中受多方面約束和干擾--第一、電磁閥驅(qū)動困難；第二、泥沙的淤積和干擾，對結(jié)果有大的影響，甚至還會破壞液位開關(guān)和電磁閥；第三、成本太高。
[0004]中國專利號CN202676218U公布了一種翻斗式徑流量自動監(jiān)測裝置，該設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)軸由于與機(jī)器分開，轉(zhuǎn)軸很容易活動，最終導(dǎo)致翻斗翻動錯誤；下部采樣抽屜由于泥沙淤積難于達(dá)到理想結(jié)果，抽屜軌道往往被泥土卡住。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]解決的技術(shù)問題:為了克服現(xiàn)有的徑流池監(jiān)測方法信息量小的不足、傳統(tǒng)翻斗式徑流傳感不穩(wěn)定的不足以及泥沙收集困難等情況，本實(shí)用新型提供一種坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，該裝置統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的傳感技術(shù)和簡單實(shí)用的水沙采樣方法。
[0006]技術(shù)方案:坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，包括徑流收集裝置、緩沖匯流裝置、計(jì)量翻斗和水沙收集裝置，所述徑流收集裝置設(shè)于緩沖匯流裝置的上方，徑流收集裝置的底面為多孔結(jié)構(gòu)，緩沖匯流裝置為漏斗結(jié)構(gòu)，計(jì)量翻斗設(shè)于緩沖匯流裝置漏斗出口下方的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，水沙收集裝置設(shè)于計(jì)量翻斗的下方，所述計(jì)量翻斗的至少一個端部設(shè)有磁鐵，框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有至少一個干簧管，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置的下部設(shè)有排水口，裝置內(nèi)設(shè)有至少一個收集容器，所述收集容器的上表面設(shè)有一組孔。
[0007]還包括自動計(jì)數(shù)儲存裝置，所述自動計(jì)數(shù)儲存裝置與干簧管電連接。
[0008]所述框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有支承軸，所述支承軸位于干簧管的下方，計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上。
[0009]所述收集容器上表面設(shè)有的孔，孔的總面積占水沙收集裝置上表面積的1%。
[0010]所述計(jì)量翻斗翻動的臨界流量為3kg。
[0011]所述徑流收集裝置底面的多孔結(jié)構(gòu)為不銹鋼濾網(wǎng)。
[0012]所述徑流收集裝置的頂部設(shè)有避雷線。
[0013]有益效果:干簧管的中心位于磁鐵隨計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直，以保證磁鐵最短時間劃過干簧點(diǎn)，信號干脆，無抖動和滯后。收集容器上表面設(shè)有的孔，孔的總面積占水沙收集裝置上表面積的1%，可測量范圍擴(kuò)大，不會如雙層抽屜在暴雨情況下泥沙堆積嚴(yán)重的現(xiàn)象。在估算水樣溶度時完全可以直接用收集器內(nèi)水樣進(jìn)行分析。整個裝置采用不銹鋼材料，更加簡單而耐用，加了避雷線，而且和計(jì)數(shù)器進(jìn)行隔離。裝置整體更加穩(wěn)定的自動監(jiān)測，翻動信號干脆無抖動，構(gòu)造簡單實(shí)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本裝置的翻斗結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為設(shè)于計(jì)量翻斗上的磁鐵運(yùn)動軌跡與干簧管的位置示意圖。
[0016]圖中I徑流收集裝置；2緩沖匯流裝置；3計(jì)量翻斗；4支承軸；5水沙收集裝置；6收集容器；7干簧管；8磁鐵。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改和替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0018]若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0019]實(shí)施例1
[0020]坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，包括徑流收集裝置1、緩沖匯流裝置2、計(jì)量翻斗3和水沙收集裝置5，所述徑流收集裝置I設(shè)于緩沖匯流裝置2的上方，徑流收集裝置為框體，用于承接收集坡面地表來水，徑流收集裝置I的底面設(shè)有不銹鋼濾網(wǎng)，緩沖匯流裝置2為漏斗結(jié)構(gòu)，計(jì)量翻斗3的截面為等腰三角形，結(jié)構(gòu)為兩個簸箕背靠連接狀，設(shè)于緩沖匯流裝置2漏斗出口下方的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，水沙收集裝置5為頂部開口的盒體，設(shè)于計(jì)量翻斗的下方，所述計(jì)量翻斗3的兩端部分別設(shè)有磁鐵8，框架結(jié)構(gòu)上對稱設(shè)有兩個干簧管7，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置5的下部設(shè)有排水口，裝置內(nèi)設(shè)有兩個收集容器6，分別用于計(jì)量收集的水和泥沙，所述收集容器的上表面設(shè)有一組孔，所述收集容器上表面設(shè)有的孔，孔的總面積占水沙收集裝置上表面積的1%。所述干簧管通過導(dǎo)線直接與自動計(jì)數(shù)儲存裝置的正負(fù)極接口電連接，由自動計(jì)數(shù)儲存裝置統(tǒng)計(jì)高電平(即翻動事件)的時間和累計(jì)次數(shù)(流量)。所述框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有一對支承軸4，所述支承軸分別位于兩個干簧管的下方，計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上，用于對計(jì)量翻斗進(jìn)行限位。所述計(jì)量翻斗翻動的臨界流量為3kg。所述徑流收集裝置的頂部設(shè)有避雷線。
[0021]整個設(shè)備板材選用厚度3mm的不銹鋼板、計(jì)量翻斗的轉(zhuǎn)軸設(shè)于框架結(jié)構(gòu)上，材質(zhì)為不銹鋼、磁鐵選用磁鋼、干簧管為MKA-10110封裝型干簧管和自動計(jì)數(shù)儲存裝置為PulselOlA事件記錄儀(美國Madgetech公司生產(chǎn))。
[0022]計(jì)量翻斗劃過干簧管的軌跡如圖2所示，如果沿著B或C軌道轉(zhuǎn)動，由于磁鐵不是從中心垂直劃過，在有某磁性區(qū)域內(nèi)對干簧點(diǎn)作用，時常出現(xiàn)一次劃動出現(xiàn)上下對稱的兩次脈沖信號。為了避免這種情況，須沿A軌道運(yùn)動，這樣磁鐵垂直劃過干簧管，信號短暫而無抖動。[0023]同時由于磁鐵的磁性有一定范圍，進(jìn)一步減小劃過脈沖信號的周期，將磁鐵放置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸軸心的一端，這樣保持角速度不變的情況下，劃過干簧管的瞬時速度比放置在接近轉(zhuǎn)軸軸心位置的速度明顯大，這樣處理可以使該脈沖信號短暫但又可以使連接的PulselOlA事件記錄儀可以記錄到。
[0024]PulselOlA事件記錄儀對翻斗轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的脈沖信號的最短時間間隔分辨為0.5秒，即計(jì)量翻斗翻動速度超過2次/秒，則出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏小，所以整個儀器的流速測量范圍為
0.0L/s_6L/s。
[0025] 申請人:多年的野外工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)磁鐵和干簧管的安裝位置關(guān)系非常關(guān)鍵，很多時候由于忽略該點(diǎn)，最終導(dǎo)致信號錯誤，從而監(jiān)測數(shù)據(jù)錯誤。
【權(quán)利要求】
1.坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，包括徑流收集裝置(I)、緩沖匯流裝置(2)、計(jì)量翻斗(3)和水沙收集裝置(5)，所述徑流收集裝置(I)設(shè)于緩沖匯流裝置(2)的上方，徑流收集裝置(I)的底面為多孔結(jié)構(gòu)，緩沖匯流裝置(2)為漏斗結(jié)構(gòu)，計(jì)量翻斗(3)設(shè)于緩沖匯流裝置(2)漏斗出口下方的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，水沙收集裝置設(shè)于計(jì)量翻斗的下方，其特征在于所述計(jì)量翻斗(3)的至少一個端部設(shè)有磁鐵(8)，框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有至少一個干簧管(7)，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置(5)的下部設(shè)有排水口，裝置內(nèi)設(shè)有至少一個收集容器(6)，所述收集容器的上表面設(shè)有一組孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，其特征在于還包括自動計(jì)數(shù)儲存裝置，所述自動計(jì)數(shù)儲存裝置與干簧管電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有支承軸(4)，所述支承軸位于干簧管(7)的下方，計(jì)量翻斗運(yùn)動的軌跡上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述收集容器上表面設(shè)有的孔，孔的總面積占水沙收集裝置上表面積的1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述計(jì)量翻斗翻動的臨界流量為3kg。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述徑流收集裝置(I)底面的多孔結(jié)構(gòu)為不銹鋼濾網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坡面地表徑流量自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述徑流收集裝置的頂部設(shè)有避雷線。
【文檔編號】G01N1/20GK203798398SQ201420177716
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】杜金華, 黃太慶, 王炳輝 申請人:南京思摩特農(nóng)業(yè)科技有限公司