一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)的濺蝕盤和降雨監(jiān)測系統(tǒng)的視頻雨滴譜儀之間的距離保持在3至5米之內(nèi)，保證所在降雨區(qū)域的一致性，所受降雨的各項(xiàng)參數(shù)保持一致，本實(shí)用新型操作方便，測控精度高，利用雨滴譜生成雨滴質(zhì)量和速度數(shù)據(jù)，具有精度高、速度快、效率高、能清晰再現(xiàn)次降雨過程的雨滴質(zhì)量、速度等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣。
【專利說明】一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于土壤侵蝕基礎(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]水土流失造成生態(tài)環(huán)境惡化，會制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。水力侵蝕是世界范圍內(nèi)分布最廣泛的一種土壤侵蝕形式，其中濺蝕是水力侵蝕的重要類型之一。
[0003]土壤濺蝕定量是水土保持的基礎(chǔ)而又極為重要的內(nèi)容，傳統(tǒng)的土壤濺蝕動力監(jiān)測方法包括雨量筒、自動雨量計(jì)，監(jiān)測的降雨指標(biāo)包括降雨量、降雨歷時(shí)，可獲取降雨強(qiáng)度。傳統(tǒng)的土壤濺蝕動力監(jiān)測方法只能估算土壤侵蝕動力系統(tǒng)，容易產(chǎn)生較大的誤差，影響土壤濺蝕預(yù)報(bào)模型的精度。土壤濺蝕的理論研究及計(jì)算相對滯后，以至于不能準(zhǔn)確進(jìn)行水土流失預(yù)報(bào)，無法為水土流失的綜合防治提供技術(shù)支撐。
[0004]視頻雨滴譜儀是一種降雨監(jiān)測裝置，可以測得降雨的多項(xiàng)參數(shù)，因此需要一種將其應(yīng)用在土壤濺蝕動力定量監(jiān)測中的系統(tǒng)，提高特定降雨量下土壤濺蝕量的預(yù)測效率和精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本實(shí)用新型要針對上述【背景技術(shù)】存在的問題，提供一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，結(jié)合了土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)和降雨監(jiān)測系統(tǒng)，為土壤濺蝕研究提供一種快速、準(zhǔn)確、可靠的實(shí)驗(yàn)技術(shù)觀測系統(tǒng)，提高檢測系統(tǒng)的所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和預(yù)測效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置于室外的土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)和降雨監(jiān)測系統(tǒng)，土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)包括濺蝕盤，濺蝕盤設(shè)置在濺蝕盤固定平臺上，降雨監(jiān)測系統(tǒng)包括視頻雨滴譜儀，視頻雨滴譜儀設(shè)置在雨滴譜儀固定平臺上，濺蝕盤和視頻雨滴譜儀之間的直線距離為3米至5米，視頻雨滴譜儀的信號輸出端用于連接處理器，視頻雨滴譜儀和處理器分別與電源連接；視頻雨滴譜儀包括設(shè)置在視頻雨滴譜儀盒體內(nèi)的雨滴影像成像系統(tǒng)，以及垂直貫通視頻雨滴譜儀盒體的立方體形監(jiān)測井；雨滴影像成像系統(tǒng)包括照明裝置、反射鏡和攝像裝置，照明裝置和反射鏡分別設(shè)置在監(jiān)測井相對兩個(gè)側(cè)壁與盒體側(cè)壁之間的空隙處，兩個(gè)相對的側(cè)壁上設(shè)有狹縫，照明裝置發(fā)出的光線穿過兩個(gè)側(cè)壁上的狹縫投射到反射鏡上，再由反射鏡將影像反射到攝像裝置，攝像裝置將影像內(nèi)容傳遞到視頻雨滴譜儀內(nèi)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0008]較佳地，土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)包括三個(gè)濺蝕盤，分別為細(xì)沙濺蝕盤、未碾磨土濺蝕盤和碾磨土濺蝕盤。
[0009]較佳地，雨滴譜儀固定平臺和濺蝕盤固定平臺為水泥或鋼架制成的固定平臺。
[0010]較佳地，視頻雨滴譜儀內(nèi)設(shè)有兩套雨滴成像系統(tǒng)。
[0011]本實(shí)用新型的一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，操作方便，測控精度高，利用雨滴譜生成雨滴質(zhì)量和速度數(shù)據(jù)，具有精度高、速度快、效率高、能清晰再現(xiàn)次降雨過程的雨滴質(zhì)量、速度等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣。通過設(shè)置狹縫透光實(shí)現(xiàn)了對降雨區(qū)域的線型掃描。土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)的濺蝕盤和降雨監(jiān)測系統(tǒng)的視頻雨滴譜儀之間的距離保持在3至5米之內(nèi)，保證所在降雨區(qū)域的一致性，所受降雨的各項(xiàng)參數(shù)保持一致，能夠更精確的進(jìn)行雨滴動能的測算、濺蝕量的采樣。設(shè)置三個(gè)濺蝕盤，可以對不同的土壤在相同降雨環(huán)境下的濺蝕量進(jìn)行采樣，為不同土壤環(huán)境在選定降雨區(qū)域的濺蝕量預(yù)測提供計(jì)算參數(shù)。用水泥或鋼架制成濺蝕盤固定平臺和雨滴譜儀固定平臺，可以使濺蝕盤和雨滴譜儀更穩(wěn)定，所獲參數(shù)更加精確。采用兩套雨滴成像系統(tǒng)的視頻雨滴譜儀對監(jiān)測井內(nèi)降雨情況進(jìn)行監(jiān)測，可以獲取更精確的影像數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)和降雨監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例視頻雨滴譜儀的雨滴影像成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖中:1、土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)，2、降雨監(jiān)測系統(tǒng)，3、細(xì)沙濺蝕盤，4、未碾磨土濺蝕盤，
5、碾磨土濺蝕盤，6、視頻雨滴譜儀，7、第一照明裝置，8、第一反射鏡，9、第一攝像裝置，10、第二照明裝置，11、第二反射鏡，12、第二攝像裝置，13、監(jiān)測井，14、視頻雨滴譜儀盒體，15、處理器，16、電源。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0016]本實(shí)施例的一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)包括設(shè)置于室外的土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)I和降雨監(jiān)測系統(tǒng)2。
[0017]土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)I包括濺蝕盤，濺蝕盤設(shè)置在濺蝕盤固定平臺上，包括三個(gè)濺蝕盤，分別為細(xì)沙濺蝕盤3、未碾磨土濺蝕盤4和碾磨土濺蝕盤5，分別用來測量細(xì)沙、未碾磨土和碾磨土的濺蝕量。設(shè)置三個(gè)濺蝕盤，可以對不同的土壤在相同降雨環(huán)境下的濺蝕量進(jìn)行采樣，為不同土壤環(huán)境在選定降雨區(qū)域的濺蝕量預(yù)測提供計(jì)算參數(shù)。實(shí)踐中，還可以采用三個(gè)以上的濺蝕盤盛裝其他土壤樣品。
[0018]降雨監(jiān)測系統(tǒng)2包括設(shè)置在室外的視頻雨滴譜儀6，視頻雨滴譜儀6設(shè)置在雨滴譜儀固定平臺上，視頻雨滴譜儀6設(shè)置在雨滴譜儀固定平臺上，三個(gè)濺蝕盤和視頻雨滴譜儀6之間的直線距離在3米至5米之內(nèi)，視頻雨滴譜儀6的信號輸出端連接于處理器15，視頻雨滴譜儀6和處理器15分別與電源16連接。
[0019]用水泥或鋼架制成濺蝕盤固定平臺和雨滴譜儀固定平臺，視頻雨滴譜儀6和濺蝕盤分別設(shè)置在雨滴譜儀固定平臺和濺蝕盤固定平臺上，這樣可以使濺蝕盤和雨滴譜儀的更穩(wěn)定，所獲參數(shù)更加精確。
[0020]視頻雨滴譜儀6內(nèi)設(shè)有兩套雨滴影像成像系統(tǒng)，第一套雨滴影像成像系統(tǒng)包括第一照明裝置7、第一反射鏡8和第一攝像裝置9，第二套雨滴影像成像系統(tǒng)包括第二照明裝置10、第二反射鏡11和第二攝像裝置12。本實(shí)施例的兩套雨滴成像系統(tǒng)的光線之間承90度直角交叉。這樣設(shè)置的兩套雨滴成像系統(tǒng)一方面使得數(shù)據(jù)更加全面，而且可以對交叉區(qū)域的降雨參數(shù)進(jìn)行多方位多角度的測量。
[0021]視頻雨滴譜儀6中部設(shè)有垂直貫通視頻雨滴譜儀盒體14的立方體形監(jiān)測井13 ；監(jiān)測井13即測量區(qū)域，監(jiān)測井13的四個(gè)側(cè)壁均設(shè)有位置對應(yīng)的狹縫，雨滴影像成像系統(tǒng)包括照明裝置、反射鏡和攝像裝置，照明裝置和反射鏡分別設(shè)置在監(jiān)測井13相對兩個(gè)側(cè)壁與盒體側(cè)壁之間的空隙處。第一照明裝置7發(fā)出光線穿過相對兩個(gè)側(cè)壁上的狹縫將雨滴的影像投射到第一反射鏡8，第一反射鏡8將雨滴的影像再投射到第一攝像裝置9，第二照明裝置10發(fā)出光線穿過相對兩個(gè)側(cè)壁上的狹縫將雨滴的影像投射到第二反射鏡11，第二反射鏡11將雨滴的影像再投射到第二攝像裝置12，第一攝像裝置9和第二攝像裝置12將接受到的雨滴影像傳遞到視頻雨滴譜儀6的數(shù)據(jù)處理部分，最終輸出至處理器15。
[0022]雨滴影像成像系統(tǒng)對測量區(qū)域的圖像進(jìn)行線形掃描成像，測定對象最小直徑達(dá)到
0.19mm，測量區(qū)域達(dá)到100mm xlOOmm，垂直分辨率0.19臟、垂直速率精度4%。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。本說明書中未作詳細(xì)描述的部分屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置于室外的土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)(I)和降雨監(jiān)測系統(tǒng)(2)，所述土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)(I)包括濺蝕盤，所述濺蝕盤設(shè)置在濺蝕盤固定平臺上，所述降雨監(jiān)測系統(tǒng)(2)包括視頻雨滴譜儀￠)，所述視頻雨滴譜儀(6)設(shè)置在雨滴譜儀固定平臺上，所述濺蝕盤和所述視頻雨滴譜儀(6)之間的直線距離為3米至5米，所述視頻雨滴譜儀(6)的信號輸出端用于連接處理器(15)，所述視頻雨滴譜儀(6)和所述處理器(15)分別與電源(16)連接； 所述視頻雨滴譜儀(6)包括設(shè)置在所述視頻雨滴譜儀盒體(14)內(nèi)的雨滴影像成像系統(tǒng)，以及垂直貫通所述視頻雨滴譜儀盒體(14)的立方體形監(jiān)測井(13);所述雨滴影像成像系統(tǒng)包括照明裝置、反射鏡和攝像裝置，所述照明裝置和所述反射鏡分別設(shè)置在所述監(jiān)測井(13)相對兩個(gè)側(cè)壁與所述盒體側(cè)壁之間的空隙處，兩個(gè)相對的所述側(cè)壁上設(shè)有狹縫，所述照明裝置發(fā)出的光線穿過兩個(gè)側(cè)壁上的所述狹縫投射到所述反射鏡上，再由所述反射鏡將影像反射到攝像裝置，所述攝像裝置將影像內(nèi)容傳遞到所述視頻雨滴譜儀出)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述土壤濺蝕監(jiān)測系統(tǒng)(I)包括三個(gè)所述濺蝕盤，分別為細(xì)沙濺蝕盤(3)、未碾磨土濺蝕盤(4)和碾磨土濺蝕盤(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述雨滴譜儀固定平臺和所述濺蝕盤固定平臺為水泥或鋼架制成的固定平臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻雨滴譜儀出)內(nèi)設(shè)有兩套雨滴成像系統(tǒng)。
【文檔編號】G01N33/24GK204008637SQ201420405764
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】張平倉, 劉洪鵠, 師哲, 齊向華, 胡波 申請人:長江水利委員會長江科學(xué)院