坡面地表徑流量自動監測裝置制造方法
【專利摘要】坡面地表徑流量自動監測裝置，包括徑流收集裝置、緩沖匯流裝置、計量翻斗和水沙收集裝置，所述徑流收集裝置設于緩沖匯流裝置的上方，徑流收集裝置的底面為多孔結構，緩沖匯流裝置為漏斗結構，計量翻斗設于緩沖匯流裝置漏斗出口下方的框架結構內，水沙收集裝置設于計量翻斗的下方，所述計量翻斗的至少一個端部設有磁鐵，框架結構上設有至少一個干簧管，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計量翻斗運動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置的下部設有排水口，裝置內設有至少一個收集容器，所述收集容器的上表面設有一組孔。裝置整體更加穩定的自動監測，翻動信號干脆無抖動，構造簡單實用。
【專利說明】坡面地表徑流量自動監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于地表徑流量監測裝置，具體涉及一種應用于坡面尺度徑流小區地表徑流量和整個徑流產流過程的監測裝置。
【背景技術】
[0002]目前，坡面徑流過程中的流量自動觀測是野外實驗的難點問題，坡面徑流的自動監測方法主要有稱重式和翻斗式，主要受制造工藝、穩定結構設計、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，該裝置包括單片機自動控制系統、徑流收集部分和壤中流收集部分、過流器側面底部設有用于排泄水的電磁閥，液位開關及稱重傳感器。該系統理論可行，在實際工作運行中受多方面約束和干擾--第一、電磁閥驅動困難；第二、泥沙的淤積和干擾，對結果有大的影響，甚至還會破壞液位開關和電磁閥；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測裝置，該設計方法的轉軸由于與機器分開，轉軸很容易活動，最終導致翻斗翻動錯誤；下部采樣抽屜由于泥沙淤積難于達到理想結果，抽屜軌道往往被泥土卡住。
實用新型內容
[0005]解決的技術問題:為了克服現有的徑流池監測方法信息量小的不足、傳統翻斗式徑流傳感不穩定的不足以及泥沙收集困難等情況，本實用新型提供一種坡面地表徑流量自動監測裝置，該裝置統實現了穩定的傳感技術和簡單實用的水沙采樣方法。
[0006]技術方案:坡面地表徑流量自動監測裝置，包括徑流收集裝置、緩沖匯流裝置、計量翻斗和水沙收集裝置，所述徑流收集裝置設于緩沖匯流裝置的上方，徑流收集裝置的底面為多孔結構，緩沖匯流裝置為漏斗結構，計量翻斗設于緩沖匯流裝置漏斗出口下方的框架結構內，水沙收集裝置設于計量翻斗的下方，所述計量翻斗的至少一個端部設有磁鐵，框架結構上設有至少一個干簧管，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計量翻斗運動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置的下部設有排水口，裝置內設有至少一個收集容器，所述收集容器的上表面設有一組孔。
[0007]還包括自動計數儲存裝置，所述自動計數儲存裝置與干簧管電連接。
[0008]所述框架結構上設有支承軸，所述支承軸位于干簧管的下方，計量翻斗運動的軌跡上。
[0009]所述收集容器上表面設有的孔，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構為不銹鋼濾網。
[0012]所述徑流收集裝置的頂部設有避雷線。
[0013]有益效果:干簧管的中心位于磁鐵隨計量翻斗運動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直，以保證磁鐵最短時間劃過干簧點，信號干脆，無抖動和滯后。收集容器上表面設有的孔，孔的總面積占水沙收集裝置上表面積的1%，可測量范圍擴大，不會如雙層抽屜在暴雨情況下泥沙堆積嚴重的現象。在估算水樣溶度時完全可以直接用收集器內水樣進行分析。整個裝置采用不銹鋼材料，更加簡單而耐用，加了避雷線，而且和計數器進行隔離。裝置整體更加穩定的自動監測，翻動信號干脆無抖動，構造簡單實用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本裝置的翻斗結構示意圖；
[0015]圖2為設于計量翻斗上的磁鐵運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。
【具體實施方式】
[0017]以下實施例進一步說明本發明的內容，但不應理解為對本發明的限制。在不背離本發明精神和實質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改和替換，均屬于本發明的范圍。
[0018]若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。
[0019]實施例1
[0020]坡面地表徑流量自動監測裝置，包括徑流收集裝置1、緩沖匯流裝置2、計量翻斗3和水沙收集裝置5，所述徑流收集裝置I設于緩沖匯流裝置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的底面設有不銹鋼濾網，緩沖匯流裝置2為漏斗結構，計量翻斗3的截面為等腰三角形，結構為兩個簸箕背靠連接狀，設于緩沖匯流裝置2漏斗出口下方的框架結構內，水沙收集裝置5為頂部開口的盒體，設于計量翻斗的下方，所述計量翻斗3的兩端部分別設有磁鐵8，框架結構上對稱設有兩個干簧管7，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計量翻斗運動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置5的下部設有排水口，裝置內設有兩個收集容器6，分別用于計量收集的水和泥沙，所述收集容器的上表面設有一組孔，所述收集容器上表面設有的孔，孔的總面積占水沙收集裝置上表面積的1%。所述干簧管通過導線直接與自動計數儲存裝置的正負極接口電連接，由自動計數儲存裝置統計高電平(即翻動事件)的時間和累計次數(流量)。所述框架結構上設有一對支承軸4，所述支承軸分別位于兩個干簧管的下方，計量翻斗運動的軌跡上，用于對計量翻斗進行限位。所述計量翻斗翻動的臨界流量為3kg。所述徑流收集裝置的頂部設有避雷線。
[0021]整個設備板材選用厚度3mm的不銹鋼板、計量翻斗的轉軸設于框架結構上，材質為不銹鋼、磁鐵選用磁鋼、干簧管為MKA-10110封裝型干簧管和自動計數儲存裝置為PulselOlA事件記錄儀(美國Madgetech公司生產)。
[0022]計量翻斗劃過干簧管的軌跡如圖2所示，如果沿著B或C軌道轉動，由于磁鐵不是從中心垂直劃過，在有某磁性區域內對干簧點作用，時常出現一次劃動出現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，進一步減小劃過脈沖信號的周期，將磁鐵放置在遠離轉軸軸心的一端，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動產生的脈沖信號的最短時間間隔分辨為0.5秒，即計量翻斗翻動速度超過2次/秒，則出現數據偏小，所以整個儀器的流速測量范圍為
0.0L/s_6L/s。
[0025] 申請人:多年的野外工作經驗發現磁鐵和干簧管的安裝位置關系非常關鍵，很多時候由于忽略該點，最終導致信號錯誤，從而監測數據錯誤。
【權利要求】
1.坡面地表徑流量自動監測裝置，包括徑流收集裝置(I)、緩沖匯流裝置(2)、計量翻斗(3)和水沙收集裝置(5)，所述徑流收集裝置(I)設于緩沖匯流裝置(2)的上方，徑流收集裝置(I)的底面為多孔結構，緩沖匯流裝置(2)為漏斗結構，計量翻斗(3)設于緩沖匯流裝置(2)漏斗出口下方的框架結構內，水沙收集裝置設于計量翻斗的下方，其特征在于所述計量翻斗(3)的至少一個端部設有磁鐵(8)，框架結構上設有至少一個干簧管(7)，所述干簧管的中心位于磁鐵隨計量翻斗運動的軌跡上，且管體與軌跡切線垂直；所述水沙收集裝置(5)的下部設有排水口，裝置內設有至少一個收集容器(6)，所述收集容器的上表面設有一組孔。
2.根據權利要求1所述的坡面地表徑流量自動監測裝置，其特征在于還包括自動計數儲存裝置，所述自動計數儲存裝置與干簧管電連接。
3.根據權利要求1所述的坡面地表徑流量自動監測裝置，其特征在于所述框架結構上設有支承軸(4)，所述支承軸位于干簧管(7)的下方，計量翻斗運動的軌跡上。
4.根據權利要求1所述的坡面地表徑流量自動監測裝置，其特征在于所述收集容器上表面設有的孔，孔的總面積占水沙收集裝置上表面積的1%。
5.根據權利要求1所述的坡面地表徑流量自動監測裝置，其特征在于所述計量翻斗翻動的臨界流量為3kg。
6.根據權利要求1所述的坡面地表徑流量自動監測裝置，其特征在于所述徑流收集裝置(I)底面的多孔結構為不銹鋼濾網。
7.根據權利要求1所述的坡面地表徑流量自動監測裝置，其特征在于所述徑流收集裝置的頂部設有避雷線。
【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 優先權日:2014年4月11日
【發明者】杜金華, 黃太慶, 王炳輝 申請人:南京思摩特農業科技有限公司