基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，包括称重机构，称重机构内部设置有收集机构，称重机构外部固接有若干锚杆；称重机构包括承装箱和控制器，承装箱包括箱体，箱体上部铰接有顶盖，箱体内部的底部固定有计量秤；收集机构包括径流收集盒，径流收集盒的底部固定有若干搅拌机构，径流收集盒的底部开设有孔洞，孔洞上固定有电磁阀，径流收集盒的侧面设置有若干浊度识别光学传感器和若干液面检测传感器；径流收集盒固定于计量秤的上方。本发明专利技术还公开了使用该装置进行的监测方法，使用方便，能应用于各类野外复杂侵蚀坡面环境进行实时监测。

Measuring Device and Monitoring Method of Slope Erosion Sediment Based on Runoff Turbidity Recognition

【技术实现步骤摘要】
基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置及监测方法
本专利技术属于水土侵蚀取样监测
，涉及基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，还涉及基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置的监测方法。
技术介绍
目前，我国黄土高原地区生态环境治理越来越成为社会关注焦点问题，其面临的问题主要是水土养分流失、坡地土壤侵蚀等。因此，加强该地区坡地土壤治理工作，有效改善区域生态环境，保障水土资源，仍是现阶段重点解决的生态问题。其中，对重点坡地区域降雨产流和冲蚀产沙的监测及研究，是区域生态环境治理工作的重要环节。在对坡地降雨产流产沙过程开展研究时，精准并实时的径流泥沙测量结果是深入研究的重要基础。但由于实际野外环境复杂多变，坡地区域开展实验条件艰苦，再加之自然降雨过程中山体易发生自然灾害，采集数据的过程很不方便，尤其对于无法保持连续且时刻有可能间断的小流量径流泥沙进行监测较为困难。目前，已有的坡地泥沙监测方法大部分采用集总式取样监测，一次性收集整个降雨过程的坡面产沙量，结合降雨量变化过程进行测算，无法进行实时监测。这样监测获得的数据不能准确反映径流产沙过程情况，无法满足开展研究需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，解决了复杂坡面土壤环境导致径流产沙过程不易实时监测的问题。本专利技术的另一个目的是提供基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置的监测方法。本专利技术所采用的技术方案是，基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，包括称重机构，称重机构内部设置有收集机构，称重机构外部固接有若干锚杆；称重机构包括承装箱，承装箱包括箱体，箱体上部铰接有顶盖，箱体内部设置有控制器，箱体内部的底部固定有计量秤，箱体的侧壁固定有若干个锚杆；收集机构包括径流收集盒，径流收集盒的底部固定有若干搅拌机构，径流收集盒的底部开设有孔洞，孔洞上固定有电磁阀，径流收集盒的侧壁设置有若干浊度识别光学传感器和若干液面检测传感器，径流收集盒的底部固定有若干搅拌机构，径流收集盒固定于箱体的内部；径流收集盒固定于计量秤的上方，锚杆固定于径流收集盒的侧壁，计量秤、搅拌机构、浊度识别光学传感器、液面检测传感器、电磁阀通过控制器电性连接至电源。本专利技术的特点还在于：承装箱上设置有自动启闭器，箱体与顶盖通过自动启闭器铰接，自动启闭器通过控制器电性连接至电源。搅拌机构包括电机，电机固定于径流收集盒底部，电机的主轴上固接有搅拌杆，电机电性连接控制器。搅拌机构有4组，均匀分布于径流收集盒的底部。搅拌杆为螺旋状。计量秤有4个，均匀分布于承装箱内部的底部。浊度识别光学传感器、液面检测传感器均设置有传感器保护罩。承装箱的外底面设置有液压承重装置，液压承重装置包括液压泵，箱体的外底面固定有陀螺仪，陀螺仪和液压泵电性连接控制器。电源为太阳能板电源。本专利技术所提供的另一个技术方案是，基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置的监测方法，包括以下步骤：步骤1：液面监测传感器感应到自然降雨，控制器控制电机启动，搅拌杆开始工作；步骤2：液面监测传感器记录液面上升过程，浊度识别光学传感器记录相应时间节点浊度值，计量秤记录径流收集盒的重量变化过程；步骤3：收集盒内径流达到报警水位，液面监测传感器发送信号至控制器，控制器控制浊度识别光学传感器和计量秤停止工作，电磁阀开启排出径流；当径流液面下降到下限水位时，电磁阀关闭。本专利技术的有益效果：可以进行实时监测，通过分节点实时收集坡面产流，同时对坡面含沙径流中透光浊度值识别采集，结合径流体积、质量和径流液浊度变化关系，获取算径流和含沙率的变化过程。使用该装置进行的监测方法，使用方便，能应用于各类野外复杂侵蚀坡面环境，且坡面径流含沙测量过程连续高效有序，测量结果真实可靠。附图说明图1是本专利技术基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置的结构示意图；图2是本专利技术基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置的收集机构的结构示意图；图3是本专利技术基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置的安装示意图。图中，1.称重机构，1-1.承装箱，1-2.控制器，1-3.箱体，1-4.顶盖，1-5.计量秤，1-6.自动启闭器，1-7.液压承重装置，1-8.液压泵，1-9.陀螺仪，2.收集机构，2-1.径流收集盒，2-2.电磁阀，2-3.浊度识别光学传感器，2-4.液面检测传感器，2-5.搅拌机构，2-6.电机，2-7.搅拌杆，3.锚杆，4.电源。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，如图1所示，包括称重机构1，称重机构1内部设置有收集机构2，称重机构1外部固接有若干锚杆3；称重机构1包括承装箱1-1和控制器1-2，承装箱1-1包括箱体1-3，箱体1-3上部铰接有顶盖1-4，箱体1-3内部的底部固定有计量秤1-5，箱体1-3的侧壁固定有若干个锚杆3；如图2所示，收集机构2包括径流收集盒2-1，径流收集盒2-1的底部固定有4组搅拌机构2-5，径流收集盒2-1的底部开设有孔洞，孔洞上固定有电磁阀2-2，径流收集盒2-1的侧壁设置有10个浊度识别光学传感器2-3和4个液面检测传感器2-4；径流收集盒2-1固定于计量秤1-5的上方，锚杆4固定于径流收集盒2-1的侧壁，计量秤1-5、搅拌机构2-5、浊度识别光学传感器2-3、液面检测传感器2-4、电磁阀2-2通过控制器1-2电性连接至电源4。承装箱1-1上设置有自动启闭器1-6，箱体1-3与顶盖1-4通过自动启闭器1-6铰接，自动启闭器1-6通过控制器1-2电性连接至电源4。搅拌机构2-5包括电机2-6，电机2-6固定于径流收集盒2-1底部，电机2-6的主轴上固接有搅拌杆2-7，电机2-6电性连接控制器1-2。搅拌机构2-5有4组，均匀分布于径流收集盒2-1的底部。搅拌杆2-7为螺旋状。搅拌机构2-5的设置目的是防止径流中泥沙沉淀，另外避免搅拌过程中打碎泥沙分布形态。计量秤1-5有4个，均匀分布于承装箱1-1内部的底部，设置于箱体1-3的四角位置。浊度识别光学传感器2-3、液面检测传感器2-4均设置有传感器保护罩。如图3所示，承装箱1-1固定有锚杆3，安装时通过锚杆3将本装置固定于直面。承装箱1-1的底部设置有液压承重装置1-7，液压承重装置1-7的作用是自动保持整个装置处于水平状态。液压承重装置1-7包括陀螺仪1-9和液压泵1-8，陀螺仪1-9和液压泵1-8电性连接控制器1-2。陀螺仪1-9用来控制水平的方向，通过陀螺仪1-9的判断来确定装置的水平位置，如果由于装置内盛装径流不均匀发生倾斜，陀螺仪1-9向控制器1-2发出指令，控制器1-2通过液压泵1-8向泵腔内注入液压油来控制液压装置的伸缩，进而达到装置平衡的目的。自动启闭器1-6由电机和回转件构成，通过控制器1-2对自动启闭器1-6的电机发出指令，回转件工作使得顶盖1-4旋转，实现顶盖1-4的启闭。电源4通过太阳能板电源提供电源，保证了持续监测对电力的需求。电磁阀2-2与控制器1-2相连接，自动排出径流收集盒2-1内的径流液。箱体1-3侧面设置有凸起固定桩，确保径流收集盒横向不发生位移。控制器1-2为BeckhoffCX-5020嵌入式控制器，对整个装置进行实时监控并及时进行相应的控制。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，其特征在于，包括称重机构(1)，所述称重机构(1)内部设置有收集机构(2)，所述称重机构(1)外部固接有若干锚杆(3)；所述称重机构(1)包括承装箱(1‑1)，所述承装箱(1‑1)包括箱体(1‑3)，所述箱体(1‑3)上部铰接有顶盖(1‑4)，所述箱体(1‑3)内部设置有控制器(1‑2)，所述箱体(1‑3)内部的底部固定有计量秤(1‑5),所述箱体(1‑3)的侧壁固定有若干个锚杆(3)；所述收集机构(2)包括径流收集盒(2‑1)，所述径流收集盒(2‑1)的底部开设有孔洞，所述孔洞上固定有电磁阀(2‑2)，所述径流收集盒(2‑1)的侧面设置有若干浊度识别光学传感器(2‑3)和若干液面检测传感器(2‑4)，所述径流收集盒(2‑1)的底部固定有若干搅拌机构(2‑5)，所述径流收集盒(2‑1)固定于箱体(1‑3)内部；所述径流收集盒(2‑1)固定于计量秤(1‑5)的上方，所述锚杆(3)固定于箱体(1‑3)的侧壁，所述计量秤(1‑5)、搅拌机构(2‑5)、浊度识别电磁阀(2‑2)、浊度识别光学传感器(2‑3)、液面检测传感器(2‑4)通过控制器(1‑2)电性连接至电源(4)。...

【技术特征摘要】
1.基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，其特征在于，包括称重机构(1)，所述称重机构(1)内部设置有收集机构(2)，所述称重机构(1)外部固接有若干锚杆(3)；所述称重机构(1)包括承装箱(1-1)，所述承装箱(1-1)包括箱体(1-3)，所述箱体(1-3)上部铰接有顶盖(1-4)，所述箱体(1-3)内部设置有控制器(1-2)，所述箱体(1-3)内部的底部固定有计量秤(1-5),所述箱体(1-3)的侧壁固定有若干个锚杆(3)；所述收集机构(2)包括径流收集盒(2-1)，所述径流收集盒(2-1)的底部开设有孔洞，所述孔洞上固定有电磁阀(2-2)，所述径流收集盒(2-1)的侧面设置有若干浊度识别光学传感器(2-3)和若干液面检测传感器(2-4)，所述径流收集盒(2-1)的底部固定有若干搅拌机构(2-5)，所述径流收集盒(2-1)固定于箱体(1-3)内部；所述径流收集盒(2-1)固定于计量秤(1-5)的上方，所述锚杆(3)固定于箱体(1-3)的侧壁，所述计量秤(1-5)、搅拌机构(2-5)、浊度识别电磁阀(2-2)、浊度识别光学传感器(2-3)、液面检测传感器(2-4)通过控制器(1-2)电性连接至电源(4)。2.根据权利要求1所述的基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，其特征在于，所述承装箱(1-1)上设置有自动启闭器(1-6)，所述箱体(1-3)与顶盖(1-4)通过自动启闭器(1-6)铰接，所述自动启闭器(1-6)通过控制器(1-2)电性连接至电源(4)。3.根据权利要求1所述的基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，其特征在于，所述搅拌机构(2-5)包括电机(2-6)，所述电机(2-6)固定于径流收集盒(2-1)底部，所述电机(2-6)的主轴上固接有搅拌杆(2-7)，所述电机(2-6)通过控制器(1-2)电性连接至电源(4)。4.根据权利要求3所述的基于径流浊度识别的坡面侵蚀泥沙的测量装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓鹏，周蓓蓓，韦开，穆卫谊，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61