双通道自净式径流泥沙自动监测设备及监测方法技术

本发明专利技术公开了一种双通道自净式径流泥沙自动监测设备及监测方法，技术方案包括进流管，所述进流管经分流阀分别连接安装在壳体上的两套径流泥沙收集监测装置，每套径流泥沙收集监测装置包括Y形分流管，所述Y形分流管的进口连接导流管，两个出口分别经软管道连接储流室和泥沙测量室的进口，所述储流室和泥沙测量室均设有水位计，底部出口均设有阀门；所述储流室经支撑件固定在壳体上，所述泥沙测量室底部装有称重传感器。本发明专利技术结构简单、易于控制、不易淤积泥沙、具有自净能力、运行稳定、准确性高、使用寿命长、适应性好。适应性好。适应性好。

【技术实现步骤摘要】
双通道自净式径流泥沙自动监测设备及监测方法


[0001]本专利技术涉及一种水土保持监测领域，具体的说是一种双通道自净式径流泥沙自动监测设备及监测方法。

技术介绍

[0002]水土保持监测的核心是径流中泥沙的监测，径流中的泥沙不同于大气、水体等均质物质的监测，其具有不均一性、性质差异大、属性不稳定等特点，根据泥沙测量方法的不同可以分为比重法、γ射线法、振动法、超声波法、电容法、光电法、激光法等，除比重法外，除原理简单的比重法以外，其他方法均受制于传感器测量条件要求、精度范围及供能情况限制，大多不适宜于野外粗放环境。如超声波法、电容法、光电法、激光法均须保证待测径流为均质液体或胶体，γ射线法、振动法则需提供额外的高功率供能装置。此类设备在实验室条件下对于测量各土类基本侵蚀特性有一定意义，但其研究制造均立足于实验室条件下的高精准测量，依赖于高管护条件，不适宜于野外大面积复杂环境条件下布设，实际应用推广困难。
[0003]比重法是目前泥沙含量测量的主流方法，应用其原理的泥沙监测设备拥有结构简单、精度相对较高，测量条件宽泛等优点，考虑到基于比重法的泥沙监测设备多依赖于静态测量环境、小型径流瓶或称重瓶等集中测量单元、单一进水口等基本条件，当前泥沙监测设备仍不可避免的会出现容易淤积、缺乏自洁能力、无法全过程监测、运行不稳定、监测区间范围小等缺点。
[0004]部分专利解决了其中一部分问题，如专利全径流泥沙自动监测仪 (CN201910537603.8)/全径流泥沙自动监测仪(CN201920933716.5) 公开了一种全径流泥沙自动监测仪，该设备通过设置2个测量单元，并通过分水管进行轮流监测，这种设计解决了大部分泥沙监测设备无法全过程监测的问题，但设计成本高，且分水管的设计与监测单元变小使设备更容易被泥沙淤积，长期运行下存在误差变大可能；
[0005]专利野外径流泥沙自动监测设备及监测方法(CN201610681714.2) 公开了一种全新结构设计的径流泥沙自动监测设备和方法，该设备通过设计大的储流室并通过算法解决无法全过程监测的问题，并通过改良排水通道，增大了排流力度，这种设计巧妙的达到了全过程监测的目的，且改进的排流通道减少了泥沙淤积。但该设备改进的储流室使其在监测小规模径流时，误差会明显放大。
[0006]专利测容式全量径流泥沙自动监测装置(CN202011004692.9) 公开了一种测容式全量径流泥沙自动监测装置，该装置也设置了2 个测量单元，利用翻斗装置进行两侧分流一定程度上解决了全过程监测的问题，但采用翻斗式分流结构往往淤积明显，停留在分流口泥沙的淤积和冲刷现象会造成测量不稳定，进而造成明显误差。
[0007]专利动态径流泥沙自动监测仪(CN201520151152.1)公开了一种泥沙自动监测装置，该装置采用虹吸设计定，又采用称重瓶底部直接排水，一定程度可以防止淤积，采用水流冲刷叶轮来计算流量，运行较为稳定，但采用虹吸设计本身增加了径流拐点，淤积易发生
在进水口，而采用结构简单的叶轮计算流量，会直接造成径流统计误差较大，进而影响监测准确性。
[0008]综上，目前主流的径流泥沙监测设备都在克服和解决不能连续采样造成的误差现象。但解决不能连续采样而采用多个同步测量单元，必然带来进水排水管道尺寸缩小或结构复杂，进而更容易出现淤积、测量不稳定、长期运行误差大等现象，要缓解淤积问题，总体排水路径必须结构简单，静态测量过程少，排水口大而垂直。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、易于控制、不易淤积泥沙、具有自净能力、运行稳定、准确性高、使用寿命长、适应性好的双通道自净式径流泥沙自动监测设备。
[0010]本专利技术还提供一种使用上述监测设备的监测方法，具有操作方法简单、可靠性好、自净能力好、稳定性好的优点。
[0011]本专利技术双通道自净式径流泥沙自动监测设备，包括进流管，所述进流管经分流阀分别连接安装在壳体上的两套径流泥沙收集监测装置，其特征在于，每套径流泥沙收集监测装置包括Y形分流管，所述 Y形分流管的进口连接导流管，两个出口分别经软管道连接储流室和泥沙测量室的进口，所述储流室和泥沙测量室均设有水位计，底部出口均设有阀门；所述储流室经支撑件固定在壳体上，所述泥沙测量室底部装有称重传感器。
[0012]所述储流室的安装高度高于泥沙测量室，所述储流室的底部出口还经软管道与泥沙测量室的进口连接。
[0013]还设有导流板。
[0014]所述储流室的体积不小于泥沙测量室。
[0015]所述称重传感器经固定件固定在壳体底部，所述壳体底部还开有排水口。
[0016]所述进流管内设有可拆式筛网。
[0017]所述进流管的分流阀、储流室及泥沙测量室底部出口的阀门均为电磁阀门。
[0018]所述进流管、储流室和泥沙测量室底部的电磁阀门分别与控制器的输出端连接，所述控制器的输入端分别与所述储流室和泥沙测量的水位计连接。
[0019]本专利技术双通道自净式径流泥沙自动监测方法，包括以下方法：
[0020]进行监测时，径流通入进流管，控制分流阀使两套径流泥沙收集监测装置轮流开启，一套开启时另一套关闭，开启的径流泥沙收集监测装置用于连续进流，关闭的径流泥沙收集监测装置用于测量，从而实现全阶段流体收集；
[0021]其中，在开启的径流泥沙收集监测装置中，径流经导流管进入Y 形分流管进口，再经Y形分流管的两个出口分别经软管道流入对应储流室及泥沙测量室，当储流室及泥沙测量室的水位升至设定水位时，分流阀控制关闭该套径流泥沙收集监测装置，开启另一套径流泥沙收集监测装置连续进流；
[0022]在关闭的该套径流泥沙收集监测装置中完成测量数据的采集后，先打开泥沙测量室底部的阀门排空泥沙测量室，然后打开储流室底部的阀门将储流室内的液体经软管道送入泥沙测量室进行冲洗；在排空储流室，完成对泥沙测量室的冲洗后，关闭所有出口阀门，等待另一套径流泥沙收集监测装置完成连续进流后，重新开启该套径流泥沙收集监测装
置。
[0023]在关闭的该套径流泥沙收集监测装置中的测量数据采集方法为: 利用水位计分别读取经过连续进流时间t后，储流室和泥沙测量室的水位分别为h
t1
和h
t2
，换算得知，其对应的体积为分别位V
t1
和V
t2
，利用称重传感器读数泥沙测量室的重量为m
t
，则此时可得，
[0024]t时段内径流量
[0025]t时段内平均泥沙率为
[0026]t时段内泥沙量
[0027]针对
技术介绍
中存在的问题，专利技术人进行了如下改进：
[0028](1)每套径流泥沙收集监测装置分别设置储流室和泥沙测量室，分别用水位计采集计量储流室和泥沙测量室内的水位数据，用于测量单位时间内的径流量，同时在泥沙测量室设置称重传感器，单独测量泥沙测量室的重量，以计算单位时间内的泥沙量和平均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双通道自净式径流泥沙自动监测设备，包括进流管，所述进流管经分流阀分别连接安装在壳体上的两套径流泥沙收集监测装置，其特征在于，每套径流泥沙收集监测装置包括Y形分流管，所述Y形分流管的进口连接导流管，两个出口分别经软管道连接储流室和泥沙测量室的进口，所述储流室和泥沙测量室均设有水位计，底部出口均设有阀门；所述储流室经支撑件固定在壳体上，所述泥沙测量室底部装有称重传感器。2.如权利要求1所述的双通道自净式径流泥沙自动监测设备，其特征在于，所述储流室的安装高度高于泥沙测量室，所述储流室的底部出口还经软管道与泥沙测量室的进口连接。3.如权利要求2所述的双通道自净式径流泥沙自动监测设备，其特征在于，所述泥沙测量室设有导流板。4.如权利要求2所述的双通道自净式径流泥沙自动监测设备，其特征在于，所述储流室的体积不小于泥沙测量室。5.如权利要求1所述的双通道自净式径流泥沙自动监测设备，其特征在于，所述称重传感器经固定件固定在壳体底部，所述壳体底部还开有排水口。6.如权利要求1所述的双通道自净式径流泥沙自动监测设备，其特征在于，所述进流管内设有可拆式筛网。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的双通道自净式径流泥沙自动监测设备，其特征在于，所述进流管的分流阀、储流室及泥沙测量室底部出口的阀门均为电磁阀门。8.如权利要求7所述的双通道自净式径流泥沙自动监测设备，其特征在于，所述进流管、储流室和泥沙测量室底部的电磁阀门分别与控制器的输出端连接，所述控制器的输入端分别与所述储流室和泥沙测量的水位计连接。9.一种双通道自净式径流泥沙自动监测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洋，李仁华，王玮，姚赫，张勇，邓鑫欣，周媛，陈文夫，赵俊华，张歆，项宇，孙驷阳，王秋霞，林庆明，张友辉，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站，
类型：发明
国别省市：