CN110672068A - 一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，包括引流架，引流架的内腔底壁是倾斜的引流面，引流架的顶端固定连接有横板，横板上设有升降机构，升降机构上安装有升降座，升降座的底端固定安装有水沙量检测器，引流架的底端固定安装有控制箱，控制箱的内腔顶壁固定安装有小波分析器，控制箱的内腔底壁固定安装有微处理器，控制箱的底端固定安装有无线传输装置；利用水沙量检测器检测引流架内引流的水流，检测水沙量情况，并把检测的数据传输给小波分析器；并把处理后的数据通过微处理器和无线传输装置的相互配合传输到后方监控中心，使得后方工作人员可以直接观察到，保证水土流失监控质量。

Description

一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪

技术领域

本发明涉及水土流失监测技术领域，尤其是一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪。

背景技术

水土流失是指由于自然或人为因素的影响、雨水不能就地消纳、顺势下流、冲刷土壤，造成水分和土壤同时流失的现象。主要原因是地面坡度大、土地利用不当、地面植被遭破坏、耕作技术不合理、土质松散、滥伐森林、过度放牧等。水土流失的危害主要表现在：土壤耕作层被侵蚀、破坏，使土地肥力日趋衰竭；淤塞河流、渠道、水库，降低水利工程效益，甚至导致水旱灾害发生，严重影响工农业生产；水土流失对山区农业生产及下游河道带来严重威胁。

因此，对水土流失的监控十分重要。现有的水土流失监控设备只能流于表面的视频摄像或拍摄监控，对于具体的泥沙流失情况缺乏有效的直接监控，导致监控信息不准确，难以满足现代水土流失监控需求。

为此，本发明提供了一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，包括引流架，所述引流架是U型结构，引流架的内腔底壁是倾斜的引流面，引流架的底端左右两侧分别设有第一支腿和第二支腿，引流架的顶端固定连接有横板，所述横板上设有升降机构，所述升降机构上还安装有升降座，所述升降座的底端固定安装有水沙量检测器，所述横板的顶端固定连接有立架，所述立架是U型结构，立架的上方设有摄像头，所述摄像头通过固定杆固定安装在立架的顶端，所述引流架的底端固定安装有控制箱，所述控制箱设在第一支腿和第二支腿之间，控制箱的内腔顶壁固定安装有小波分析器，控制箱的内腔底壁固定安装有微处理器，控制箱的底端固定安装有无线传输装置，所述微处理器分别连接有小波分析器和无线传输装置，所述小波分析器分别连接有摄像头和水沙量检测器，所述微处理器与后方监控中心连接，整个装置使用时，引流架通过第一支腿和第二支腿安装在待检测地点，然后通过升降机构调整水沙量检测器的高度，并利用水沙量检测器检测引流架内引流的水流，检测水沙量情况，并把检测的数据传输给小波分析器；同时通过摄像头视频监控水土流失情况，并把监控的视频传输给小波分析器，利用小波分析器对检测数据和监控视频进行处理，并把处理后的数据通过微处理器和无线传输装置的相互配合传输到后方监控中心，使得后方工作人员可以直接观察到，保证水土流失监控质量；且通过水沙量检测器可以直接观察到水土流失的具体情况，保证水土流失监测的准确性。

在进一步的实施例中，所述升降机构包括两对滑轨，两对所述滑轨相互对称的分设在引流架的内腔前后壁，两对滑轨之间滑动连接有升降座，所述升降座的顶端通过轴承座转动连接有第三螺杆，所述第三螺杆的顶端贯穿横板且固定连接有第三转盘，第三螺杆的轴线与第三转盘的轴线重合，所述水沙量检测器安装在升降座的底端，通过正向转动第三转盘，第三转盘带动第三螺杆转动，第三螺杆推动升降座沿着滑轨下降，从而降低水沙量检测器的高度；反之，反向转动第三转盘，第三转盘带动第三螺杆转动，第三螺杆推动升降座沿着滑轨上升，从而提升水沙量检测器的高度，整个调整过程十分简单，便于工作人员根据引流架上的水沙流量调整水沙量检测器的高度，保证检测效果。

在进一步的实施例中，所述第一支腿是L型板结构，第一支腿的底端均匀的嵌设有若干第一螺杆，第一支腿与第一螺杆之间是螺纹连接，第一螺杆的顶端固定连接有第一转盘，第一螺杆的轴线与第一转盘的轴线重合，第一螺杆的底端固定连接有钻头，通过正向转动第一转盘，使得第一转盘带动第一螺杆转动，进而通过第一螺杆带动钻头转动，利用钻头破开土壤，使得第一螺杆插入土壤中，从而保证第一支腿的牢固性，进而保证引流架的稳定性；

所述第二支腿是U型结构，第二支腿的底端嵌设有导向筒，所述导向筒是底端敞口的圆筒结构，导向筒的顶壁嵌设有第二螺杆，导向筒与第二螺杆之间是螺纹连接，所述第二螺杆的顶端固定连接有第二转盘，第二螺杆的轴线与第二转盘的轴线重合，第二螺杆的外圆面套设有与导向筒相配合的升降筒，第二螺杆与升降筒之间是螺纹连接，所述升降筒的内腔底壁固定安装有微型电机，所述微型电机上转动连接有转轴，所述转轴的底端贯穿升降筒的底壁且固定连接有破土锥，所述转轴与升降筒之间是转动连接，通过正向转动第二转盘，进而利用第二转盘带动第二螺杆转动，第二螺杆推动升降筒沿着导向筒下滑，从而降下破土锥，然后通过微型电机配合转轴带动破土锥高速旋转，破开土壤，从而把升降筒插入土壤中，从而保证第二支腿的稳定性；且通过伸出升降筒可以调整第二支腿的高度，进而配合第一支腿可以实现在不同地面平衡引流架，提高引流架的安装适应地形范围，从而能满足多种地形的水土流失检测需求，保证检测质量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中引流架通过第一支腿和第二支腿安装在待检测地点，然后利用水沙量检测器检测引流架内引流的水流，检测水沙量情况，并把检测的数据传输给小波分析器；同时通过摄像头视频监控水土流失情况，并把监控的视频传输给小波分析器，利用小波分析器对检测数据和监控视频进行处理，并把处理后的数据通过微处理器和无线传输装置的相互配合传输到后方监控中心，使得后方工作人员可以直接观察到，保证水土流失监控质量；且通过水沙量检测器可以直接观察到水土流失的具体情况，保证水土流失监测的准确性；

2、本发明通过正向转动第三转盘，第三转盘带动第三螺杆转动，第三螺杆推动升降座沿着滑轨下降，从而降低水沙量检测器的高度；反之，反向转动第三转盘，可以提升水沙量检测器的高度，整个调整过程十分简单，便于工作人员根据引流架上的水沙流量调整水沙量检测器的高度，保证检测效果；

3、本发明通过正向转动第一转盘，使得第一转盘带动第一螺杆转动，进而通过第一螺杆带动钻头转动，利用钻头破开土壤，使得第一螺杆插入土壤中，从而保证第一支腿的牢固性，进而保证引流架的稳定性；

4、本发明通过正向转动第二转盘，进而利用第二转盘带动第二螺杆转动，第二螺杆推动升降筒沿着导向筒下滑，从而降下破土锥，然后通过微型电机配合转轴带动破土锥高速旋转，破开土壤，从而把升降筒插入土壤中，从而保证第二支腿的稳定性；

5、本发明通过伸出升降筒可以调整第二支腿的高度，进而配合第一支腿可以实现在不同地面平衡引流架，提高引流架的安装适应地形范围，从而能满足多种地形的水土流失检测需求，保证检测质量。

附图说明

图1为一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪的正视图的结构示意图；

图2为一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪的正视剖视图的结构示意图；

图3为一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪的高度调节机构的结构示意图；

图4为一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪的高度调节机构的立体结构示意图。

图中：1-引流架，2-引流面，3-第一支腿，31-第一螺杆，32-第一转盘，33-钻头，4-第二支腿，41-导向筒，42-第二螺杆，43-第二转盘，44-升降筒，45-微型电机，46-转轴，47-破土锥，5-控制箱，6-小波分析器，7-微处理器，8-无线传输装置，9-横板，10-升降机构，101-第三螺杆，102-第三转盘，103-轴承座，104-滑轨，11-升降座，12-水沙量检测器，13-立架，14-固定杆，15-摄像头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参见图1-2，一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，包括引流架1，所述引流架1是U型结构，引流架1的内腔底壁是倾斜的引流面2，引流架1的底端左右两侧分别设有第一支腿3和第二支腿4，引流架1的顶端固定连接有横板9，所述横板9上设有升降机构10，所述升降机构10上还安装有升降座11，所述升降座11的底端固定安装有水沙量检测器12，所述横板9的顶端固定连接有立架13，所述立架13是U型结构，立架13的上方设有摄像头15，所述摄像头15通过固定杆14固定安装在立架13的顶端，所述引流架1的底端固定安装有控制箱5，所述控制箱5设在第一支腿3和第二支腿4之间，控制箱5的内腔顶壁固定安装有小波分析器6，控制箱5的内腔底壁固定安装有微处理器7，控制箱5的底端固定安装有无线传输装置8，所述微处理器7分别连接有小波分析器6和无线传输装置8，所述小波分析器6分别连接有摄像头15和水沙量检测器12，所述微处理器7与后方监控中心连接，整个装置使用时，引流架1通过第一支腿3和第二支腿4安装在待检测地点，然后通过升降机构10调整水沙量检测器12的高度，并利用水沙量检测器12检测引流架1内引流的水流，检测水沙量情况，并把检测的数据传输给小波分析器6；同时通过摄像头15视频监控水土流失情况，并把监控的视频传输给小波分析器6，利用小波分析器6对检测数据和监控视频进行处理，并把处理后的数据通过微处理器7和无线传输装置8的相互配合传输到后方监控中心，使得后方工作人员可以直接观察到，保证水土流失监控质量；且通过水沙量检测器12可以直接观察到水土流失的具体情况，保证水土流失监测的准确性。

所述升降机构10包括两对滑轨104，两对所述滑轨104相互对称的分设在引流架1的内腔前后壁，两对滑轨104之间滑动连接有升降座11，所述升降座11的顶端通过轴承座103转动连接有第三螺杆101，所述第三螺杆101的顶端贯穿横板9且固定连接有第三转盘102，第三螺杆101的轴线与第三转盘102的轴线重合，所述水沙量检测器12安装在升降座11的底端，通过正向转动第三转盘102，第三转盘102带动第三螺杆101转动，第三螺杆101推动升降座11沿着滑轨104下降，从而降低水沙量检测器12的高度；反之，反向转动第三转盘102，第三转盘102带动第三螺杆101转动，第三螺杆101推动升降座11沿着滑轨104上升，从而提升水沙量检测器12的高度，整个调整过程十分简单，便于工作人员根据引流架1上的水沙流量调整水沙量检测器12的高度，保证检测效果。

实施例2

请参见图2-4，与实施例1相区别的是：所述第一支腿3是L型板结构，第一支腿3的底端均匀的嵌设有若干第一螺杆31，第一支腿3与第一螺杆31之间是螺纹连接，第一螺杆31的顶端固定连接有第一转盘32，第一螺杆31的轴线与第一转盘32的轴线重合，第一螺杆31的底端固定连接有钻头33，通过正向转动第一转盘32，使得第一转盘32带动第一螺杆31转动，进而通过第一螺杆31带动钻头33转动，利用钻头33破开土壤，使得第一螺杆31插入土壤中，从而保证第一支腿3的牢固性，进而保证引流架1的稳定性；

所述第二支腿4是U型结构，第二支腿4的底端嵌设有导向筒41，所述导向筒41是底端敞口的圆筒结构，导向筒41的顶壁嵌设有第二螺杆42，导向筒41与第二螺杆42之间是螺纹连接，所述第二螺杆42的顶端固定连接有第二转盘43，第二螺杆42的轴线与第二转盘43的轴线重合，第二螺杆42的外圆面套设有与导向筒41相配合的升降筒44，第二螺杆42与升降筒44之间是螺纹连接，所述升降筒44的内腔底壁固定安装有微型电机45，所述微型电机45上转动连接有转轴46，所述转轴46的底端贯穿升降筒44的底壁且固定连接有破土锥47，所述转轴46与升降筒44之间是转动连接，通过正向转动第二转盘43，进而利用第二转盘43带动第二螺杆42转动，第二螺杆42推动升降筒44沿着导向筒41下滑，从而降下破土锥47，然后通过微型电机45配合转轴46带动破土锥47高速旋转，破开土壤，从而把升降筒44插入土壤中，从而保证第二支腿4的稳定性；且通过伸出升降筒44可以调整第二支腿4的高度，进而配合第一支腿3可以实现在不同地面平衡引流架1，提高引流架1的安装适应地形范围，从而能满足多种地形的水土流失检测需求，保证检测质量。

实施例1-2的工作原理：整个装置使用时，引流架1通过第一支腿3和第二支腿4安装在待检测地点，然后通过升降机构10调整水沙量检测器12的高度，并利用水沙量检测器12检测引流架1内引流的水流，检测水沙量情况，并把检测的数据传输给小波分析器6；同时通过摄像头15视频监控水土流失情况，并把监控的视频传输给小波分析器6，利用小波分析器6对检测数据和监控视频进行处理，并把处理后的数据通过微处理器7和无线传输装置8的相互配合传输到后方监控中心，使得后方工作人员可以直接观察到，保证水土流失监控质量；且通过水沙量检测器12可以直接观察到水土流失的具体情况，保证水土流失监测的准确性；

其中，通过第一螺杆31带动钻头33转动，利用钻头33破开土壤，使得第一螺杆31插入土壤中，从而保证第一支腿3的牢固性；通过正向转动第二转盘43，进而利用第二转盘43带动第二螺杆42转动，第二螺杆42推动升降筒44沿着导向筒41下滑，从而降下破土锥47，然后通过微型电机45配合转轴46带动破土锥47高速旋转，破开土壤，从而把升降筒44插入土壤中，从而保证第二支腿4的稳定性；且通过伸出升降筒44可以调整第二支腿4的高度，进而配合第一支腿3可以实现在不同地面平衡引流架1，提高引流架1的安装适应地形范围，从而能满足多种地形的水土流失检测需求，保证检测质量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，包括引流架(1)，其特征在于，所述引流架(1)是U型结构，引流架(1)的内腔底壁是倾斜的引流面(2)，引流架(1)的底端左右两侧分别设有第一支腿(3)和第二支腿(4)，引流架(1)的顶端固定连接有横板(9)，所述横板(9)上设有升降机构(10)，所述升降机构(10)上还安装有升降座(11)，所述升降座(11)的底端固定安装有水沙量检测器(12)，所述横板(9)的顶端固定连接有立架(13)，所述立架(13)是U型结构，立架(13)的上方设有摄像头(15)，所述摄像头(15)通过固定杆(14)固定安装在立架(13)的顶端，所述引流架(1)的底端固定安装有控制箱(5)，所述控制箱(5)设在第一支腿(3)和第二支腿(4)之间，控制箱(5)的内腔顶壁固定安装有小波分析器(6)，控制箱(5)的内腔底壁固定安装有微处理器(7)，控制箱(5)的底端固定安装有无线传输装置(8)，所述微处理器(7)分别连接有小波分析器(6)和无线传输装置(8)，所述小波分析器(6)分别连接有摄像头(15)和水沙量检测器(12)，所述微处理器(7)与后方监控中心连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，其特征在于，所述升降机构(10)包括两对滑轨(104)，两对所述滑轨(104)相互对称的分设在引流架(1)的内腔前后壁，两对滑轨(104)之间滑动连接有升降座(11)，所述升降座(11)的顶端通过轴承座(103)转动连接有第三螺杆(101)，所述第三螺杆(101)的顶端贯穿横板(9)且固定连接有第三转盘(102)，所述水沙量检测器(12)安装在升降座(11)的底端。

3.根据权利要求2所述的一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，其特征在于，第三螺杆(101)的轴线与第三转盘(102)的轴线重合。

4.根据权利要求1所述的一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，其特征在于，所述第一支腿(3)是L型板结构，第一支腿(3)的底端均匀的嵌设有若干第一螺杆(31)，第一支腿(3)与第一螺杆(31)之间是螺纹连接，第一螺杆(31)的顶端固定连接有第一转盘(32)，第一螺杆(31)的底端固定连接有钻头(33)。

5.根据权利要求4所述的一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，其特征在于，第一螺杆(31)的轴线与第一转盘(32)的轴线重合。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，其特征在于，所述第二支腿(4)是U型结构，第二支腿(4)的底端嵌设有导向筒(41)，导向筒(41)的顶壁嵌设有第二螺杆(42)，导向筒(41)与第二螺杆(42)之间是螺纹连接，所述第二螺杆(42)的顶端固定连接有第二转盘(43)，第二螺杆(42)的外圆面套设有与导向筒(41)相配合的升降筒(44)，第二螺杆(42)与升降筒(44)之间是螺纹连接，所述升降筒(44)的内腔底壁固定安装有微型电机(45)，所述微型电机(45)上转动连接有转轴(46)，所述转轴(46)的底端贯穿升降筒(44)的底壁且固定连接有破土锥(47)，所述转轴(46)与升降筒(44)之间是转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，其特征在于，所述导向筒(41)是底端敞口的圆筒结构。

8.根据权利要求6所述的一种基于小波分析技术的水土流失动态监测仪，其特征在于，第二螺杆(42)的轴线与第二转盘(43)的轴线重合。

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