CN110806237B - 水土保持用可调式地表径流监测装置 - Google Patents

Abstract

水土保持用可调式地表径流监测装置，包括箱体，箱体顶侧的开口处设有箱盖，箱体内设有隔板，隔板使箱体分隔成左右两个蓄水池，活塞的顶侧与竖管内壁的顶侧通过套装于活塞杆外周的弹簧相连接，箱体右侧的蓄水池内所有浮板，浮板与活塞杆通过连杆固定连接，箱盖的顶侧固定安装机械计数器，机械计数器的输入轴与连杆通过传动装置传动连接；箱体右侧的中部开设第二通孔，第二通孔内密封安装第二倒U型管，箱体左侧的上部设置有引流管。本发明结构简单，构思巧妙，相较于现有的称重式测量装置更加可靠，通过虹吸原理排水，相较于现有的翻斗式测量更加稳定，能够满足市场需求，适合推广。

Description

水土保持用可调式地表径流监测装置

技术领域

本发明属于地表径流监测装置领域，具体地说是一种水土保持用可调式地表径流监测装置。

背景技术

目前，坡面径流过程中的流量自动观测是野外实验的难点问题，坡面径流的自动监测方法主要有称重式和翻斗式，主要受制造工艺、稳定结构设计、测量范围、测量精度和误差不确定等多方面的制约；称重式测量装置一般采用大量的电子软件进行控制，导致结构复杂，维修困难，且电子器件设有寿命有限，可靠性低，而翻斗式测量装置一般在翻斗翻转时容易产生较大的震动，容易使测量装置松动，从而精度降低，无法满足实际需求，故我们发明了水土保持用可调式地表径流监测装置。

发明内容

本发明提供一种水土保持用可调式地表径流监测装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

水土保持用可调式地表径流监测装置，包括箱体，箱体顶侧的开口处设有箱盖，箱体内设有隔板，隔板使箱体分隔成左右两个蓄水池，隔板的上部开设第一通孔，第一通孔内密封安装第一倒U型管，第一倒U型管顶部中间的预留孔固定连接竖管的下端，竖管的下端与第一倒U型管内部连通，竖管内配合安装活塞，竖管的外周位于活塞的上方开设泄压孔，活塞的顶侧固定连接活塞杆的下端，活塞杆的上端穿过竖管上端的预留孔位于竖管的外部，活塞的顶侧与竖管内壁的顶侧通过套装于活塞杆外周的弹簧相连接，箱体右侧的蓄水池内所有浮板，浮板与活塞杆通过连杆固定连接，箱盖的顶侧固定安装机械计数器，机械计数器的输入轴与连杆通过传动装置传动连接；箱体右侧的中部开设第二通孔，第二通孔内密封安装第二倒U型管，箱体左侧的上部设置有引流管。

如上所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，所述的传动装置包括开设于箱盖顶侧的插孔，插孔内活动安装插杆，插杆的前侧设有横轴，横轴外周的两端分别轴承安装轴座，轴座分别与箱盖固定连接，横轴外周的中部通过阻尼轴承转动安装齿轮，插杆的前侧开设条形齿槽，齿轮与条形齿槽啮合配合，横轴的右端与机械计数器的输入轴固定连接，插杆的下端与连杆的顶侧接触配合。

如上所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，所述的插杆的下端固定安装橡胶块，齿轮沿条形齿槽从最上方滚动至最下方，齿轮转动一周。

如上所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，所述的第一倒U型管与第二倒U型管左侧竖管的下部为伸缩管，伸缩管的上端与对应的第一倒U型管或第二倒U型管的下端连通，伸缩管外周的下端固定安装环形浮板，环形浮板的底侧分别通过数个弹簧杆与箱体的底部固定连接。

如上所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，所述的浮板的底侧与箱体的底部通过竖向的伸缩杆固定连接。

如上所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，所述的插杆的上端固定安装透明板，透明板位于机械计数器的上方。

本发明的优点是：本发明结构简单，构思巧妙，利用双虹吸系统对径流进行定量放流，利用机械计数器记录放流的次数，便能够计算出径流量，利用纯机械结构便能够实现水的测量，相较于现有的称重式测量装置更加可靠，通过虹吸原理排水，相较于现有的翻斗式测量更加稳定，能够满足市场需求，适合推广。本发明适用于小流经径流的监测，使用本发明时，首先将本装置固定在适当的位置，并使径流通过引流管缓慢流入箱体的左侧的蓄水池内，当左侧的蓄水池内液面到达第一倒U型管构成虹吸系统排水水位时，第一倒U型管将左侧蓄水池内的水引入右侧的蓄水池内，随右侧蓄水池内液面的升高，浮板在浮力的作用下向上移动，浮板通过连杆带动活塞杆向上移动，活塞杆带动活塞沿竖管向上移动，弹簧被压缩，至右侧的蓄水池液面到达第二倒U型管形成虹吸原理的排水位，第二倒U型管开始排水，此时活塞位于泄压孔的上方，第一倒U型管的顶部与箱体上方的空气通过泄压孔连通，使第一倒U型管形成的虹吸排水停止，箱体的右侧设有通气孔，使箱体与外部气压相同，由于左侧的蓄水池大于右侧的蓄水池，故，左侧蓄水池液面下降三分之一便能够使右侧的蓄水池液面到达第二倒U型管的排水位置，此时左侧蓄水池的液面仍高于右侧蓄水池的液面，连杆向上移动时通过传动装置带动机械计数器的输入轴转动一周，完成一次计数，统计径流量时，根据测定的右侧的蓄水池排水时内部水的量乘机械计数器记录的次数，再加上左侧蓄水池内水的量便能够得出径流量，当机械计数器记录的数值比较大时，通过第二倒U型管排出的水量相较于左侧蓄水池内剩余的水比例较大，此时左侧蓄水池内剩余的水对径流测量影响较小，可对左侧蓄水池内的水进行估算，对测量结果影响较小；测量结束后，按压机械计数器的复位键，或对机械计数器的数值进行记录，下次测量时的数值减去上次测量的数值便是机械计数器记录值，下次测量时的左侧蓄水池内水的量减去上次的量，便是下次测量时左侧的蓄水池内应有的水量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ局部放大图；图3是图1的Ⅱ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

水土保持用可调式地表径流监测装置，如图所示，包括箱体1，箱体1顶侧的开口处设有箱盖2，箱体1内设有隔板3，隔板3使箱体1分隔成左右两个蓄水池，隔板3的上部开设第一通孔4，第一通孔4内密封安装第一倒U型管5，第一倒U型管5顶部中间的预留孔固定连接竖管6的下端，竖管6的下端与第一倒U型管5内部连通，竖管6内配合安装活塞7，竖管6的外周位于活塞7的上方开设泄压孔8，活塞7的顶侧固定连接活塞杆9的下端，活塞杆9的上端穿过竖管6上端的预留孔位于竖管6的外部，活塞7的顶侧与竖管6内壁的顶侧通过套装于活塞杆9外周的弹簧23相连接，箱体1右侧的蓄水池内所有浮板10，浮板10与活塞杆9通过连杆11固定连接，箱盖2的顶侧固定安装机械计数器12，机械计数器12的输入轴与连杆11通过传动装置13传动连接，连杆11向上移动一次，传动装置13带动机械计数器12的输入轴转动一周，完成一次计数；箱体1右侧的中部开设第二通孔14，第二通孔14内密封安装第二倒U型管15，箱体1左侧的上部设置有引流管16。本发明结构简单，构思巧妙，利用双虹吸系统对径流进行定量放流，利用机械计数器记录放流的次数，便能够计算出径流量，利用纯机械结构便能够实现水的测量，相较于现有的称重式测量装置更加可靠，通过虹吸原理排水，相较于现有的翻斗式测量更加稳定，能够满足市场需求，适合推广。本发明适用于小流经径流的监测，使用本发明时，首先将本装置固定在适当的位置，并使径流通过引流管16缓慢流入箱体1的左侧的蓄水池内，当左侧的蓄水池内液面到达第一倒U型管5构成虹吸系统排水水位时，第一倒U型管5将左侧蓄水池内的水引入右侧的蓄水池内，随右侧蓄水池内液面的升高，浮板10在浮力的作用下向上移动，浮板10通过连杆11带动活塞杆9向上移动，活塞杆9带动活塞7沿竖管6向上移动，弹簧23被压缩，至右侧的蓄水池液面到达第二倒U型管15形成虹吸原理的排水位，第二倒U型管15开始排水，此时活塞7位于泄压孔8的上方，第一倒U型管5的顶部与箱体1上方的空气通过泄压孔8连通，使第一倒U型管5形成的虹吸排水停止，箱体1的右侧设有通气孔，使箱体1与外部气压相同，由于左侧的蓄水池大于右侧的蓄水池，故，左侧蓄水池液面下降三分之一便能够使右侧的蓄水池液面到达第二倒U型管15的排水位置，此时左侧蓄水池的液面仍高于右侧蓄水池的液面，连杆11向上移动时通过传动装置13带动机械计数器12的输入轴转动一周，完成一次计数，统计径流量时，根据测定的右侧的蓄水池排水时内部水的量乘机械计数器12记录的次数，再加上左侧蓄水池内水的量便能够得出径流量，当机械计数器12记录的数值比较大时，通过第二倒U型管15排出的水量相较于左侧蓄水池内剩余的水比例较大，此时左侧蓄水池内剩余的水对径流测量影响较小，可对左侧蓄水池内的水进行估算，对测量结果影响较小；测量结束后，按压机械计数器12的复位键，或对机械计数器12的数值进行记录，下次测量时的数值减去上次测量的数值便是机械计数器12记录值，下次测量时的左侧蓄水池内水的量减去上次的量，便是下次测量时左侧的蓄水池内应有的水量。

具体而言，如图所示，本实施例所述的传动装置13包括开设于箱盖2顶侧的插孔131，插孔131内活动安装插杆132，插杆132仅能够沿插孔131上下活动，插杆132的前侧设有横轴133，横轴133外周的两端分别轴承安装轴座134，轴座134分别与箱盖2固定连接，横轴133外周的中部通过阻尼轴承转动安装齿轮135，插杆132的前侧开设条形齿槽136，齿轮135与条形齿槽136啮合配合，横轴133的右端与机械计数器12的输入轴固定连接，插杆132的下端与连杆11的顶侧接触配合。当连杆11向上移动时，连杆11推动插杆132沿插孔131向上，插杆132通过条形齿槽136带动齿轮135转动，齿轮135通过阻尼轴承带动横轴133转动，横轴133带动机械计数器12的输入轴转动，至连杆11移动至最高点，横轴133转动一周；当连杆11向下移动时，插杆132在自身重力的作用下向下移动，插杆132通过条形齿槽136带动齿轮135反向转动，此时横轴133不随齿轮135转动。

具体的，如图所示，本实施例所述的插杆132的下端固定安装橡胶块17，齿轮135沿条形齿槽136从最上方滚动至最下方，齿轮135转动一周。当齿轮135移动至条形齿槽136的最下方时，连杆11继续向上移动，橡胶块17被压缩，保障插杆132每向上移动一次，带动横轴133转动一周，确保机械计数器12计数的准确性。

进一步的，如图所示，本实施例所述的第一倒U型管5与第二倒U型管15左侧竖管的下部为伸缩管18，伸缩管18的上端与对应的第一倒U型管5或第二倒U型管15的下端连通，伸缩管18外周的下端固定安装环形浮板19，环形浮板19的底侧分别通过数个弹簧杆20与箱体1的底部固定连接。当箱体1的左右蓄水池内有积水时，环形浮板19能够带动伸缩管18的下端向上移动，伸缩管18缩短，弹簧杆20被拉伸，能够使伸缩管18的下端与箱体1的底部形成一定的间距，防止第一倒U型管5与第二倒U型管15的左端一直在靠近箱体1的底部吸水，当伸缩管18的下端向上移动，即为第一倒U型管5与第二倒U型管15的左端向上提升，从而减少第一倒U型管5与第二倒U型管15左端吸水时对箱体1底部沉淀的泥沙形成的扰动，进而使径流中的泥沙能够更多的存积在箱体的底部，工作人员定期清理箱体1底部的泥沙，并将泥沙返还斜坡，减少径流流经斜坡时造成的水土流失；当箱体1内液面下降时，环形浮板19下降，伸缩管18向下移动，能够使第二倒U型管15更好的排放箱体1右侧蓄水池内的水，实现倒U型管吸水管的可调节。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的浮板10的底侧与箱体1的底部通过竖向的伸缩杆21固定连接。伸缩杆21能够对浮板10的运动起到导向的作用，浮板10向上移动时伸缩杆21被拉伸，浮板10向下移动时，伸缩杆21被压缩。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的插杆132的上端固定安装透明板22，透明板22位于机械计数器12的上方。透明板22既不影响对机械计数器12的观察，又能够保护机械计数器12，避免机械计数器12被雨水直接浸泡，同时能够增加插杆132的质量，便于插杆132向下移动。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.水土保持用可调式地表径流监测装置，其特征在于：包括箱体（1），箱体（1）顶侧的开口处设有箱盖（2），箱体（1）内设有隔板（3），隔板（3）使箱体（1）分隔成左右两个蓄水池，隔板（3）的上部开设第一通孔（4），第一通孔（4）内密封安装第一倒U型管（5），第一倒U型管（5）顶部中间的预留孔固定连接竖管（6）的下端，竖管（6）的下端与第一倒U型管（5）内部连通，竖管（6）内配合安装活塞（7），竖管（6）的外周位于活塞（7）的上方开设泄压孔（8），活塞（7）的顶侧固定连接活塞杆（9）的下端，活塞杆（9）的上端穿过竖管（6）上端的预留孔位于竖管（6）的外部，活塞（7）的顶侧与竖管（6）内壁的顶侧通过套装于活塞杆（9）外周的弹簧（23）相连接，箱体（1）右侧的蓄水池内所有浮板（10），浮板（10）与活塞杆（9）通过连杆（11）固定连接，箱盖（2）的顶侧固定安装机械计数器（12），机械计数器（12）的输入轴与连杆（11）通过传动装置（13）传动连接；箱体（1）右侧的中部开设第二通孔（14），第二通孔（14）内密封安装第二倒U型管（15），箱体（1）左侧的上部设置有引流管（16）。

2.根据权利要求1所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，其特征在于：所述的传动装置（13）包括开设于箱盖（2）顶侧的插孔（131），插孔（131）内活动安装插杆（132），插杆（132）的前侧设有横轴（133），横轴（133）外周的两端分别轴承安装轴座（134），轴座（134）分别与箱盖（2）固定连接，横轴（133）外周的中部通过阻尼轴承转动安装齿轮（135），插杆（132）的前侧开设条形齿槽（136），齿轮（135）与条形齿槽（136）啮合配合，横轴（133）的右端与机械计数器（12）的输入轴固定连接，插杆（132）的下端与连杆（11）的顶侧接触配合。

3.根据权利要求2所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，其特征在于：所述的插杆（132）的下端固定安装橡胶块（17），齿轮（135）沿条形齿槽（136）从最上方滚动至最下方，齿轮（135）转动一周。

4.根据权利要求1所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，其特征在于：所述的第一倒U型管（5）与第二倒U型管（15）左侧竖管的下部为伸缩管（18），伸缩管（18）的上端与对应的第一倒U型管（5）或第二倒U型管（15）的下端连通，伸缩管（18）外周的下端固定安装环形浮板（19），环形浮板（19）的底侧分别通过数个弹簧杆（20）与箱体（1）的底部固定连接。

5.根据权利要求1所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，其特征在于：所述的浮板（10）的底侧与箱体（1）的底部通过竖向的伸缩杆（21）固定连接。

6.根据权利要求2所述的水土保持用可调式地表径流监测装置，其特征在于：所述的插杆（132）的上端固定安装透明板（22），透明板（22）位于机械计数器（12）的上方。

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