CN112033872A - 翻斗式全量径流泥沙自动监测装置 - Google Patents
翻斗式全量径流泥沙自动监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112033872A CN112033872A CN202011004684.4A CN202011004684A CN112033872A CN 112033872 A CN112033872 A CN 112033872A CN 202011004684 A CN202011004684 A CN 202011004684A CN 112033872 A CN112033872 A CN 112033872A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tipping bucket
- bucket
- runoff
- flow guide
- guide port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F11/00—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
- G01F11/28—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with stationary measuring chambers having constant volume during measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F19/00—Calibrated capacity measures for fluids or fluent solid material, e.g. measuring cups
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
Abstract
本发明翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，包括柜体、进水管、消能管、测容桶，还包括安装在柜体内的翻斗、翻斗感应器、限位器、探针、导流口、水位计、电子阀；其中，消能管连接进水管，翻斗位于消能管下方，翻斗为双口设计通过翻斗转轴安装在柜体内，翻斗感应器位于翻斗下部探测翻斗工作状态，限位器位于翻斗下方两侧，限制翻斗最大翻转位置；导流口位于翻斗下方承接翻斗倾倒的泥沙，测容桶位于导流口下方与导流口相连；进水管中安装探针，探测进水管中有径流时启动设备；水位计安装在测容桶上，测量测容桶内水位；电子阀安装在测容桶下部，用于排水。本发明通过翻斗的等重量分割与测量，实现了径流泥沙全量采样分析。
Description
技术领域
本发明涉及径流泥沙监测装置，具体涉及一种翻斗式全量径流泥沙自动监测装置。
背景技术
水土保持监测是掌握水土保持现状、评价水土保持效益、开展水土流失预测预报等的基础。径流小区最常见的水土保持监测设施。目前全国大多数水土保持监测点径流小区监测仍采用人工观测，在径流小区底部修建集流池，降雨结束后观测集流池水位，通过人工搅拌、取样、烘干、称重等流程获取泥沙含量，劳动强度大、数据准确性低，而且没有流失过程数据。
基于称重式原理的径流泥沙自动监测方法得到了广泛认可。市场多数该类型监测装置采用取样式测量(如申请号为201821943524.4的发明专利)，在设备内部安装一个容器，通过测量容器内径流泥沙的总体积和重量计算径流流量和泥沙含量。但是在测量和排水时，设备停止取样，该时间段的径流流量和泥沙含量只能通过前后相邻时间段的实测数值进行估计。由于径流量和泥沙含量并非均匀变化，该类型装置测量准确性难以保证。
最新发明的双桶称重式监测装置采用两个容器交替采样和测量(如申请号为201920619202.2、201920933716.5或201910537603.8的专利申请)，实现了径流泥沙的全量观测，提高了监测的准确性。但装置需要2套测量容器、称重装置和水位测量装置，设备体积大大增加，设备成本和故障率也大幅度提高。
发明内容
为了提高监测准确性同时降低设备成本和故障率，本发明提供了一种翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，通过测量容器前的翻斗装置实现了径流泥沙的等重量分割，然后测量每部分径流泥沙的体积，通过重量和体积计算径流流量和泥沙含量。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，包括柜体、进水管、消能管、测容桶，还包括安装在柜体内的翻斗、翻斗感应器、限位器、探针、导流口、水位计、电子阀；其中，
所述消能管连接所述进水管，所述翻斗位于所述消能管下方，所述翻斗为双口设计通过翻斗转轴安装在柜体内，所述翻斗感应器位于所述翻斗下部探测翻斗工作状态，所述限位器位于翻斗下方两侧，限制翻斗最大翻转位置，所述翻斗的单侧斗截面为三角形或梯形或半圆形；
所述导流口位于所述翻斗下方承接翻斗倾倒的泥沙，所述测容桶位于导流口下方与导流口相连；
所述进水管中安装所述探针，探测进水管中有径流时启动设备；
所述水位计安装在所述测容桶上，测量测容桶内水位；
所述电子阀安装在测容桶下部，用于排水。
进一步地，所述消能管为连接进水管的立管，消能管内安装有圆球，以消减水流冲击力。
进一步地，所述导流口为漏斗状结构，其上部等于或高于翻斗高度。
进一步地，所述测容桶上部为筒状结构，下部为锥形结构。
进一步地，所述测容桶有效容积不小于清水时翻斗的翻倒容积。
进一步地，所述水位计为超声波水位计。
进一步地，所述翻斗、消能管、导流口、测容桶内表面抛光处理。
本发明有益效果：
1.实现径流泥沙全量采样分析。
2.通过测量容器前设置的翻斗装置实现了径流泥沙的等重量分割，然后测量每部分径流泥沙的体积，通过重量和体积计算径流流量和泥沙含量，且翻斗为机械结构，可靠性高。
3.通过一套水位计实现径流、泥沙含量的测量，相比现有设备取消了最为复杂的称重装置。
4.只需要一个单测量容器，体积小、成本低。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图中：1进水管，2消能管，3圆球，4探针，5翻斗，6翻斗转轴，7限位器，8翻斗感应器，9导流口，10测容桶，11水位计，12电子阀。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步地的说明。
如图1，翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，包括柜体、进水管1、消能管2、测容桶10，还包括安装在柜体内的翻斗5、翻斗感应器8、限位器7、探针4、导流口9、水位计11、电子阀12。
所述进水管1引导径流进入设备中的消能管2，所述消能管2连接所述进水管1为立管，其管内设置有圆球3，优选所述圆球3为光滑不锈钢圆球3，进水管1中的径流泥沙进入消能管2然后通过撞击圆球3，消减径流冲击力，降低冲击力导致的底部翻斗5提前翻倒。所述探针4安装在消能管2和进水管1之间，当探针4探测到进水管1有径流时，自动控制系统控制设备自动启动，所述自动控制系统采用现有技术手段，例如采用DCS系统进行。
所述翻斗5位于所述消能管2下方，所述翻斗5为双口设计通过翻斗转轴6安装在柜体内，其中始终有一个翻斗开口水平并对准消能管2下部的开口以承接消能管2中流下的径流，当该开口的翻斗装满后在重力作用下自动倾斜翻转，此时另一个开口水平以承接径流，在图1所示的实施例中，所述翻斗的开口内部截面为梯形，为使翻斗倾倒都不受其自身重量分布影响，优选地，所述翻斗的两个开口对称设计，其开口的截面形状为三角形或梯形或半圆形。所述翻斗感应器8位于所述翻斗下部探测翻斗工作状态，如图1，在该实施例中所述翻斗感应器8位于翻斗左下侧，当左侧开口倾斜到位时翻斗感应器8感应到信号，由此可以确认右侧开口处于承接径流状态，当右侧开口倾斜到位时，翻斗感应器8感应不到翻斗信号，由此可以确认左侧开口处于承接径流状态。应当理解，此实施例中翻斗感应器8设置有一个，位于翻斗左下侧，同时在翻斗右下侧也可以设置翻斗感应器8；另外，可以设置两个翻斗感应器8分别位于翻斗的左下侧和右下侧。所述限位器7位于翻斗下方两侧，限制翻斗最大翻转位置，翻斗在左侧开口翻转到最大位置时其左侧开口的左侧边与水平线为a，0°＜a＜90°；翻斗在右侧开口翻转到最大位置时其右侧开口的左侧边与水平线为a，0°＜a＜90°，以保证翻斗中泥沙可以全部从翻斗中流出。
所述导流口9位于所述翻斗下方承接翻斗倾倒的泥沙，所述导流口9为漏斗状，引导翻斗中流出的径流进入下方测量容器，所述导流口9上部等于或高于翻斗高度，在翻斗翻到时防止泥沙溢出导流口9。
所述测容桶10位于导流口9下方与导流口9相连，其上部为筒状，下部为锥状，便于径流排出，避免泥沙淤积。测容桶10有效容积不小于清水时的翻斗的翻倒容积。
所述水位计11安装在所述测容桶10上，测量测容桶10内水位，优选地，所述水位计11为超声波水位计，超声波水位计自带滤波功能，减小水位波动导致的误差；
所述电子阀12安装在测容桶10下部，用于排水。
工作原理：
径流经过消能管2消除冲击力后流入翻斗。当一个翻斗开口接径流时，另一个翻斗开口处于等待状态。当所接径流达到预定值时，由于重力作用翻斗立即自己翻倒，两个开口工作状态互换。通过以上工作，翻斗把连续的径流分割为等重量片段。翻斗倾出的径流流入测容桶10，测容桶10内的水位测量装置测量水位，根据水位和测容桶10截面积计算求得径流体积。每斗径流重量为设定值，结合体积计算求得每斗的泥沙含量。同时完成径流和泥沙的测定。
Claims (8)
1.翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：包括柜体、进水管、消能管、测容桶，还包括安装在柜体内的翻斗、翻斗感应器、限位器、探针、导流口、水位计、电子阀；其中，
所述消能管连接所述进水管，所述翻斗位于所述消能管下方，所述翻斗为双口设计通过翻斗转轴安装在柜体内，所述翻斗感应器位于所述翻斗下部探测翻斗工作状态，所述限位器位于翻斗下方两侧，限制翻斗最大翻转位置；
所述导流口位于所述翻斗下方承接翻斗倾倒的径流泥沙，所述测容桶位于导流口下方与导流口相连；
所述进水管中安装所述探针，探测进水管中有径流时启动设备；
所述水位计安装在所述测容桶上，测量测容桶内水位；
所述电子阀安装在测容桶下部，用于排水。
2.根据权利要求1所述的翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：所述消能管为连接进水管的立管，消能管内安装有圆球，以消减径流冲击力。
3.根据权利要求1所述的翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：所述导流口为漏斗状结构，其上部等于或高于翻斗高度。
4.根据权利要求1所述的翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：所述测容桶上部为筒状结构，下部为锥形结构。
5.根据权利要求1或4所述的翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：所述测容桶有效容积不小于清水时翻斗的翻倒容积。
6.根据权利要求1所述的翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：所述水位计为超声波水位计。
7.根据权利要求1所述的翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：所述消能管、翻斗、导流口、测容桶内表面抛光处理。
8.根据权利要求1所述的翻斗式全量径流泥沙自动监测装置，其特征在于：所述翻斗对称设计，单侧斗的截面为三角形或梯形或半圆形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011004684.4A CN112033872A (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 翻斗式全量径流泥沙自动监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011004684.4A CN112033872A (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 翻斗式全量径流泥沙自动监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112033872A true CN112033872A (zh) | 2020-12-04 |
Family
ID=73575369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011004684.4A Pending CN112033872A (zh) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | 翻斗式全量径流泥沙自动监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112033872A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114062185A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 黑龙江省水利科学研究院 | 一种可自清洁的单桶翻倒式径流泥沙自动测量装置 |
| CN115060859A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-09-16 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种径流泥沙含量测量方法及其测量装置 |
-
2020
- 2020-09-22 CN CN202011004684.4A patent/CN112033872A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114062185A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 黑龙江省水利科学研究院 | 一种可自清洁的单桶翻倒式径流泥沙自动测量装置 |
| CN114062185B (zh) * | 2021-11-16 | 2022-06-03 | 黑龙江省水利科学研究院 | 一种可自清洁的单桶翻倒式径流泥沙自动测量装置 |
| CN115060859A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-09-16 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种径流泥沙含量测量方法及其测量装置 |
| CN115060859B (zh) * | 2022-04-27 | 2024-02-13 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种径流泥沙含量测量方法及其测量装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112033872A (zh) | 翻斗式全量径流泥沙自动监测装置 | |
| CN113567295B (zh) | 一种径流含沙量测量装置及方法 | |
| CN109443436A (zh) | 坡面径流全过程自动监测装置 | |
| CN104165817A (zh) | 径流泥沙含量实时测量装置及测量方法 | |
| EP2682727A2 (en) | Leakage Detection Device Using Siphon Principle | |
| CN212275521U (zh) | 翻斗式全量径流泥沙自动监测装置 | |
| CN210376732U (zh) | 一种具有防护功能的户外用雨量计量器 | |
| KR100649109B1 (ko) | 자동 채수기 | |
| CN109459804B (zh) | 一种雨量计 | |
| CN107764593A (zh) | 一种连续混合水样采集装置及其水样采集方法 | |
| CN111811977B (zh) | 一种径流泥沙含量与流量测量装置及测量方法 | |
| RU2657321C1 (ru) | Ковшовый счётчик количества жидкости и попутного нефтяного газа в протекающей газожидкостной смеси | |
| CN210066840U (zh) | 泥浆指标数据采集装置 | |
| CN112033873A (zh) | 测容式全量径流泥沙自动监测装置 | |
| CN209181824U (zh) | 坡面径流全过程自动监测装置 | |
| CN207086506U (zh) | 清淤系统 | |
| CN111538110B (zh) | 一种雨量在线监测系统和监测方法 | |
| CN205403902U (zh) | 泥位测量系统 | |
| CN212364010U (zh) | 测容式全量径流泥沙自动监测装置 | |
| US4317378A (en) | Liquid sampling apparatus | |
| CN214097844U (zh) | 自动切换的称重式雨量计 | |
| RU2102563C1 (ru) | Канализационная насосная станция | |
| CN220249687U (zh) | 一种地下水管网监测传感装置 | |
| KR101385123B1 (ko) | 자동 급배수형 무게식 강수량계 | |
| CN217954206U (zh) | 直埋管防渗检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |