CN114112545B - 径流泥沙的采样检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了径流泥沙的采样检测装置及其使用方法。装置包括箱体，箱体设置有径流采样及泥沙检测部分、电气控制部分以及清洗部分，箱体的上侧壁还设置有供电单元，箱体的侧壁开设有取样操作窗口和观察窗口，箱体的顶部安装有雨量传感器，箱体内安装有温度传感器；箱体的顶部设置为凹槽型，箱体的顶部通过导水组件连接清洗部分。本发明还公开了该采样检测装置的使用方法；本发明提高了装置的自动化程度及水资源的利用；装置还拥有径流泥沙存样功能，在保证径流泥沙含量测量精度的前提下，满足不同需求环境下径流泥沙的采样检测作业，具有较好的适用性。

Description

径流泥沙的采样检测装置及其使用方法

技术领域

本发明属于小流域泥沙测量技术领域，具体涉及一种径流泥沙的采样检测装置，还涉及该径流泥沙的采样检测装置的使用方法。

背景技术

径流泥沙含量是反映河流泥沙淤积程度、水土流失的重要指标，故对径流泥沙含量进行有效的检测是分析流域水土流失规律的重要内容。现有对径流泥沙采样多采用人工方式，存在耗时费力、测量精度差等问题。而设备领域中，在进行径流泥沙采样检测时，无法真正做到全自动化、化的泥沙测量，如当一场大雨来临时，为探究水土流失情况需进行径流泥沙采样，传统装置无法检测是否下雨并进行相对应的响应来进行泥沙采样，或由于装置采样器的局限性，无法实现下雨全过程的径流泥沙检测，存在一定的缺限；而在一些实际场景下，需要短时间内进行重复多次的径流泥沙采样，或需对径流泥沙采样样品进行封存检测，便于后期实验人员对样品进行分析，或间隔时间可调径流泥沙采样等，存在很多需求，而现有的装置通常不能兼顾这些需求，径流泥沙采样检测作业有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种径流泥沙的采样检测装置及其使用方法，解决了目前的装置在兼顾性和效率有待进一步提高的问题。

本发明所采用的一个技术方案是，

径流泥沙的采样检测装置，包括箱体，箱体设置有径流采样及泥沙检测部分、电气控制部分以及清洗部分，箱体的上侧壁还设置有供电单元，箱体的侧壁开设有取样操作窗口和观察窗口，箱体的顶部安装有雨量传感器，箱体内安装有温度传感器；箱体的顶部设置为凹槽型，箱体的顶部通过导水组件连接清洗部分，在温度传感器检测到温度阈值符合作业的情形下，雨量传感器检测到无雨，电气控制部分控制径流采样及泥沙检测部分进行采样检测，雨量传感器检测到有雨，则电气控制部分控制径流采样及泥沙检测部分和清洗部分配合进行采样检测。

本发明的特点还在于，

电气控制部分包括设置于箱体侧壁的触摸屏、电源总开关、功能按钮、PLC控制器、伺服控制器以及通讯模块，触摸屏用于操作人员操作完成与装置之间的交互；PLC控制器用于通过伺服控制器控制装置的逻辑动作，通讯模块用于实现操作人员对装置的远程操作监测及数据的远程传输。

供电单元包括依次连接的柔性光伏板、光伏逆变器一体机以及胶体电池，其中，柔性光伏板的一侧安装有光伏板电缸，光伏板电缸用于调节柔性光伏板的放置坡角。

径流采样及泥沙检测部分包括伸出设置于箱体外壁的采样口，采样口设置有电动三通球阀，三通球阀的其中一通沿箱体向内连接注液管，采样口用于完成对外部径流的获取，PLC控制器控制电动三通球阀的开通和闭合来决定是否进行采样，对应注液管设置有电子秤，电子秤上配置有液位超声波传感器，电子秤的一侧设置有交换台，交换台上设置有RFID识卡器；电子秤和交换台的一侧设置有若干个取样杯和储物平台，电子秤、交换台和储物平台对应设置有龙门架，龙门架上设置有三轴线性模组的机械爪，机械爪连接有电磁铁吸盘，PLC控制器通过控制电磁铁吸盘的通断电，以便完成对杯盖的吸取及放置。

清洗部分由隔离门和径流采样及泥沙检测部分隔离，PLC控制器控制隔离门的开通与闭合；清洗部分包括：安装在龙门架上的单轴线性模组、以及连接单轴线性模组的机械手指，其中，机械手指连接有夹杯电缸，且机械手指连接有转台；还包括接水漏斗，接水漏斗内设置有喷枪，喷枪通过管路连接有清洗泵，清洗泵的下方设置有水箱，水箱中设置有水位传感器，导水组件连接于水箱。

箱体的顶部开设有导水口，导水组件包括连接清洗部分与箱体顶部的水管，水管连接导水口，导水口设置有过滤网。

本发明的另一个技术方案是；

径流泥沙的采样检测装置的使用方法，包括以下步骤：

提供径流泥沙的采样检测装置；

步骤1：打开电源总开关，操作者在触摸屏上进行操作控制的设置，操作人员将空采样杯和杯盖放置于箱体中的对应位置；装置运行，温度传感器检测工作环境温度是否低于阈值，若低于阈值则PLC控制器控制装置停止运行，若不低于阈值，则控制装置进行下一步操作；

步骤2：PLC控制器控制机械爪叉取空采样杯至交换台；RFID识卡器进行采样杯信息的记录；PLC控制器控制电磁铁吸盘进行杯盖的吸取，PLC控制器继续控制机械爪动作将无杯盖的采样杯叉取至电子秤对应注液管下端的位置，准备进行径流泥沙的采样检测；

步骤3：PLC控制器控制液位超声波传感器动作，测量到杯底的距离作为基准距离；控制电动三通球阀打开，径流通过采样口处流入注液管、注入采样杯，当采样杯中的浑水液面到达光电传感器的检测阈值时，PLC控制器控制关闭电动三通球阀，停止注液；液位超声波传感器动作测取采样杯中浑水液位的高度，电子秤测取浑水的重量，获取径流泥沙采样样品泥沙含量的数据并进行保存；

步骤4：通过雨量传感器检测环境是否下雨，若下雨，则装置清洗部分进行工作，PLC控制器控制隔离门打开、并控制机械手指抓取采样杯至清洗工位处，控制转台将采样杯中浑水倾倒到接水漏斗中；PLC控制器控制清洗泵抽取水箱中的清水，配合管路合喷枪清洗采样杯；清洗完成后控制转台复位、控制机械手指移动采样杯至电子秤、待机械手指复位后控制隔离门关闭；完成一次清洗流程后，按照步骤3进行下一步操作；若不下雨，则进行步骤4；

步骤5：PLC控制器控制机械爪将电子秤上的采样杯叉取至交换台上、控制电磁铁吸盘移动至采样杯处并通电、完成放杯盖动作、控制机械爪叉取完成放置带有杯盖的采样杯至储物平台，完成一次径流泥沙的采样检测操作；

步骤6：PLC控制器判断此时装置储物平台上的采样杯是否全部完成径流泥沙采样，若是，则装置结束动作；若否，则装置等到达预设的泥沙采样间隔时间后，进入下一次的径流泥沙测量操作；在泥沙采样间隔时间未到时，若雨量传感器检测环境下雨，则PLC控制器控制装置立即进入下一次的径流泥沙的采样检测操作。

本发明的有益效果是：本发明径流泥沙的采样检测装置，考虑到装置的实际应用场景，较小的体积方便进行运输，模块化设计，便于组装和调试；采用市电、太阳能、蓄电池搭配供电，保证装置的正常工作提高了可靠性，其中柔性光伏板坡角可调，使其得到最大程度光照；装置安装有雨量传感器可实现下雨检测，下雨时的使装置进入到测量状态，实时的在雨季进行径流泥沙数据的获取；特别的，拥有连续测量采样模式，可以对一场雨的全过程进行径流泥沙检测，不受采样杯数量的影响，其中，箱体顶部所设计的凹槽型结构能在下雨时进行雨水收集，与人工水箱补水方式相结合达到有效节水的功能，解决了在下雨时装置在进行连续采样模式下清洗采样杯时用水量大的问题；拥有样品存样功能、采样间隔时间可调等功能，更好的满足实际需求；具备远程无线通讯功能，支持远程监控装置运行状态；本装置能够应对雨季及其他不同的场景之间进行切换采样模式，达到径流泥沙采样检测的目的。

附图说明

图1是本发明径流泥沙的采样检测装置的结构示意图；

图2是本发明径流泥沙的采样检测装置的工作流程图。

图中，1.柔性光伏板；2.光伏板电缸；3.光电传感器；4.液位超声波传感器；5注液管；6.电动三通球阀；7.雨量传感器；8.温度传感器；9.触摸屏；10.电源总开关；11.功能按钮；12.通讯模块；13.伺服控制器；14.PLC控制器；15.取样操作窗口；16.杯盖；17.采样杯；18.储物平台；19.胶体电池；20.龙门架；21.光伏逆变器一体机；22.电子秤；23.交换台；24.RFID识卡器；25.观察窗口；26.机械爪；27.电磁铁吸盘；28.线性三轴模组；29.箱体；30.水位传感器；31.水箱；32.清洗泵；33.管路；34.接水漏斗；35.喷枪；36.机械手指；37.夹杯电缸；38.转台；39.单轴线性模组；40.隔离门；41.采样口，42.水管，43.过滤网。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明径流泥沙的采样检测装置及其使用方法进行详细说明。

如图1所示，本发明径流泥沙的采样检测装置，装置的大小为1550×1200×1600。箱体29顶部安装有雨量传感器7，可以检测装置工作环境是否下雨，且箱体29顶部为凹槽型，可以在下雨时蓄水为水箱31进行补水；箱体29侧面开有观察窗口25，可以观察装置运行时的实际操作；箱体29侧面同时开有取样操作窗口15，用以完成对空采样杯17的放置及含有径流样品采样杯17的拿取；箱体29内安装有温度传感器8，用来判断此时工况下装置是否可以正常运行。

第一部分为电气控制部分，由触摸屏9、电源总开关10、功能按钮11、PLC控制器14、伺服控制器13、通讯模块12构成。启动电源总开关10控制装置进入运行状态；通过在触摸屏9上进行操作完成与装置控制器之间的交互，实现装置的正常工作；PLC控制器14控制着整个装置的逻辑动作，通过伺服控制器13保证装置各动作模块的正常工作，可通过通讯模块12实现操作人员对装置的远程操作监测及数据的远程传输；其中，功能按钮11由多个按钮组成，可以实现装置的手动/自动、复位、暂停、急停功能，提高了装置的可操作性和安全性。

第二部分为供电单元，正常工作时，由市电进行供电使装置正常工作，特别的，当市电无法正常供电时，由柔性光伏板1与光伏逆变器一体机21连接，且共同连接于胶体电池19工作短时间内给装置供电保证其正常工作。其中，柔性光伏板1一侧安装有光伏板电缸2，用来调节柔性光伏板1的放置坡角使其得到最大的光照，最大程度利用太阳能。

第三部分为径流采样及泥沙检测部分，其中通过采样口41完成对外部径流的获取，通过PLC控制器14控制电动三通球阀6的开通和闭合来决定是否进行采样，当电动三通球阀6打开时，由连接与其中一通的注液管5进行注入采样杯17完成采样，其中光电传感器3进行判断是否注液完成；电子秤22和液位超声波传感器4共同工作，完成对径流泥沙采样杯17中浑水的泥沙测量，其中电子秤22测量杯中浑水重量，液位超声波传感器4测量杯中浑水液位，通过经典比重法完成径流泥沙含量测量；通过交换台23下的RFID识卡器24对采样杯17进行杯号识别，进行信息记录及调用完成径流泥沙采样；通过PLC控制器14控制连接有三轴线性模组28的机械爪26完成取杯、运杯的动作，其中三轴线性模组安装在龙门架20上，其中采样杯17从储物平台18叉取，完成采样后在储物平台18进行存样；其中，机械爪26连接有电磁铁吸盘27，PLC控制器14控制电磁铁吸盘27通电与否，用以完成对杯盖16的吸取及放置，电磁铁吸盘27不通电时带有磁力吸取杯盖16，通电时电磁铁吸盘27失磁实现放置杯盖16。

第四部分为清洗部分，清洗模块为较独立的模块，由隔离门40于径流泥沙采样部分隔离，通过PLC控制器14控制隔离门40的开通与闭合；安装在龙门架20上单轴线性模组39连接有机械手指36，用以抓取电子秤22上完成径流泥沙采样的采样杯17进行清洗，其中机械手指36连接有夹杯电缸37，且机械手指36连接有转台38用以完成倾倒动作；其中，喷枪35设置于接水漏斗34中，通过管路33与清洗泵32连接，清洗泵32工作时抽取水箱31中的清水给喷枪35产生高压水完成清洗；其中，水箱31中设置有水位传感器30，用以检测水箱31中的清水是否足够，水箱31上还连接有与箱体29顶部相通的水管42，其中水管42一端设置有过滤器43，达到收集雨水的目的。

如图2所示，在装置准备进行径流泥沙数据获取时，操作人员先给装置内储物平台18上放置含有杯盖16的空采样杯17，在保证装置正常工作前提下打开装置的电源总开关10，使装置进入到启动状态；首先由箱体29内的温度传感器8对装置工作环境温度进行检测，为防止温度过低装置内结冰或造成装置内某些组件的损坏，当装置环境温度低于2℃时停止工作，当装置环境温度高于2℃时，进行下一步操作；由PLC控制器14控制机械爪26动作，移动至储物平台18处叉取放置在其上的空采样杯17至交换台23上，此时处于交换台23下端的RFID识卡器24工作去检测采样杯17底部贴有的信息卡从而获取采样杯17信息；连接于机械爪26后端的电磁铁吸盘27动作，移动至采样杯17口处进行杯盖16的吸取，杯盖16吸取完成后复位；机械爪26动作叉取交换台23上无杯盖采样杯17至电子秤22上进行称重，特别的，此时电子秤22将会预先称一下空采样杯17的重量作为自重，并且此时安装与注液管5旁侧的液位超声波传感器4动作，测量此时还未注液时的杯底厚度，作为基准判断注液后液位的高度。

PLC控制器14控制电动三通球阀6打开，径流由采样口41处流入由电动三通球阀6连接的注液管5处注入采样杯17进行采样，当设置于注液管5旁侧的光电传感器3检测到注液到达一定高度后动作，则PLC控制器14控制电动三通球阀6关闭，注液管5停止注液；等待一段时间当采样杯17中浑水表面不在波动后，液位超声波传感器4和电子秤22共同动作，其中液位超声波传感器4测取此时浑水高度，电子秤22测量浑水重量；由箱体29顶部安装的雨量传感器7进行判断此时装置工作环境是否下雨，若是，则装置进入连续采样模式运行，隔离门40动作打开，PLC控制器14控制机械手指36动作抓取电子秤22上采样杯17到接水漏斗34上端的清洗工位，控制转台38动作翻转倾倒采样杯17中的浑水，控制清洗泵32动作，从水箱31中抽水顺着管路33供给喷枪35产生高压水清洗采样杯17中泥沙残留，清洗结束后，等待一段时间使采样杯17杯壁的清水流尽，保证采样杯17中无残留，转台38复位，使采样杯口朝上后，控制机械手指36动作将采样杯17放置回称重处，等机械手指36复位后隔离门40关闭，完成连续采样模式的一次循环；

完成清洗动作后，空采样杯17处于电子秤22上等待注液管5重新注液进行采样，由光电传感器3判断是否停止注液，注液完成后等待杯中液面平稳，液位超声波传感器4与电子秤22共同工作测量浑水高度和重量，完成径流泥沙含量检测后，再一次判断此时装置工作环境是否下雨，若是，则装置继续进入连续采样模式操作；若否，则结束连续采样模式，进入正常工作模式，PLC控制器14控制机械爪26动作，叉取电子秤22上采样杯17至交换台23上；控制电磁铁吸盘27动作移动至采样杯17上端，给电磁铁吸盘27通电使其失磁完成放杯盖16的动作，实现对径流样品的密封；控制机械爪26动作，叉取存有径流样品的采样杯17至储物平台18，完成对径流样品的封存，完成一次装置正常模式下的径流泥沙测量。

判断此时装置储物平台18上空采样杯17是否全部完成径流泥沙采样，若是装置结束动作，等待下一步工作人员操作指示；若否，装置则等到达泥沙采样间隔时间后，进入下一次的径流泥沙测量操作，其中泥沙采样间隔时间可调；特别的，在泥沙采样间隔时间未到时，若装置工作环境下雨，则立即进入下一次的径流泥沙测量操作，实现径流泥沙采样检测。

本发明一种的径流泥沙采样检测的方法，按照以下步骤进行：

步骤1：打开装置总开关10使装置进入准备状态，在触摸屏9上进行操作设置，操作人员从装置的取样操作窗口15处进行操作，给储物平台18上放置设定数量的空采样杯17；装置运行，根据箱体内安装的温度传感器8判断装置工作环境温度是否低于2℃，若低于2℃则装置停止运行，若高于2℃，则装置进行下一步操作。

步骤2：PLC控制器14控制机械爪26在机械爪轨道上动作，叉取储物平台18上的空采样杯17至交换台23处；此时处于交换台23下端的RFID识卡器24工作，读取采样杯17底端贴有的信息卡进行采样杯17信息的记录；控制电磁铁吸盘27动作移动至处于交换台23上的采样杯17上端并进行杯盖16的吸取，在杯盖16吸取完成后，控制机械爪26动作将无杯盖采样杯17叉取至电子秤22上，并使采样杯17处于注液管5下端，准备进行径流泥沙采样。

步骤3：PLC控制器14控制液位超声波传感器4动作，测量到杯底的距离作为基准距离；控制电动三通球阀6打开进行工作，径流通过采样口41处流入由电动三通球阀6连接的注液管5处注入采样杯17进行采样，当采样杯17中浑水液面到达一定高度被光电传感器3检测到时，则关闭电动三通球阀6，停止注液，注液完成后停顿一些时间等待杯中液面平稳；液位超声波传感器4动作测取杯中浑水液位高度，电子秤22测取浑水重量，获取径流泥沙采样样品泥沙含量的数据并进行保存。

步骤4：通过雨量传感器7检测此时装置工作环境是否下雨，若是下雨，装置清洗模块进行工作，PLC控制器14控制隔离门40动作打开；控制机械手指36动作，抓取采样杯17至清洗工位处，控制转台38动作，将采样杯17中浑水倾倒到接水漏斗34中；控制清洗泵32动作，抽取水箱31中清水通过管路33给喷枪35产生高压水清洗采样杯17；清洗完成后停顿一段时间等待杯中水流尽，控制转台38复位，控制机械手指36动作，移采样杯17至电子秤22上，等待机械手指36复位后控制隔离门40关闭；完成一次清洗流程后，操作步骤跳回到步骤3进行下一步操作。若不下雨，则进行步骤4。

步骤5：PLC控制器14控制机械爪26将电子秤22上采样杯17叉取至交换台23上，控制电磁铁吸盘27移动至采样杯17杯口处，给电磁铁吸盘27通电失磁完成放杯盖16动作；控制机械爪26叉取完成放置杯盖16的采样杯17至储物平台18，完成一次径流泥沙采样。

步骤6：判断此时装置储物平台18上空采样杯17是否全部完成径流泥沙采样，若是装置结束动作，等待下一步工作人员操作指示；若否，装置则等到达泥沙采样间隔时间后，进入下一次的径流泥沙测量操作，其中泥沙采样间隔时间可调；特别的，在泥沙采样间隔时间未到时，若装置工作环境下雨，则立即进入下一次的径流泥沙测量操作，实现径流泥沙采样检测。

本发明径流泥沙的采样检测装置及其使用方法。机械部分采用模块化设计，方便装置的调试及维护。为保证装置的可靠运行，采用市电、胶体电池、太阳能板三者互相搭配供电，提高了装置的可靠性，其中太阳能板坡角可调提高了太阳能清洁能源的利用率。支持采样间隔时间可调，提高了装置的灵活性。特别的，可以的检测雨季来临时的径流泥沙含量，做到下雨全过程的泥沙含量数据检测，解决了传统装置无法进行检测，并应对突如其来的大雨时泥的沙检测问题，其中凹槽型箱体顶部所拥有的收集雨水能力，与人工水箱补水方式相结合，提高了装置的自动化程度及水资源的利用；装置还拥有径流泥沙存样功能，在保证径流泥沙含量测量精度的前提下，满足不同需求环境下径流泥沙的采样检测作业，具有较好的适用性。

Claims (4)

1.径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，包括箱体（29），所述箱体（29）设置有径流采样及泥沙检测部分、电气控制部分以及清洗部分，所述箱体（29）的上侧壁还设置有供电单元，所述箱体（29）的侧壁开设有取样操作窗口（15）和观察窗口（25），所述箱体（29）的顶部安装有雨量传感器（7），所述箱体（29）内安装有温度传感器（8）；所述箱体（29）的顶部设置为凹槽型，所述箱体（29）的顶部通过导水组件连接清洗部分，在温度传感器（8）检测到温度阈值符合作业的情形下，所述雨量传感器（7）检测到无雨，所述电气控制部分控制径流采样及泥沙检测部分进行采样检测，所述雨量传感器（7）检测到有雨，则所述电气控制部分控制径流采样及泥沙检测部分和清洗部分配合进行采样检测；

所述电气控制部分包括设置于箱体（29）侧壁的触摸屏（9）、电源总开关（10）、功能按钮（11）、PLC控制器（14）、伺服控制器（13）以及通讯模块（12），所述触摸屏（9）用于操作人员操作完成与装置之间的交互；所述PLC控制器（14）用于通过伺服控制器（13）控制装置的逻辑动作，所述通讯模块（12）用于实现操作人员对装置的远程操作监测及数据的远程传输；

所述径流采样及泥沙检测部分包括伸出设置于箱体（29）外壁的采样口（41），所述采样口（41）设置有电动三通球阀（6），所述三通球阀（6）的其中一通沿箱体（29）向内连接注液管（5），所述采样口（41）用于完成对外部径流的获取，所述PLC控制器（14）控制电动三通球阀（6）的开通和闭合来决定是否进行采样，对应所述注液管（5）设置有电子秤（22），所述电子秤（22）上配置有液位超声波传感器（4），所述电子秤（22）的一侧设置有交换台（23），所述交换台（23）上设置有RFID识卡器（24）；所述电子秤（22）和交换台（23）的一侧设置有若干个取样杯（17）和储物平台（18），所述电子秤（22）、交换台（23）和储物平台（18）对应设置有龙门架（20），所述龙门架（20）上设置有三轴线性模组（28）的机械爪（26），所述机械爪（26）连接有电磁铁吸盘（27），所述PLC控制器（14）通过控制电磁铁吸盘（27）的通断电，以便完成对杯盖（16）的吸取及放置；

所述清洗部分由隔离门（40）和径流采样及泥沙检测部分隔离，所述PLC控制器（14）控制隔离门（40）的开通与闭合；所述清洗部分包括：安装在所述龙门架（20）上的单轴线性模组（39）、以及连接单轴线性模组（39）的机械手指（36），其中，所述机械手指（36）连接有夹杯电缸（37），且所述机械手指（36）连接有转台（38）；还包括接水漏斗（34），所述接水漏斗（34）内设置有喷枪（35），所述喷枪（35）通过管路（33）连接有清洗泵（32），所述清洗泵（32）的下方设置有水箱（31），所述水箱（31）中设置有水位传感器（30），所述导水组件连接于水箱（31）。

2.根据权利要求1所述的径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，所述供电单元包括依次连接的柔性光伏板（1）、光伏逆变器一体机（21）以及胶体电池（19），其中，所述柔性光伏板（1）的一侧安装有光伏板电缸（2），所述光伏板电缸（2）用于调节柔性光伏板（1）的放置坡角。

3.根据权利要求1所述的径流泥沙的采样检测装置，其特征在于，所述箱体（29）的顶部开设有导水口，所述导水组件包括连接清洗部分与箱体（29）顶部的水管（42），所述水管（42）连接导水口，所述导水口设置有过滤网（43）。

4.径流泥沙的采样检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求1所述的径流泥沙的采样检测装置；

步骤1：打开电源总开关（10），操作者在触摸屏（9）上进行操作控制的设置，操作人员将空采样杯（17）和杯盖（16）放置于箱体（29）中的对应位置；装置运行，温度传感器（8）检测工作环境温度是否低于阈值，若低于阈值则PLC控制器（14）控制装置停止运行，若不低于阈值，则控制装置进行下一步操作；

步骤2：PLC控制器（14）控制机械爪（26）叉取空采样杯（17）至交换台（23）；RFID识卡器（24）进行采样杯（17）信息的记录；PLC控制器（14）控制电磁铁吸盘（27）进行杯盖（16）的吸取，PLC控制器（14）继续控制机械爪（26）动作将无杯盖的采样杯（17）叉取至电子秤（22）对应注液管（5）下端的位置，准备进行径流泥沙的采样检测；

步骤3：PLC控制器（14）控制液位超声波传感器（4）动作，测量到杯底的距离作为基准距离；控制电动三通球阀（6）打开，径流通过采样口（41）处流入注液管（5）、注入采样杯（17），当采样杯（17）中的浑水液面到达光电传感器（3）的检测阈值时，PLC控制器（14）控制关闭电动三通球阀（6），停止注液；液位超声波传感器（4）动作测取采样杯（17）中浑水液位的高度，电子秤（22）测取浑水的重量，获取径流泥沙采样样品泥沙含量的数据并进行保存；

步骤4：通过雨量传感器（7）检测环境是否下雨，若下雨，则装置清洗部分进行工作，PLC控制器（14）控制隔离门（40）打开、并控制机械手指（36）抓取采样杯（17）至清洗工位处，控制转台（38）将采样杯（17）中浑水倾倒到接水漏斗（34）中；PLC控制器（14）控制清洗泵（32）抽取水箱（31）中的清水，配合管路（33）合喷枪（35）清洗采样杯（17）；清洗完成后控制转台（38）复位、控制机械手指（36）移动采样杯（17）至电子秤（22）、待机械手指（36）复位后控制隔离门（40）关闭；完成一次清洗流程后，按照步骤3进行下一步操作；若不下雨，则进行步骤4；

步骤5：PLC控制器（14）控制机械爪（26）将电子秤（22）上的采样杯（17）叉取至交换台（23）上、控制电磁铁吸盘（27）移动至采样杯（17）处并通电、完成放杯盖（16）动作、控制机械爪（26）叉取完成放置带有杯盖（16）的采样杯（17）至储物平台（18），完成一次径流泥沙的采样检测操作；

步骤6：PLC控制器（14）判断此时装置储物平台（18）上的采样杯（17）是否全部完成径流泥沙采样，若是，则装置结束动作；若否，则装置等到达预设的泥沙采样间隔时间后，进入下一次的径流泥沙测量操作；在泥沙采样间隔时间未到时，若雨量传感器（7）检测环境下雨，则PLC控制器（14）控制装置立即进入下一次的径流泥沙的采样检测操作。