CN115326742A - 一种便携式水土流失自动监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式水土流失自动监测装置，属于水土流失检测技术领域，包括采样管、工作台、采样舱，所述采样舱通过第一连接管与工作台连通，所述采样管一端连接到泥沙检测工作台上用于泥沙流入采样舱，所述泥沙检测工作台水平两端对称连接有将其支起并与其转动连接的驱动机构及检测组件，所述工作台上下两侧分别安装有上支架及下支架，所述上支架及下支架的端部分别均穿入驱动机构及检测组件后连接。本发明在工作台上下对称连接两个采样舱，将采样管由侧边连接到工作台上后将样品存入采样舱中，在工作台的一侧安装检测组件对存入样品中泥沙含量进行检测，工作台及采样舱可进行旋转，将样品进行充分混合后流过工作台，可提高检测的精准度。

Description

一种便携式水土流失自动监测装置

技术领域

本发明涉及水土流失检测技术领域，尤其涉及一种便携式水土流失自动监测装置。

背景技术

坡面径流观测场水土流失监测装置主要由径流收集装置、径流测量定位装置、径流泥沙混合装置等部分组成。其中最为重要的就是径流测量定位装置和径流泥沙混合装置，可以有效的对坡面径流水土数据进行监测，保证所得出的监测结果具有的较高的准确性。因此，坡面径流观测场水土流失监测得到的数据在城市的应用可以有效的节水城市中水资源的应用，提升人们的节水意识，将现有的水资源产量增加。城市在开展水保工作时可以通过该数据为基础进行操，并结合当地的气候环境、地理位置等制定出一项科学、合理的水保措施，只有这样才能减少城市中水土流失现象发生，减少水资源浪费，保护自然生态环境。

针对水土流失监测，国内外常用方法有近红外法、透射法、发射法等，上述方法需要样品在重复搅拌浑浊的状态下检测。如投射法，利用光的反射定律，照射在水流的光，一部分通过含沙水流透射，一部分被水流及泥沙吸收，一部分被水流及泥沙反射；将光打在水流中，通过红外传感器捕捉反射的光，来检测泥沙含量。在实验室中，由于采集的样品，泥沙在水中会快速分层，需要放置在搅拌容器中混合后进行搅拌。但是搅拌设备搅拌方向较为单一，在混合搅拌时容易产生涡流，造成泥沙区域性分布，难以实现快速混合均匀。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种便携式水土流失自动监测装置，通过便携设计可在户外采样时及时使用，同时为避免采集的样品分层造成检测误差，提供可旋转的采样舱，让收集的样品快速旋转或振荡实现混匀后从流过检测仪器，实现精准检测。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决样品中泥沙快速沉淀，人工摇匀费力，设备摇匀容易出现漩涡，影响检测精度的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种便携式水土流失自动监测装置，包括用于泥沙收集的采样管、用于泥沙检测的工作台、用于泥沙存样的采样舱，所述采样舱通过第一连接管与工作台连通，所述采样管一端连接到泥沙检测工作台上用于泥沙流入采样舱，所述泥沙检测工作台水平两端对称连接有将其支起并与其转动连接的驱动机构及检测组件，所述工作台上下两侧分别安装有上支架及下支架，所述上支架及下支架的端部分别均穿入驱动机构及检测组件后连接。

优选的，所述工作台包括中空的检测盒、固定于检测盒上的支撑件，所述检测盒竖直两端及水平两端均开设有与外部连通的通孔，竖直方向的所述通孔与第一连接管连通固定，两个所述支撑件对称固定于检测盒水平两端并将通孔罩住。

优选的，一个所述支撑件与检测组件连接，该所述支撑件中贯穿有安装槽将检测组件连入检测盒内的安装槽。

优选的，另一个所述支撑件与驱动机构转动连接，该所述支撑件一端开设有弧形的限位槽，所述限位槽另一端由支撑件侧边与外部连通，水平端的两个所述通孔分别与限位槽及安装槽连通。

优选的，所述支撑件外侧转动连接有罩住限位槽的套管，所述套管一侧连通固定有第二连接管，所述第二连接管侧边通过支座与驱动机构连接，所述第二连接管与采样管连通。

优选的，所述驱动机构包括与其中一个支撑件转动连接的电机盒、安装于电机盒内部的驱动器，所述驱动器输出轴与支撑件连接固定驱使工作台、第一连接管及采样舱旋转。

优选的，所述检测组件包括与其中一个支撑件转动连接的采集盒、安装于数据采集器、与数据采集器电性连接的红外传感器、密封塞，所述采集盒上卡接一个穿入安装槽内部的密封塞，所述红外传感器安装于密封塞的端部并穿入检测盒内部。

优选的，所述上支架包括顶板，所述顶板底部两侧对称设有限位杆，所述限位杆分别由上方穿入电机盒与采集盒内部并与其滑动配合。

优选的，所述下支架包括底座，所述底座底部两侧对称设有导向管，所述导向管分别由下方穿入电机盒与采集盒内部并与其滑动配合。

优选的，所述电机盒与采集盒侧上下端面均安装有锁紧件，所述限位杆及导向管分别穿过锁紧件进入电机盒与采集盒内，所述限位杆可穿入导向管内部并与其滑动配合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明中围绕工作台上下对称连接两个采样舱，将采样管由侧边连接到工作台上后将样品存入采样舱中，在工作台的一侧安装检测组件对存入样品中泥沙含量进行检测，其中检测组件采用反射法进行检测，工作台及采样舱可进行旋转，将样品进行充分混合后流过工作台，可提高检测的精准度，同时在样品排放后可通过旋转的方式进行清洗。

本发明通过控制采样舱旋转或振荡摇摆，可快速实现样品混合，可避免采用搅拌机构搅拌混合时产生涡流造成泥沙区域性分布形象检测效果。本发明可免除搅拌机构的时候，减少维护安装的成本与繁琐。

本发明中采样舱清洗无需采用清洗结构，面对吸附法污垢，通过投放钢珠后振荡摇摆，实现高效干净的清洗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体前视结构示意图；

图2为本发明的整体立体结构示意图；

图3为本发明的整体收纳携带结构示意图；

图4为本发明的工作台与驱动机构及检测组件拆分结构示意图；

图5为本发明的工作台与驱动机构及检测组件剖面结构示意图；

图6为本发明的工作台产剖面拆分结构示意图；

图7为本发明的驱动机构结构示意图

图8为本发明的检测组件结构示意图；

图9为本发明的上支架与下支架连接结构示意图。

图号说明：100、采样管；200、工作台；201、检测盒；202、支撑件；203、通孔；205、安装槽；206、限位槽；207、套管；208、第二连接管；300、采样舱；400、第一连接管；500、驱动机构；501、电机盒；502、驱动器；600、检测组件；601、采集盒；602、数据采集器；603、红外传感器；604、密封塞；700、上支架；701、顶板；702、限位杆；800、下支架；801、底座；802、导向管。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明。

以下描述用于揭露本发明以本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

实施例：

一种便携式水土流失自动监测装置，包括用于泥沙收集的采样管100、用于泥沙检测的工作台200、用于泥沙存样的采样舱300，采样舱300通过第一连接管400与工作台200连通，采样管100一端连接到泥沙检测工作台200上用于泥沙流入采样舱300，泥沙检测工作台200水平两端对称连接有将其支起并与其转动连接的驱动机构500及检测组件600，工作台200上下两侧分别安装有上支架700及下支架800，上支架700及下支架800的端部分别均穿入驱动机构500及检测组件600后连接。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式进行详细说明：

请参阅图1-3，本申请公开的一种便携式水土流失自动监测装置，包括采样管100、工作台200、采样舱300、第一连接管400、驱动机构500、检测组件600，工作台200中部为中空结构，用于泥沙采集的采样管100一端安装在工作台200上并与其中部连通，采样舱300通过第一连接管400与工作台200中部连通。泥沙会经过工作台200进入采样舱300内部，在工作台200的侧边安装检测组件600会对流经工作台200的泥沙进行检测。

其中，本申请设计两个采样舱300围绕工作台200上下对称设置，分别通过第一连接管400与工作台200连通，为了避免采集的泥沙快速沉降与水分层影响检测效果，在工作台200的侧边安装了驱动机构500控制工作台200自转及两个采样舱300围绕工作台200旋转，下方采样舱300内部的泥沙在旋转的过程中被搅拌浑浊后，让泥沙处于高位经过工作台200中部流入西方的采样舱300中，检测组件600对泥沙进行检测，可提高检测效果。且采样舱300同样可采用旋转的方式进行清洗。

请参阅图4-6，本申请中，工作台200是矩形中空的检测盒201与柱状的支撑件202固定组成，两个支撑件202对称固定在检测盒201的两端，一个支撑件202朝向检测组件600并与转动连接，该支撑件202内开设有安装槽205，另一个支撑件202朝向驱动机构500，该支撑件202内开设有限位槽206，检测盒201上下两端及左右两端均开设有通孔203，上下端的通孔203与第一连接管400连通，左右两侧的通孔203分别与安装槽205及限位槽206连通。

安装槽205为一个水平贯穿的结构，将部分检测组件600通过安装槽205插入检测盒201内部，限位槽206为一个90°弯折的弧形结构，限位槽206的一端与通孔203连通、另一端由支撑件202的侧边与外部连通，在支撑件202的外侧套设一个套管207将限位槽206一点进行密封，在套管207的顶部开孔并安装第二连接管208，第二连接管208与限位槽206连通，采样管100与第二连接管208连通。泥沙会从采样管100中进入第二连接管208内，然后进入限位槽206中，经过限位槽206流入检测盒201中部，再由检测盒201底部的通孔203流入采样舱300中。另外第二连接管208通过支座与驱动机构500连接固定，在驱动机构500驱使支撑件202转动时，套管207及第二连接管208保持不动，避免卷绕采样管100。

需要说明的是，采样管100为软质管道，便于调整角度进行泥沙采集；第一连接管400及第二连接管208均为硬质金属管道。

请参阅图5、7，本申请中，驱动机构500包括电机盒501、驱动器502等，电机盒501内部安装有驱动器502、蓄电池等，电机盒501设置在工作台200侧边并与支撑件202转动连接，驱动器502的动力输出轴与支撑件202连接固定，在驱动器502的驱使下实现工作台200的自转、第一连接管400与采样舱300围绕工作台200转动。

请参阅图5、8，在本申请中，检测组件600包括采集盒601、数据采集器602、红外传感器603，采集盒601安装在工作台200一侧并与其转动连接，数据采集器602安装在采集盒601并与红外传感器603电性连接，采集盒601上安装一个插入安装槽205内部的密封塞604，红外传感器603安装在密封塞604的端部，红外传感器603分布在检测盒201内部，泥沙经过检测盒201后用于泥沙件侧。红外传感器603利用发射法检测流水泥沙的含沙量。

此外本申请中第一连接管400及采样舱300便于拆卸，可在采样或检测结束后取下。

在一些实施方式中，采样舱300的底部安装有阀门，可用于排出采集的样品。

请参阅图9，本申请中，工作台200的上下两侧分别设置了上支架700、下支架800，上支架700由顶板701与限位杆702组成，限位杆702对称固定在顶板701底面两侧，使上支架700呈U型结构；下支架800有底座801与导向管802组成，导向管802对称设置在底座801顶部两侧，使下支架800呈U型结构。

上支架700与下支架800对称设置，分别冲上下两侧穿入电机盒501与采集盒601内并与其互动配合，同侧的限位杆702与导向管802在竖直方向，限位杆702可穿入导向管802内部。电机盒501与采集盒601侧上下端面均安装有锁紧件，限位杆702及导向管802分别穿过锁紧件进入电机盒501与采集盒601内。

本监测装置在展开使用时，上支架700与下支架800分别向上下两侧拉伸展开，底座801与地面接触。工作台200处于中部位置，上下侧分别安装上第一连接管400与采样舱300，在工作台200的顶部连接采样管100。采集的泥沙经过工作台200流入下方的采样舱300中。

采样的过程中红外传感器603会对样品中的含沙量进行检测，为了确保检测的准确性，驱动器502驱动工作台200及两个采样舱300旋转，让样品混合混匀，泥沙均匀分布，再让样品由高处流入下方的空采样舱300中，均匀的样品重新流过红外传感器603进行准确检测。

本监测装置在收纳时，第一连接管400与采样舱300从工作台200上拆下单独存放，限位杆702穿入导向管802中，让上支架700与下支架800向工作台200靠近，收纳成最小状态，在顶板701上安装提手便于携带。

另外本申请设计的可选择的采样舱300，其可通过旋转的方式进行倾斜，可在面没有倾斜设备时，实现高效充分的冲洗。在面临难以清洗的污垢时，可向采样舱300内部加入少量滚珠，在转动的过程中加速清洗。另外需要注意的是，在加入滚珠前需要先拆下红外传感器603避免对其损坏。

本申请采用采样舱300旋转或振荡摆动的方式进行摇匀，可避免传统搅拌机构搅拌时产生旋涡，泥沙那一分布均匀的问题，且免除搅拌设备的使用，降低成本，减少维护的繁琐。

需要说明的是，本申请采用了反射法进行泥沙检测，其中红外传感器右侧边连接到检测盒201中，让泥沙由其一侧经过。在一些实施方式中，还可采用近红外法或透射法进行检测，将检测仪器通入检测盒201让泥沙经过即可。

本领域技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能以及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：包括用于泥沙收集的采样管(100)、用于泥沙检测的工作台(200)、用于泥沙存样的采样舱(300)，所述采样舱(300)通过第一连接管(400)与工作台(200)连通，所述采样管(100)一端连接到泥沙检测工作台(200)上用于泥沙流入采样舱(300)，所述泥沙检测工作台(200)水平两端对称连接有将其支起并与其转动连接的驱动机构(500)及检测组件(600)，所述工作台(200)上下两侧分别安装有上支架(700)及下支架(800)，所述上支架(700)及下支架(800)的端部分别均穿入驱动机构(500)及检测组件(600)后连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：所述工作台(200)包括中空的检测盒(201)、固定于检测盒(201)上的支撑件(202)，所述检测盒(201)竖直两端及水平两端均开设有与外部连通的通孔(203)，竖直方向的所述通孔(203)与第一连接管(400)连通固定，两个所述支撑件(202)对称固定于检测盒(201)水平两端并将通孔(203)罩住。

3.根据权利要求2所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：一个所述支撑件(202)与检测组件(600)连接，该所述支撑件(202)中贯穿有将检测组件(600)连入检测盒(201)内的安装槽(205)。

4.根据权利要求3所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：另一个所述支撑件(202)与驱动机构(500)转动连接，该所述支撑件(202)一端开设有弧形的限位槽(206)，所述限位槽(206)另一端由支撑件(202)侧边与外部连通，水平端的两个所述通孔(203)分别与限位槽(206)及安装槽(205)连通。

5.根据权利要求4所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：所述支撑件(202)外侧转动连接有罩住限位槽(206)的套管(207)，所述套管(207)一侧连通固定有第二连接管(208)，所述第二连接管(208)侧边通过支座与驱动机构(500)连接，所述第二连接管(208)与采样管(100)连通。

6.根据权利要求5所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：所述驱动机构(500)包括与其中一个支撑件(202)转动连接的电机盒(501)、安装于电机盒(501)内部的驱动器(502)，所述驱动器(502)输出轴与支撑件(202)连接固定驱使工作台(200)、第一连接管(400)及采样舱(300)旋转。

7.根据权利要求6所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：所述检测组件(600)包括与其中一个支撑件(202)转动连接的采集盒(601)、安装于数据采集器(602)、与数据采集器(602)电性连接的红外传感器(603)、密封塞(604)，所述采集盒(601)上卡接一个穿入安装槽(205)内部的密封塞(604)，所述红外传感器(603)安装于密封塞(604)的端部并穿入检测盒(201)内部。

8.根据权利要求7所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：所述上支架(700)包括顶板(701)，所述顶板(701)底部两侧对称设有限位杆(702)，所述限位杆(702)分别由上方穿入电机盒(501)与采集盒(601)内部并与其滑动配合。

9.根据权利要求8所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：所述下支架(800)包括底座(801)，所述底座(801)底部两侧对称设有导向管(802)，所述导向管(802)分别由下方穿入电机盒(501)与采集盒(601)内部并与其滑动配合。

10.根据权利要求9所述的一种便携式水土流失自动监测装置，其特征在于：所述电机盒(501)与采集盒(601)侧上下端面均安装有锁紧件，所述限位杆(702)及导向管(802)分别穿过锁紧件进入电机盒(501)与采集盒(601)内，所述限位杆(702)可穿入导向管(802)内部并与其滑动配合。

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