CN203798398U - 坡面地表径流量自动监测装置 - Google Patents

Abstract

坡面地表径流量自动监测装置，包括径流收集装置、缓冲汇流装置、计量翻斗和水沙收集装置，所述径流收集装置设于缓冲汇流装置的上方，径流收集装置的底面为多孔结构，缓冲汇流装置为漏斗结构，计量翻斗设于缓冲汇流装置漏斗出口下方的框架结构内，水沙收集装置设于计量翻斗的下方，所述计量翻斗的至少一个端部设有磁铁，框架结构上设有至少一个干簧管，所述干簧管的中心位于磁铁随计量翻斗运动的轨迹上，且管体与轨迹切线垂直；所述水沙收集装置的下部设有排水口，装置内设有至少一个收集容器，所述收集容器的上表面设有一组孔。装置整体更加稳定的自动监测，翻动信号干脆无抖动，构造简单实用。

Description

坡面地表径流量自动监测装置

技术领域

本实用新型属于地表径流量监测装置，具体涉及一种应用于坡面尺度径流小区地表径流量和整个径流产流过程的监测装置。 

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。 

中国专利号CN201428153Y公布了一种称重式自动收集装置，该装置包括单片机自动控制系统、径流收集部分和壤中流收集部分、过流器侧面底部设有用于排泄水的电磁阀，液位开关及称重传感器。该系统理论可行，在实际工作运行中受多方面约束和干扰：第一、电磁阀驱动困难；第二、泥沙的淤积和干扰，对结果有大的影响，甚至还会破坏液位开关和电磁阀；第三、成本太高。 

中国专利号CN202676218U公布了一种翻斗式径流量自动监测装置，该设计方法的转轴由于与机器分开，转轴很容易活动，最终导致翻斗翻动错误；下部采样抽屉由于泥沙淤积难于达到理想结果，抽屉轨道往往被泥土卡住。 

实用新型内容

解决的技术问题：为了克服现有的径流池监测方法信息量小的不足、传统翻斗式径流传感不稳定的不足以及泥沙收集困难等情况，本实用新型提供一种坡面地表径流量自动监测装置，该装置统实现了稳定的传感技术和简单实用的水沙采样方法。 

技术方案：坡面地表径流量自动监测装置，包括径流收集装置、缓冲汇流装置、计量翻斗和水沙收集装置，所述径流收集装置设于缓冲汇流装置的上方，径流收集装置的底面为多孔结构，缓冲汇流装置为漏斗结构，计量翻斗设于缓冲汇流装置漏斗出口下方的框架结构内，水沙收集装置设于计量翻斗的下方，所述计量翻斗的至少一个端部设有磁铁，框架结构上设有至少一个干簧管，所述干簧管的中心位于磁铁随计量翻斗运动的轨迹上，且管体与轨迹切线垂直；所述水沙收集装置的下部设有排水口，装置内设有至少一个收集容器，所述收集容器的上表面设有一组孔。 

还包括自动计数储存装置，所述自动计数储存装置与干簧管电连接。 

所述框架结构上设有支承轴，所述支承轴位于干簧管的下方，计量翻斗运动的轨迹上。 

所述收集容器上表面设有的孔，孔的总面积占水沙收集装置上表面积的1%。 

所述计量翻斗翻动的临界流量为3kg。 

所述径流收集装置底面的多孔结构为不锈钢滤网。 

所述径流收集装置的顶部设有避雷线。 

有益效果：干簧管的中心位于磁铁随计量翻斗运动的轨迹上，且管体与轨迹切线垂直，以保证磁铁最短时间划过干簧点，信号干脆，无抖动和滞后。收集容器上表面设有的孔，孔的总面积占水沙收集装置上表面积的1%，可测量范围扩大，不会如双层抽屉在暴雨情况下泥沙堆积严重的现象。在估算水样溶度时完全可以直接用收集器内水样进行分析。整个装置采用不锈钢材料，更加简单而耐用，加了避雷线，而且和计数器进行隔离。装置整体更加稳定的自动监测，翻动信号干脆无抖动，构造简单实用。 

附图说明

图1 为本装置的翻斗结构示意图； 

图2为设于计量翻斗上的磁铁运动轨迹与干簧管的位置示意图。

图中1径流收集装置；2缓冲汇流装置；3计量翻斗；4支承轴；5水沙收集装置；6收集容器；7干簧管；8磁铁。 

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。 

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。 

实施例1

坡面地表径流量自动监测装置，包括径流收集装置1、缓冲汇流装置2、计量翻斗3和水沙收集装置5，所述径流收集装置1设于缓冲汇流装置2的上方，径流收集装置为框体，用于承接收集坡面地表来水，径流收集装置1的底面设有不锈钢滤网，缓冲汇流装置2为漏斗结构，计量翻斗3的截面为等腰三角形，结构为两个簸箕背靠连接状，设于缓冲汇流装置2漏斗出口下方的框架结构内，水沙收集装置5为顶部开口的盒体，设于计量翻斗的下方，所述计量翻斗3的两端部分别设有磁铁8，框架结构上对称设有两个干簧管7，所述干簧管的中心位于磁铁随计量翻斗运动的轨迹上，且管体与轨迹切线垂直；所述水沙收集装置5的下部设有排水口，装置内设有两个收集容器6，分别用于计量收集的水和泥沙，所述收集容器的上表面设有一组孔，所述收集容器上表面设有的孔，孔的总面积占水沙收集装置上表面积的1%。所述干簧管通过导线直接与自动计数储存装置的正负极接口电连接，由自动计数储存装置统计高电平（即翻动事件）的时间和累计次数（流量）。所述框架结构上设有一对支承轴4，所述支承轴分别位于两个干簧管的下方，计量翻斗运动的轨迹上，用于对计量翻斗进行限位。所述计量翻斗翻动的临界流量为3kg。所述径流收集装置的顶部设有避雷线。

整个设备板材选用厚度3mm的不锈钢板、计量翻斗的转轴设于框架结构上，材质为不锈钢、磁铁选用磁钢、干簧管为MKA-10110封装型干簧管和自动计数储存装置为Pulse101A事件记录仪（美国Madgetech公司生产）。 

计量翻斗划过干簧管的轨迹如图2所示，如果沿着B或C轨道转动，由于磁铁不是从中心垂直划过，在有某磁性区域内对干簧点作用，时常出现一次划动出现上下对称的两次脉冲信号。为了避免这种情况，须沿A轨道运动，这样磁铁垂直划过干簧管，信号短暂而无抖动。 

同时由于磁铁的磁性有一定范围，进一步减小划过脉冲信号的周期，将磁铁放置在远离转轴轴心的一端，这样保持角速度不变的情况下，划过干簧管的瞬时速度比放置在接近转轴轴心位置的速度明显大，这样处理可以使该脉冲信号短暂但又可以使连接的Pulse101A事件记录仪可以记录到。 

Pulse101A事件记录仪对翻斗转动产生的脉冲信号的最短时间间隔分辨为0.5秒，即计量翻斗翻动速度超过2次/秒，则出现数据偏小，所以整个仪器的流速测量范围为0.0L/s-6L/s。 

申请人多年的野外工作经验发现磁铁和干簧管的安装位置关系非常关键，很多时候由于忽略该点，最终导致信号错误，从而监测数据错误。 

Claims (7)

1.坡面地表径流量自动监测装置，包括径流收集装置（1）、缓冲汇流装置（2）、计量翻斗（3）和水沙收集装置（5），所述径流收集装置（1）设于缓冲汇流装置（2）的上方，径流收集装置（1）的底面为多孔结构，缓冲汇流装置（2）为漏斗结构，计量翻斗（3）设于缓冲汇流装置（2）漏斗出口下方的框架结构内，水沙收集装置设于计量翻斗的下方，其特征在于所述计量翻斗（3）的至少一个端部设有磁铁（8），框架结构上设有至少一个干簧管（7），所述干簧管的中心位于磁铁随计量翻斗运动的轨迹上，且管体与轨迹切线垂直；所述水沙收集装置（5）的下部设有排水口，装置内设有至少一个收集容器（6），所述收集容器的上表面设有一组孔。

2.根据权利要求1所述的坡面地表径流量自动监测装置，其特征在于还包括自动计数储存装置，所述自动计数储存装置与干簧管电连接。

3.根据权利要求1所述的坡面地表径流量自动监测装置，其特征在于所述框架结构上设有支承轴（4），所述支承轴位于干簧管（7）的下方，计量翻斗运动的轨迹上。

4.根据权利要求1所述的坡面地表径流量自动监测装置，其特征在于所述收集容器上表面设有的孔，孔的总面积占水沙收集装置上表面积的1%。

5.根据权利要求1所述的坡面地表径流量自动监测装置，其特征在于所述计量翻斗翻动的临界流量为3kg。

6.根据权利要求1所述的坡面地表径流量自动监测装置，其特征在于所述径流收集装置（1）底面的多孔结构为不锈钢滤网。

7.根据权利要求1所述的坡面地表径流量自动监测装置，其特征在于所述径流收集装置的顶部设有避雷线。