[发明专利]便携式转角结构激光水土流失监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境监测仪器，具体是测量土壤侵蚀沟的仪器。

背景技术

坡面是土壤侵蚀区最基本的地貌单元，坡面上的细沟、切沟和冲沟等土壤侵蚀沟，是水蚀区基本的微地貌形态；天然降水形成的坡面径流侵蚀土壤，携带、冲刷土壤颗粒，是水土流失的主要类型。坡面侵蚀沟监测是水土流失微观监测的传统内容，是定量研究坡面水土流失的基础环节。中国专利(zl200910155172.5)提供了一种便携式侵蚀沟测量仪，能够准确、高效地对坡面水土流失的状况进行检测，并显著降低了测量人员的工作强度和工作量，为获取第一手水土保持资料提供了技术支撑。

以上便携式侵蚀沟测量仪的不足是只能用于侵蚀沟断面的测量，即一次只能测量一条线，不能直接测量侵蚀量，需要完成多个断面测量后，换算取得侵蚀数据，测量工作量较大，且换算误差较大。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种改进结构的水土流失监测仪；该仪器应能测量一定范围内坡面或曲面的侵蚀深度，直接测得坡面侵蚀量，并具有检测精度高、检测效率高以及自动化程度高的特点。

本发明提供的技术方案是：便携式转角结构激光水土流失监测仪，包括控制用的单片机、蓝牙通信器、电池以及对坡面土壤的高度进行测量并将测得的数据通过无线传输方式发送给终端设备的激光测距仪；其特征在于该测量仪还包括竖直设置在侵蚀沟地面上的支撑架以及安装在支撑架顶端且支撑着所述激光测距仪的测量头；所述测量头包括带动激光测距仪绕支撑架的竖直轴线转动的支撑外壳、可摆动地水平铰接在支撑外壳上端并用于固定所述激光测距仪的传感器底板以及带动传感器底板摆动以调节激光测距仪的测量俯角的摆动机构；

所述支撑外壳包括上下对接且轴线重合的柱状的上外壳和下外壳；下外壳内固定一输出轴竖直往上伸出的水平旋转电机；上外壳内可转动地竖直安装着与前述输出轴插接配合的旋转主轴。

所述摆动机构包括位于旋转主轴顶端的测头平台上的支架，可转动地定位在支架上的水平轴、与该水平轴固定且连接着传感器底板的旋转拨杆以及驱动该水平轴摆动的角位移电机；该水平轴上还连接角位移编码器。

所述测头平台上固定一包覆着编码器、旋转电机以及旋转拨杆的防尘罩。

所述支撑架包括固定在地面下的固定桩以及可拆卸地固定在固定桩顶端的支撑杆。

所述支撑杆为通过连接螺纹连为一体的至少两个杆件。

所述固定桩的顶端装有用于检测固定桩是否处于竖直位置的水平泡。

本发明的工作原理是：仪器通电后水平旋转电机启动，激光测距仪即被带动绕支撑架的竖直轴线旋转(编码器11将旋转角度信号输送至单片机)同时以一定俯角对坡面进行激光测距，测得的数据通过单片机处理后，由蓝牙通信器发送给终端设备；当激光测距仪绕支撑架的竖直轴线测量旋转一圈后，单片机又根据设定指令控制角位移电机转动，使激光测距仪摆动若干角度(图3中的虚线框5B表示激光测距仪摆动后处于某一角度)，然后指令水平旋转电机再次旋转进行又一次的激光测距(此次激光测距扫描的坡面部位与前次激光测距扫描的部位构成两个同心圆)。如此反复循环，直至激光测距仪在设定的俯角范围内对坡面进行全部测量为止。

本发明的有益效果是：由于本发明是对某一面积或区域的曲面进行测量，因而能够直接获得坡面侵蚀量数据，自然检测精度显著提高，实用性更强；并且所有检测程序可预先设定，又能根据指令自动进行检测，所以检测效率更高，还大幅度减轻了测量人员的工作强度。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明中的固定桩的放大结构示意图。

图3是图1中的A部放大结构示意图。

图4是图3中部分机构的结构示意图。

图5是图4的左视方向结构示意图。

图6是图4的俯视方向结构示意图。

图7是单片机的软件主流程框图。

具体实施方式

如图所示，该便携式转角结构激光水土流失监测仪中，包括控制用的单片机、蓝牙通信器、电池(单片机、蓝牙通信器、电池图中均予省略)以及对坡面土壤的高度进行测量并将测得的数据通过无线传输的方式发送给终端设备的激光测距仪5，这些部件和装置均为常规产品，可直接外购获得。

本发明的改进是包括竖直设置在侵蚀沟地面上的支撑架以及安装在支撑架顶端且支撑着所述激光测距仪的测量头；