[发明专利]一种径流中泥沙含量自动测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种径流中泥沙含量自动测量系统。

背景技术

径流中的泥沙是降水过程中由坡面土壤侵蚀形成的，是颗粒较细、能够随坡面径流一起向沟道汇集的泥沙，泥沙含量是确定小流域土壤侵蚀模数的关键参数，是坡面土壤侵蚀和水土保持研究中必须准确测定的指标之一，更是水土流失监测中必须长期测定的指标。

目前，径流中泥沙含量通常通过野外采取泥水样，在室内利用过滤、烘干的方法测定，无法进行实时监测，而且需要长期在野外坚守才可能完成取样过程，室内分析耗时费力，尤其在夜间以及偏远山区开展坡面径流泥沙含量的监测时，很容易出现漏测现象，这种野外取样的观测方法也无法实现对径流中泥沙含量和泥沙输沙过程进行实时动态监测。现有方法都是通过量化泥沙对某种物理特性的影响来确定含沙量，如振动法、超声波法、γ射线法、电容法、光电法等。振动法通过振动频率来测算含沙量，但在低流速时，会出现泥沙沉积问题，造成较大误差。超声波法根据超声波在含沙水流中的反射和衰减特性测量水流含沙量，但测量范围小，国内还未见产品。γ射线法根据γ射线穿过水沙混合体时所遵循的衰减规律进行测量，但因γ射线可能对人体造成危害而慎用。电容法利用水沙混合物会引起介电常数差异的电物理特性来测量含沙量，但其精度会受到温度、流速等多种因素的干扰。光电法利用光线在水体中的散射规律进行测量，目前使用较多的仪器有OBS浊度仪，但其容易出现窗口污染问题，影响红外光线的散射，而且随着测量次数增多，误差将逐渐积累。

可见目前还没有理想的能够自动测量和实时监测径流泥沙含量的仪器。为了实现对径流中泥沙含量的自动测定和长期的实时监测，需要一种无人值守的自动测量系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种径流中泥沙含量的自动测量系统，其克服了现有技术的上述缺陷，用于实现对径流中泥沙含量进行自动测量和实时监测。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种径流中泥沙含量自动测量系统，其特征在于，所述径流中泥沙含量自动测量系统包括：

盛样器，其为圆筒状，所述盛样器的侧上部设置有进水口，所述进水口上安装有水泵，所述盛样器的底部设置有排水口，所述排水口上安装有放水阀，所述盛样器的上下两端分别设置有第一支架和第二支架；

测定器，其设置于所述盛样器中部，所述测定器的上方通过钢丝连接圆环，所述圆环挂设于所述第一支架上；

称重感应器，其设置于所述圆环的上方，所述称重感应器的一端通过钢丝与所述圆环相连，另一端则通过钢丝与设置于其上方的卷扬器相连；

控制器，其与所述水泵、所述卷扬器、所述称重感应器以及所述放水阀电连接，所述控制器用于根据预先设定的启动条件分别向所述水泵、所述卷扬机、所述称重感应器以及所述放水阀发出指令，并控制所述水泵、所述卷扬器、所述称重感应器以及所述放水阀的操作。

优选地，上述技术方案中，本发明的所述径流中泥沙含量自动测量系统还包括：

雨量计，其与所述控制器电连接，用于测定降雨量，并将雨量数据传输给所述控制器保存；

水位计，其与所述控制器电连接，用于测定水位，并将水位数据传输给所述控制器保存。

优选地，上述技术方案中，本发明的所述径流中泥沙含量自动测量系统还包括：

底座，其设置于所述第二支架的下方，用于固定所述第二支架。

优选地，上述技术方案中，所述盛样器的顶端为圆筒形，底端为圆锥形，用于盛泥沙水样。

优选地，上述技术方案中，所述测定器用于测定盛样器中泥水的泥沙含量，其为橄榄形的体积和重量均恒定的空心密闭容器，所述密闭容器的外部涂有一层防止泥水粘附的材料。

优选地，上述技术方案中，所述称重感应器用于称量所述测定器在泥水中的重量，并将称重的时间和重量数据传输给所述控制器。

优选地，上述技术方案中，所述第一支架为“开”字形，具有相互平行的上、下两条横架，所述卷扬器和所述圆环分别安装并固定在上、下两条横架上。

优选地，上述技术方案中，所述卷扬器在所述控制器的指令下通过所述圆环将所述测定器从泥水中吊起，并在所述称重感应器完成称重后再通过所述圆环将所述测定器放回所述第一支架上。

优选地，上述技术方案中，所述进水口用于将水泵抽取的泥水样注入所述盛样器中；所述排水口用于将所述盛样器中的泥水样排空；所述放水阀用于根据所述控制器的指令打开阀门，将所述盛样器中的泥水样通过所述排水口排除，并在一定时间后或下一次所述水泵启动前关闭阀门。