[发明专利]一种水土保持监测小区径流泥沙连续取样测量系统和方法

权利要求书

1.一种水土保持监测小区径流泥沙连续取样测量系统，其特征在于，包括：安装在四面有百叶窗顶部有集水盘的箱体中的取样子系统、测量子系统、控制子系统、电源子系统，清理子系统以及降雨传感器；多个环绕在根据取水状况而间歇转动的环形取样履带周围的取样桶，所述的取样桶通过自动解锁机构与环形取样履带连接；所述的取样子系统还设有与小区径流出水口管道连接的取样口，所述的取样口对准一个取样桶的上口并设有初测水位计，所述的初测水位计与控制子系统电连接，所述的控制子系统与带动环形取样履带运行的电机连接，所述的控制子系统中设有计算雨水充盈一个取样桶时间的计时器和一场降雨充盈取样桶次数的计次器；所述的测量子系统包括：环形取样履带下落机构和设置在一个取样桶停止位上的轨道，所述的轨道上设有复测水位计、超声波振动器和称重传感器，所述的取样桶上设有二维码，所述的控制子系统中设有二维码读取器；所述的清理子系统包括：设置在一个取样桶停止位上的可开合震动环和自动冲洗器；所述的自动冲洗器包括：设置在所述箱体顶部的集水盘，所述的集水盘与带有过滤器的储水箱管道连接，所述的储水箱与冲洗泵管道连接，所述的冲洗泵与能够自动伸缩的喷头连接，所述集水盘中设有纵横排列的隔板。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的取样桶上部为倒圆台，下部为圆柱形，底部设有活门，圆柱部分设有至少两个卡固环。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的取样桶的圆台部分设有与轨道相配合的凹弧形卡固槽。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的电源子系统包括，蓄电池，所述的蓄电池与太阳能电池板连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的控制子系统中设有数据采集和存储器，并通过网络与远程管理中心连接。

6.一种使用权利要求1所述系统的水土保持监测小区径流泥沙连续取样测量方法，其特征在于，所述的方法的步骤如下：

参数设置的步骤：将取样测量系统安装在室外小区坡面的下游，设置取样桶水位高度、观测频率各项参数；

储存电能的步骤：在有阳光天候，太阳能电池板收集太阳能，转换为电能后存储在蓄电池中，这时控制子系统处于用电量极少的休眠状态；

唤醒的步骤：降雨开始时，所述的降雨传感器唤醒控制子系统，控制子系统被唤醒后与远程管理中心建立联系；同时，集水盘开始收集雨水，过滤后存储在储水箱中备用；

取样和测量雨量的步骤：小区产生径流时，初测水位计以至少50次/秒的频率计量取样桶中的水位，控制子系统开始记录出水口产流时间计时，当取样桶中的水位达到设定值时，控制子系统停止计时并驱动环形取样履带转动，使下一个取样桶进入取样口下方，进入下一轮取样，如此循环往复，控制子系统不断的记录取样桶的取样次数和出水口产流时间，作为计量径流量、含沙量的依据，并将这些数据发送至远程管理中心；

精确计量的步骤：取样桶取水后，在下一个停止位进行精确测定：首先控制子系统的二维码读取器读取取样桶上带有该取样桶重量的二维码，同时环形取样履带下降，使取样桶落在轨道上，轨道上的超声波振动器对取样水进行超声波震动，以排除水中的空气，并粉碎水样带来的大块泥土，震动之后，称重传感器对取样桶称重，去除取样桶重量后得到精确的取样重量，控制子系统记录和存储复测的取样桶水深和精确的取样重量，并发送至远程管理中心；

清洗的步骤：没有被选中存储的取样桶沿环形取样履带进入清洗区，打开取样桶底部活门，放出取样桶中的水和泥沙，可开合震动环夹住取样桶并震动，开启冲洗泵抽取存储的雨水，喷头伸出对取样桶进行清洗，清洗后取样桶随环形取样履带继续前行，准备下一次取样；

停止的步骤：降雨结束后，降雨传感器发出降雨停止的信号，控制子系统进入待机，如果继续下雨则再次进入工作状态，如果几个小时没有降雨，则进入休眠状态，如果有阳光出现，则进入充电状态。