[实用新型]一种水文及土壤综合测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水文测量技术，具体地说是一种能满足在水文测量过程多项要素同步观测的水文及土壤综合测量仪。

背景技术

在现代水文测量工作中，自动化测量技术发展很快，其技术水平及测量精度都有长足的进步。但由于现代化测量仪器必须用电才能操作和使用，限制了设备在边远无人、无电地区的应用，不能满足野外长期自动测量，而且现有设备往往只满足单一要素，尚不能实现较多要素的综合测量，如在水文测量过程中对土壤湿度、土壤温度、雨量和气温等项的同步观测。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能实现较多要素的综合测量的水文及土壤综合测量仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

具有监控计算机，通过RS-232转换器或RS-485转换器与网络智能模块相连，该网络智能模块的输入端接有多种水文或土壤监测传感器；网络智能模块的工作电源通过充电控制器接有蓄电池，该蓄电池的充电端与太阳能接收器相连。

所述水文或土壤监测传感器包括土壤湿度传感器、超声波流量传感器以及土壤温度传感器，分别接至网络智能模块的不同采集输入端口；所述各监测传感器均采用4-20mA的输出信号；所述监控计算机为便携式计算机；所述监控计算机通过以太网接口与上层监控系统相连。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.适于在边远山区长期使用。本实用新型水文及土壤综合测量仪采用太阳能不间断电源供电，解决了在边远山区长期无电源情况下仍能正常使用的问题；

2.实现了较多要素的综合测量。本实用新型将原来采用的单一测量要素功能改进为综合多项测量，可对土壤湿度、土壤温度、雨量和气温等项的同步观测；

3.模块统一采用4-20mA输出传感器，可根据不同需要选择所需的传感器；

4.模拟量采集模块，用于采集各传感器输出的电流信号，内嵌软件将数据进行交换，转换数字信号后，经RS-232或RS-485转换器传输。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括监控计算机8，通过RS-232转换器或RS-485转换器7与网络智能模块6相连，该网络智能模块6的输入端接有多种水文或土壤监测传感器；网络智能模块6的工作电源通过充电控制器9接有蓄电池4，该蓄电池4的充电端与太阳能接收器5相连。所述水文或土壤监测传感器包括土壤湿度传感器1、土壤温度传感器2以及超声波流量传感器3，分别接至网络智能模块6的不同采集输入端口；上述各监测传感器均采用4-20mA的输出信号，监控计算机8为便携式计算机；所述监控计算机8通过以太网接口与上层监控系统相连。

网络智能模块6(本实施例采用EPA网络智能模块)用于连接各传感器输入信号和监控计算机8，网络智能模块6内部包括单片机、模拟量采集模块、继电器控制模块、时钟同步控制模块等，单片机运行EPA(Ethernetfor Plant Automation)协议栈，EPA协议是工业以太网标准协议，可实现实时网络传输。EPA网络智能模块是底层物理设备和上层计算机的转换网关，其有两个接口，RS485接口和以太网接口，RS485接口与下层数据采集模块和控制模块相连，现场传感器采集的湿度值和流量值转变成电流或者电压信号，经模拟量采集模块后，通过485总线发送到EPA网络智能模块，在EPA网络智能模块中，可实现控制算法，并将数据经以太网发送到监控计算机，采集的数据经处理后通过以太网接口传送到监控计算机8的上层监控系统，上层监控系统的控制执行指令，经EPA网络智能模块传送到输出模块，进而控制现场的执行机构。

本实施例根据现场实际环境以及精度要求，分别采用多种传感器同时测量几种不同要素，本实施例采用土壤湿度传感器1、土壤温度传感器2以及超声波流量传感器3，分别用于测量土壤湿度、土壤温度以及水流量等要素。各传感器统一选择4-20mA输出信号，为对应现场实际情况，采用太阳能长期供电方式，即网络智能模块6的工作电源在充电控制器9的控制下由蓄电池4提供。传感器输出的数据每间隔一定时间由网络智能模块6分时采集，在模拟量采集中将采集值存储在该模块中的存储器内；监控计算机(本实施例采用便携式笔记本电脑)通过RS-232转换器或RS-485转换器7读取网络智能模块6内的数据，监控计算机软件可实现参数设置、测量系数修改、换算以及数据存储等功能；网络智能模块6中的时钟同步控制模块用于产生时钟信号，并通过下层数据采集模块(即模拟量采集模块)和控制模块(即继电器控制模块)相连，为上述各模块提供时钟信号，并对系统操作实行控制；继电器控制模块根据时钟同步模块指令，控制各传感器定时测量与断电，进一步达到省电之目的。