[实用新型]可调式地表径流监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水土保持监测技术领域，具体涉及一种可调式地表径流监测装置。

背景技术

径流监测是研究土壤侵蚀和面源污染规律的重要手段。随着监测技术的不断发展，径流自动监测已成为发展趋势。集流箱、液位传感器和堰口是目前径流监测的常见组合装置，由于测量方法简单、泥沙不易淤积等优点在明渠式地表径流监测中得到广泛使用。在不同形状的堰口中，三角堰的应用较为普遍。三角堰口一般为倒等腰三角形，其监测原理为，通过液位传感器测量流经堰口的断面液位，再根据经验公式计算径流量和流速等流体特征。

目前，大多数径流监测装置采用固定式堰口，如中国专利号为201110249797提出的一种三角堰坡面小区径流流量测量系统，其三角堰口夹角固定为30°。由于径流分布具有时空差异性，在不同降雨条件下的同一径流小区内或同一降雨条件下的不同径流小区内，其径流量可能存在较大差异。在暴雨季节，径流量变化尤为显著。因此，固定式堰口不能满足径流量变化大的要求，需根据径流量匹配合适的堰口，以避免堰上水头过小或过大、并提高径流测量的精度。

中国专利号为201220030903提出了一种活插式地表径流测定装置及系统，但由于活插式堰口板涉及三角堰、矩形堰、圆形堰、复合堰口或巴歇尔堰等多种堰口型式，增加了堰口板筛选和现场操作的工作量，且人工更换堰口板的方式具有一定延迟性，亦不能满足针对径流量实时变化的自动监测要求。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种可调式地表径流监测装置。该装置由集流箱、可调式三角堰、液位传感器、数据处理器和上位机五部分组成，可用于自动、准确地监测不同降雨条件下的径流。优点是通过设置扇形活动堰板和步进电机，实现三角堰夹角的自动调节，有效扩大径流测量量程、并提高不同降雨条件下的径流监测精度。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

可调式地表径流监测装置由集流箱、可调式三角堰、液位传感器、数据处理器和上位机组成；集流箱为矩形箱体，箱体正面开有三角堰口，背面开有引流孔，顶盖可拆卸；可调式三角堰固定于集流箱正面的三角堰口处，可调式三角堰的步进电机控制器通过数据线与数据处理器连接；液位传感器固定于集流箱顶盖上，液位传感器通过数据线与数据处理器连接；数据处理器通过数据线与上位机连接；

所述可调式三角堰由两块扇形活动堰板、轴承、两部步进电机、步进电机控制器和弧形轨道组成；两块扇形活动堰板的圆心端安置于轴承处，扇形活动堰板的弧形端安置于与其相匹配的弧形轨道上；两部步进电机分别固定于两侧的弧形轨道上，步进电机的齿轮与扇形活动堰板弧形端的齿轮咬合；轴承安置于三角堰口底部正中；两个弧形轨道分别固定于箱体正面、三角堰口上端两侧。

本实用新型的优点：

由于单次降雨过程中产生的径流量具有实时变化特征，导致固定夹角的三角堰难以准确监测不同降雨条件下的径流，本实用新型解决了上述问题，通过设置扇形活动堰板和步进电机，可视径流液位变化实现三角堰夹角的自动调节，从而有效扩大监测装置的径流测量量程、提高不同降雨条件下的径流监测精度。该装置操作便捷、自动化程度高，增强了实用性，广泛适用于水土保持监测领域。

附图说明

图1为可调式地表径流监测装置结构示意图。

图2为可调式地表径流监测装置的可调式三角堰结构示意图。

图3为可调式地表径流监测装置的集流箱箱体正面示意图。

其中：1为集流箱，11为三角堰口，12为引流孔，2为可调式三角堰，21为扇形活动堰板，22为轴承，23为步进电机，24为步进电机控制器，25为弧形轨道，3液位传感器，4为数据处理器，5为上位机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

可调式地表径流监测装置由集流箱1、可调式三角堰2、液位传感器3、数据处理器4和上位机5组成；集流箱1为矩形箱体，箱体正面开有三角堰口11，背面开有引流孔12，顶盖可拆卸；可调式三角堰2固定于集流箱1正面的三角堰口11处，可调式三角堰2的步进电机控制器24通过数据线与数据处理器4连接；液位传感器3固定于集流箱1顶盖上，液位传感器3通过数据线与数据处理器4连接；数据处理器4通过数据线与上位机5连接；