水土保持試驗與監測系統, 單點(diǎn)檢測儀
***、儀器用途
本產(chǎn)品應用于滿(mǎn)足水土保持科研、管理、生產(chǎn)實(shí)際中水土保持主要相關(guān)參量的觀(guān)測??梢愿鶕枰?,提供下列實(shí)時(shí)、準確的數據:
降雨量、降雨歷時(shí)、雨強隨時(shí)間的變化;
小流域卡口站產(chǎn)流量、水流含沙量、流域產(chǎn)沙量/輸沙量及其隨時(shí)間的變化;
野外徑流小區徑流流量、徑流泥沙含量、徑流輸沙量,及其上述參數隨時(shí)間的變化;
室內人工模擬降雨坡面產(chǎn)流的流量、水流含沙量、徑流輸沙量及其隨時(shí)間的變化;
河流水流含沙量;
系統以實(shí)時(shí)在線(xiàn)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監測;
大量數據的采集與存儲;
測量數據的匯總、報表;
通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行測量數據的有線(xiàn)(固定電話(huà))獲取。
二、儀器原理
該水土流失自動(dòng)監測站由自主開(kāi)發(fā)的水土流失自動(dòng)監測站工作管理/數據采集存儲主控機、含沙量測量傳感器、水位測量組件、單體式和復合式量水堰組成。在流域的出水口建立量水堰,自動(dòng)測量水位變化,通過(guò)z心控制計算機軟件中量水堰模型庫及參數設置計算隨時(shí)間變化的徑流流量,得到徑流流量的實(shí)時(shí)變化過(guò)程。用于小流域的監測站系統,在徑流剖面垂直分布多個(gè)泥沙測量傳感器(標準系統配置4個(gè)傳感器),測量徑流斷面含沙量的梯度分布。系統具備*多獲取6通道數據的能力。通過(guò)斷面泥沙含量及梯度分布以及由量水堰得到的流量,計算獲得徑流輸沙量。通過(guò)工作管理/數據存儲軟件和主控機控制管理各個(gè)傳感器測量得到的泥沙含量、徑流量、降雨量的過(guò)程數據并進(jìn)行數據的存儲,并在有請求時(shí)通過(guò)由Modem和通信線(xiàn)路(電話(huà)網(wǎng)絡(luò ))向管理監測z心遠程傳輸測量數據。
數據采集管理主控機采用工業(yè)控制***標準,含MPU開(kāi)發(fā)的智能控制管理、數據采集/存儲的控制器。系統可在市電和太陽(yáng)能電池(含備電)支持下工作。正常情況下,系統處于休眠狀態(tài)。在有降雨或徑流產(chǎn)生時(shí),系統自動(dòng)上電啟動(dòng),各傳感器開(kāi)始工作,系統按照設定的工作要求測量、采集存儲傳感器數據。系統自備硬盤(pán),可以存儲大量數據。通過(guò)通訊口可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)向上位計算機機傳輸各傳感器測量結果。也可以應上位計算機的要求,向上位計算機發(fā)送存或q除儲存的數據。上位計算機可以顯示轉換后的降雨量、泥沙含量、徑流量、輸沙量的過(guò)程數據和下載的歷史記錄數據。并可以打印報表。
泥沙測量傳感器
光在光學(xué)性質(zhì)不同的物(非均勻介)質(zhì)中具有下列衰減規律:
式中L為光通過(guò)的介質(zhì)厚度,α為光強衰減系數,I0為通過(guò)介質(zhì)前的光強,I(L)為通過(guò)厚度為L(cháng)的介質(zhì)后的光強。
由上式可以得出下式:
其中α僅和含沙量密切相關(guān)。
測出透過(guò)***定距離(L)的泥沙水的光強I(L),通過(guò)介質(zhì)前的光強I0,用已知濃度的泥沙水進(jìn)行標定,制成光電式含沙量探測器。具有使用方便、小巧、穩定,易于使用等優(yōu)點(diǎn)。