徑流及泥沙含量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【簡(jiǎn)單介紹】
【詳細(xì)說(shuō)明】
卡口直稱式徑流泥沙監(jiān)測(cè)儀是我公司在現(xiàn)代電子技術(shù)、土壤物理學(xué)和微氣候?qū)W等學(xué)科領(lǐng)域不斷深入發(fā)展的基礎(chǔ)上,為測(cè)定徑流小區(qū)徑流量與泥沙量隨降雨變化而研發(fā)生產(chǎn)的一種更系統(tǒng)更綜合的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。其通過(guò)對(duì)被測(cè)徑流的記錄分析,以研究不同降雨量下的水土流失狀況。該儀器采用*的高分辨率稱重系統(tǒng)和液位測(cè)量系統(tǒng),配置了智能數(shù)據(jù)采集器和信號(hào)傳感器,可同時(shí)檢測(cè)降雨量的大小。并對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線快速分析處理、記錄儲(chǔ)存,做到了數(shù)據(jù)采集的高速化、準(zhǔn)確化和人性化,大大提高了工作效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。適用于農(nóng)田、草原、森林及河流濕地等生態(tài)系統(tǒng)水文循環(huán)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
卡口直稱式徑流泥沙監(jiān)測(cè)儀是為測(cè)定徑流小區(qū)徑流量與泥沙量隨降雨變化而研發(fā)生產(chǎn)的一種更系統(tǒng)更綜合的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。其通過(guò)對(duì)被測(cè)徑流的記錄分析,以研究不同降雨量下的水土流失狀況。該儀器采用*的高分辨率稱重系統(tǒng)和液位測(cè)量系統(tǒng),配置了智能數(shù)據(jù)采集器和信號(hào)傳感器,可同時(shí)檢測(cè)降雨量的大小。并對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線快速分析處理、記錄儲(chǔ)存,做到了數(shù)據(jù)采集的高速化、準(zhǔn)確化和人性化,大大提高了工作效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。適用于農(nóng)田、草原、森林及河流濕地等生態(tài)系統(tǒng)水文循環(huán)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
系統(tǒng)組成
l 緊跟傳感器技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的革新提高了相關(guān)參數(shù)的測(cè)量精度
l 進(jìn)一步改善和提高了直稱式徑流泥沙監(jiān)測(cè)儀使用中的效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和維護(hù)工作量。
l 其筒體結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示,主要包括箱體(主體系統(tǒng)的核心)、稱重系統(tǒng)、液位測(cè)量系統(tǒng)、雨量采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。
產(chǎn)品特點(diǎn)
直稱式土壤蒸滲儀整機(jī)系統(tǒng)可分為硬件和軟件兩大部分
l 測(cè)量部分:由采樣桶、稱重系統(tǒng)平臺(tái),液位測(cè)量平臺(tái)、雨量筒以及配套傳感器等組成
l 數(shù)據(jù)傳輸部分:由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、放大器、網(wǎng)絡(luò)模塊及供電系統(tǒng)等組成
終端顯示部分:由數(shù)據(jù)采集器、主控制器、配套軟件及液晶顯示屏等組成
解決方案
l 稱重原理方案
直稱式蒸滲儀稱重機(jī)構(gòu)原理如下圖所示:稱重系統(tǒng)采購(gòu)專用的稱重傳感器,作用在稱重平臺(tái)上,直接稱重桶體的總重量。利用污水泵抽取卡口中的泥水混合物到采樣桶。
稱重傳感器采用高精度稱重傳感器,在稱重平臺(tái)下1個(gè)支點(diǎn)支撐稱重土箱,支點(diǎn)放置一個(gè)稱重傳感器稱重計(jì)算。
稱重傳感器的主要性能指標(biāo)如下:
l 稱重范圍:0~1000.0Kg,分辨率0.01Kg
l 綜合精度:0.01%
l 稱重采樣速率:1秒
l 輸出阻抗:2.0(+/-0.25%)
l 材質(zhì):不銹鋼,全焊接密封,并通過(guò)IP68工業(yè)防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
由于稱重傳感器固有的零漂和蠕變特性,在長(zhǎng)期受力狀態(tài)下不可避免影響測(cè)量精度,并且每只傳感器的誤差參數(shù)又不同。我公司專門設(shè)計(jì)開發(fā)了稱重傳感器校驗(yàn)設(shè)備和方法,對(duì)其量程、穩(wěn)定性、重復(fù)性和敏感性進(jìn)行測(cè)試和校驗(yàn)。如量程的測(cè)試采用依次加載已知重量砝碼2~300Kg然后再依次減載的方法;為了測(cè)試其穩(wěn)定性,在2h內(nèi)向稱重傳感器加載300Kg重物,然后每30min測(cè)量度數(shù),判斷其穩(wěn)定。稱重傳感器的敏感性采用依次加載和減載10g、20g、20g、30g、20g、100g、100g、200g的方法來(lái)測(cè)量。從而有效的去除零漂和蠕變帶來(lái)的測(cè)量誤差。
l 液體測(cè)量原理
在測(cè)量中超聲波脈沖由傳感器(換能器)發(fā)出,聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器,通過(guò)壓電晶體或磁致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳感器到被測(cè)液體表面的距離。 由于采用非接觸的測(cè)量,被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制,可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測(cè)量。
超聲波物位計(jì)工作原理是由超聲波換能器(探頭)發(fā)出高頻脈沖聲波遇到被測(cè)物位(物料)表面被反射折回反射回波被換能器接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào).聲波的傳播時(shí)間與聲波的發(fā)出到物體表面的距離成正比.聲波傳輸距離S與聲速C和聲傳輸時(shí)間T的關(guān)系可用公式表示:S=C×T/2.
由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度,使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭,無(wú)法識(shí)別,不能測(cè)量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測(cè)量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。
探頭部分發(fā)射出超聲波,然后被液面反射,探頭部分再接收,探頭到液(物)面的距離和超聲波經(jīng)過(guò)的時(shí)間成比例:
距離 [m] = 時(shí)間×聲速/2 [m]
聲速的溫度補(bǔ)償公式:環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6×溫度
l 徑流流量測(cè)量原理
依據(jù)卡口的實(shí)際徑流量范圍而制作的30°角量水堰,能夠比較真實(shí)準(zhǔn)確的反映出流量結(jié)果。是通過(guò)超聲波水位計(jì)測(cè)量流過(guò)堰口的水位高低利用量水堰公式計(jì)算流量來(lái)的,可以通過(guò)管理軟件修改相關(guān)參數(shù)或通過(guò)標(biāo)定段來(lái)計(jì)算,以提高計(jì)算精度。
l數(shù)據(jù)采集原理及方案
本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集全部為自動(dòng)化采集,數(shù)據(jù)可直接保存到采集器中,也可以數(shù)據(jù)文件的形式按設(shè)計(jì)定的周期保存,并且能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳遞和狀態(tài)監(jiān)控。
技術(shù)參數(shù)
l 水位量程:0~30m、精度5mm
l 雨量精度:0.2mm
l 泥沙含量測(cè)量范圍:0~300.0kg/m2,誤差小于5%
l 工作溫度:0℃~60℃
l 工作條件:220V交流隔離供電或太陽(yáng)能
l 顯示屏:4行中英文字符
l 輸 出:RS232、RS485、WIFI、GPRS等
l 稱重采樣速率:60~3600s可調(diào)
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