专利名称：农田或坡地径流水自动监测及取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农田或坡地径流水自动监测及取样装置。
背景技术：
水土流失、面源污染、农林地养分流失、污染物和养分的壤中迁移是 目前我国生态、环境、农林业所面临的严峻问题，而径流是这些过程的引
发者和主要载体。因此，人们十分重视对径流的研究和监测，仅我国自1994 年到目前为止，在各类自然科学期刊上发表的与径流有关的学术论文达到 了 7087篇(通过对《中国期刊全文数据库(CJFD)》的检索得到)，其中农 田和坡面径流600余篇、地下径流和壤中流330多篇，这些论文来自全国 近500个科研机构(含大学)，广泛涉及到农业、林业、环境、生态、水土 保持、水文、地质等学科领域。可见，对径流的研究是十分重要的。
研究径流的首要基础是精确测量径流，对于河川径流这种有压、高水 头、大流量、连续性径流的测量技术已经十分成熟了。然而对于像农田径 流、坡面径流、土壤渗透流等这样无压、低水头、小流量、间歇性的径流， 目前基本上采用的是集水池法，即在径流出口处修建一个径流池(有些带 有分流装置)，将径流水收集在水池中，然后计算积水池中的水。积水池法 有着比较明显的缺点l)只能测定径流的总量，而不能观察径流发生过程， 即累积径流量、瞬时径流速度与时间的关系曲线；2)不能自动收集径流水 样，也就无法分析径流水中的养分、农药、泥沙等物质的径流动态，即累 积流失量、瞬时流失速度与时间的关系曲线，只能分析出这些物质的最后 的总流失量；3)径流量大时，容易发生溢出现象，而在地下水位较高的情 况下，容易发生地下水渗透现象，而积水池无法将这些渗透误差排除掉；4) 无法消除蒸发的影响。积水池法的基本原理是将径流水累积起来，然后一 次性测量，但是只要积水池中有水，水面蒸发就要发生，在径流水逐渐积 累的过程中，水面蒸发量也逐渐累积起来。特别是，由于径流发生的随机
性相当强，径流发生后(特别是夜间发生的径流)，经常会遇到难以及时测 定积水池水量的情况，水面蒸发误差将更大；5)积水池属于固定性设施， 机动性差，难以实现多点监测。近两年来，有3~4篇学术文章论述了可用 翻斗来精确测定无压、低水头、小流量、间歇性的径流，成都松涛数码科 技研制了CR2—L型双翻斗流量计(目前还只有样机)，可以较为精确地测 定0.2111111~35111111范围内的无压、低水头、小流量、间歇性径流，可以分析 径流过程，但由于不能在监测过程中自动收集径流水样，仍然无法分析养 分、农药、污染物、泥沙等径流水内含物的径流过程。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可以分析径流过程，自动收集径流水样 的农田或坡地径流水自动监测及取样装置。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征在于，包 括 一箱体，在该箱体相对的两个侧面设有翻斗转动轴支撑架； 一水流整 流装置，在该水流整流装置的底部设有出水口，该出水口的位置与翻斗转 动轴的位置大致在一条垂线上； 一翻斗，该翻斗有两个斗室，该两个斗室 为两个对称的锐角三角形立方体，在两个斗室的底部设有翻斗转动轴，该 翻斗转动轴支撑在上述翻斗转动轴支撑架上； 一盛样转盘，在盛样转盘的 表面设有试管插孔，试管插入该试管插孔时其顶端略高于该盛样转盘的表 面；驱动装置，该驱动装置用于驱动所述盛样转盘沿一个方向转动；取样 器，该取样器在所述翻斗转动、倒水瞬间量取一定体积的径流水，在该取 样器的底部连接有软管，该软管的另一端固定在后述的导向臂的定位端， 用于将径流水输送到导向臂所指向的试管中；导向臂，该导向臂可以沿垂 直方向上下移动，该导向臂的一端设有挡板，该挡板在该导向臂处于落下 的位置时可以钩在上述试管突出于盛样转盘的端部并将上述软管的出水口 定位在该试管的上方，在该导向臂处于抬起位置时，所述挡板恰好让开所 述试管的端部，所述盛样转盘被驱动装置驱动而转动；转盘开关，该转盘 开关通过偏心轮与所述翻斗的转动轴连接，在翻斗转动的瞬间迅速抬起导 向臂。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于， 在上述翻斗的一侧固定有一磁铁，在翻斗翻转时经过的位置固定有一干簧
管，该干簧管与一计数器相连，在所述翻斗翻转时所述磁铁可以使所述干 簧管的触点闭合，所述计数器号计数一次。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于， 所述盛样转盘上的试管插孔呈螺线状分布。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于，
所述挡板为L形挡板。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于， 所述转盘开关为杠杆结构。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于， 还包括翻斗托架。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于， 所述翻斗托架固定在箱体的侧面，其位置与翻斗转动轴的水平高度大致相 同。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于， 所述翻斗托架搁置在箱体的底部，其高度与翻斗转动轴的水平高度大致相同。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的特征还在于， 在该箱体的底部设有排水孔。
本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置不仅克服了现有 技术中存在的下述缺点1)只能测定径流的总量，而不能观察径流发生过 程，即累积径流量、瞬时径流速度与时间的关系曲线；2)不能自动收集径 流水样，也就无法分析径流水中的养分、农药、泥沙等物质的径流动态， 即累积流失量、瞬时流失速度与时间的关系曲线，只能分析出这些物质的 最后的总流失量；3)径流量大时，容易发生溢出现象，而在地下水位较高 的情况下，容易发生地下水渗透现象，而积水池无法将这些渗透误差排除 掉；4)无法消除蒸发的影响。而且，可以分析径流过程，自动收集径流水 样。
图1是本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的各部件 的示意图。
图2是本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的组合结 构示意图。
图3是本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的取样部 分的示意图。
图4是本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的取样转 盘上的试管孔的分布示意图。
具体实施方式
以下参照附图对本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置 进行详细说明。图1是本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装 置的各部件的示意图，图2是本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及 取样装置的组合结构示意图，图3是本实用新型的农田或坡地径流水自动 监测及取样装置的取样部分的结构示意图，图4是本实用新型的农田或坡 地径流水自动监测及取样装置的取样转盘上的试管孔的分布示意图。图中， 4为箱体，在该箱体4相对的两个侧面设有翻斗转动轴支撑架7; l为水流 整流装置，在该水流整流装置1的底部设有出水口，该出水口的位置与翻 斗转动轴11所在的位置大致在一条垂线上；2为翻斗，该翻斗有两个斗室， 该两个斗室为两个对称的锐角三角形立方体，在两个斗室的底部设有翻斗 转动轴11，该翻斗转动轴11支撑在上述翻斗转动轴支撑架7上；10为盛 样转盘，在盛样转盘的表面设有试管插孔15，试管插孔呈螺线状分布，如 图4所示，试管插入该试管插孔时其顶端略高于该盛样转盘的表面；驱动 装置14,该驱动装置14用于驱动所述盛样转盘沿一个方向转动；取样器8， 该取样器在翻斗2转动、倒水瞬间量取一定体积的径流水，在该取样器的 底部连接有软管13，该软管13的另一端固定在后述的导向臂17的定位端， 用于将径流水输送到导向臂所指向的试管中；导向臂17，该导向臂17可以 沿垂直方向上下移动并且可以左右摆动，该导向臂的一端设有挡板19，该 挡板呈L状，在该导向臂处于落下的位置时可以钩在上述试管突出于盛样
转盘10的端部并将上述软管13的出水口定位在该试管的上方，在该导向 臂处于抬起位置时，所述挡板19恰好让开所述试管的端部，所述盛样转盘 IO被驱动装置14驱动而转动；转盘开关12，该转盘开关12为杠杆结构， 该转盘开关12通过偏心轮9与所述翻斗2的转动轴11连接，在翻斗转动 的瞬间迅速抬起导向臂。
在上述翻斗的一侧固定有一磁铁3，在翻斗翻转时经过的位置固定有一 干簧管5，该干簧管与一计数器6相连，在所述翻斗翻转时所述磁铁3可以 使所述干簧管5的触点闭合，所述计数器6计数一次。
在翻斗2的下方设有一翻斗支撑架18，另外，也可以在箱体四周与翻
斗转动轴大致水平的位置固定翻斗支撑架。
在箱体4的底部还设有排水孔16，以便将箱体中没有被取样器接到的
水排到箱体的外部。
以上仅是本实用新型的农田或坡地径流水自动监测及取样装置的一个 实施例，在不改变本实用新型的宗旨的范围内可以进行各种变化，只要不 超出本实用新型的权利要求所限定的范围，都属于本实用新型所要求保护 的范围。
权利要求1、一种农田或坡地径流水自动监测及取样装置，其特征在于，包括一箱体，在该箱体相对的两个侧面设有翻斗转动轴支撑架；一水流整流装置，该水流整流装置搁置在上述箱体的上方，在该水流整流装置的底部设有出水口，该出水口的位置与翻斗转动轴的位置大致在一条垂线上；一翻斗，该翻斗有两个斗室，该两个斗室为两个对称的锐角三角形立方体，在两个斗室的底部设有翻斗转动轴，该翻斗转动轴支撑在上述翻斗转动轴支撑架上；一盛样转盘，在盛样转盘的表面设有试管插孔，试管插入该试管插孔时其顶端略高于该盛样转盘的表面；驱动装置，该驱动装置用于驱动所述盛样转盘沿一个方向转动；取样器，该取样器固定在翻斗的下方，翻斗翻转时其中的水可以流入该取样器，在该取样器的底部连接有软管，该软管的另一端固定在后述的导向臂的定位端，用于将径流水输送到导向臂所指向的试管中；导向臂，该导向臂可以沿垂直方向上下移动，该导向臂的一端设有挡板，该挡板在该导向臂处于落下的位置时可以钩在上述试管突出于盛样转盘的端部并将上述软管的出水口定位在该试管的上方，在该导向臂处于抬起位置时，所述挡板恰好让开所述试管的端部，所述盛样转盘被驱动装置驱动而转动；转盘开关，该转盘开关通过偏心轮与所述翻斗的转动轴连接，在翻斗转动的瞬间迅速抬起导向臂。
6、 如权利要求1所述的农田或坡地径流水自动监测及取样装置，其特 征在于，还包括翻斗托架。
7、 如权利要求6所述的农田或坡地径流水自动监测及取样装置，其特 征在于，所述翻斗托架固定在箱体的侧面，其位置与翻斗转动轴的水平高 度大致相同。
8、 如权利要求6所述的农田或坡地径流水自动监测及取样装置，其特 征在于，所述翻斗托架搁置在箱体的底部，其高度与翻斗转动轴的水平高 度大致相同。
9、 如权利要求1~权利要求8的任意一项所述的农田或坡地径流水自动 监测及取样装置，其特征在于，在该箱体的底部设有排水孔。
专利摘要本实用新型的目的在于提供农田或坡地径流水自动监测及取样装置，包括箱体，在箱体内设有翻斗转动轴支撑架；水流整流装置，在其底部设有出水口；翻斗，有两个对称的斗室，在其底部设有转动轴，支撑在翻斗转动轴支撑架上；盛样转盘，在其表面设有试管插孔，试管插入插孔时略高于盛样转盘表面；驱动装置，驱动盛样转盘沿一个方向转动；取样器，翻斗翻转时翻斗中的水可以流入取样器，在其底部设有用于将径流水输送到试管的软管；导向臂，可以沿垂直方向上下移动，在该导向臂处于落下的位置时其挡板挡在试管突出的端部，在该导向臂抬起时，让开试管的端部，盛样转盘转动；转盘开关，通过偏心轮与翻斗的转动轴连接，在翻斗转动的瞬间迅速抬起导向臂。
文档编号G01F15/00GK201000346SQ20062016751
公开日2008年1月2日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者冀宏杰, 岳现录, 张认连, 雷秋良, 龙怀玉 申请人:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所