一种用于坡地径流水土流失的抽样监测装置

1.本发明涉及水土流失监测设备技术领域，具体涉及一种用于坡地径流水土 流失的抽样监测装置。


背景技术：

2.水土流失是指由于自然或人为因素的影响、雨水不能就地消纳、顺势下流、 冲刷土壤，造成水分和土壤同时流失的现象。水土流失的危害主要表现在：土 壤耕作层被侵蚀、破坏，使土地肥力日趋衰竭；淤塞河流、渠道、水库，降低 水利工程效益，甚至导致水旱灾害发生，严重影响工农业生产；水土流失对山 区农业生产及下游河道带来严重威胁；综上，坡地径流水土流失抽样监测是水 土保持与荒漠化防治的重要一环，通过监测数据可以使技术人员及管理部门及 时了解一定区域内的水土流失情况，并根据具体情况做出相对应的处理办法， 但是现有的抽样监测设备的智能化水平低，检测误差大，存在泥沙滞留堵塞的 情况。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于坡地径流水土流失的抽样监 测装置，智能化水平高，监测误差小，监测过程可靠性高，监测结果准确。
4.一种用于坡地径流水土流失的抽样监测装置，包括进水组件和处理模组， 所述进水组件接通有两个监测组件，所述监测组件包括集料斗和清洗结构，所 述集料斗外壁架设有称重模块，所述集料斗内壁设置有呈环状的液位检测模块； 其中，所述进水组件用于将泥沙水导入所述集料斗内，所述液位检测模块用于 当集料斗内泥沙水到达预设高度时获取第一信号，并在获取第一信号的同时控 制所述称重模块记录当前实时重量信息，所述处理模组用于接收两个监测组件 获取的多个实时重量信息并按预设标准处理得到水土流失信息；所述清洗结构 包括水力部、接触部和升降部，所述升降部顶部接通水力部，所述升降部底部 延伸进所述集料斗中央并且接通接触部，所述接触部抵住所述集料斗内壁；所 述水力部用于将流体导入升降部，所述升降部用于将其内的流体导入接触部， 所述升降部还用于带动所述接触部进行升降运动；所述接触部用于在升降运动 中沿所述集料斗内壁运动并且能够接触所述液位检测模块，所述接触部还用于 将其内的流体喷出至集料斗内壁。进水组件首端设置取水设备、装置或结构， 让泥沙水流经进水组件并进入集料斗内；整个称重模块将集料斗架起，能够检 测得到整个集料斗的重量；预设高度提前设定，在集料斗中使用时，代表了每 次监测有效抽取泥沙水的体积，比如设定需要抽取1立方米时，计算集料斗内 某高度下的容量为1立方米，则将此处设定为预设高度；液位检测模块采用环 状结构，能够更加可靠地检测液面，避免小注水流对其的影响；流体可以为水 或其他能够清洗泥沙的物质；整个抽样监测装置会按照预设的间隔时间段来进 行自动抽样与监测。
5.优选地，接触部包括多个按圆周方向依次接通在升降部底部的弹性接触结 构组成，所述弹性接触结构包括：接通所述升降部底部的水平支撑体；水平移 动体；设置在水平
支撑体内部的压缩弹簧；以及弹性弧条；其中，所述水平移 动体右端穿进水平支撑体内部并且抵住所述压缩弹簧，所述水平支撑体内腔接 通所述水平移动体内腔，所述水平移动体左端接通弹性弧条，所述压缩弹簧用 于给予水平移动体外力作用，以使所述弹性弧条接触并挤压集料斗内壁；在所 述接触部升降过程中，所述弹性弧条沿集料斗内壁上下运动并且能够接触液位 检测模块，所述水平移动体沿所述水平支撑体内壁移动。多个弹性弧条能够沿 圆周方向均匀分布在集料斗内壁上。接触部通过水平支撑体、水平移动体和弹 性弧条来传导流体，让流体顺利流出接触部，更关键的是，由于集料斗内壁倾 斜，当接触部上下运动时，会使整个接触部的水平长度发生改变，通过在水平 支撑体内部设置能够移动的水平移动体，保证整个接触部能够在竖向上移动， 同时通过压缩弹簧的设置，能够保证在接触部的移动过程中，弹性弧条始终接 触并抵住集料斗内壁，保证其刮除泥沙效果，并保证液位检测模块的可靠运行。
6.优选地，水平移动体内部开设有流通道，所述流通道一端接通所述水平支 撑体内部，所述流通道另一端接通所述弹性弧条，所述弹性弧条内部设置有海 绵层，位于流通道内部的流体能够从海绵层中流出。通过流通道将流体从水平 支撑体内部导入弹性弧条中，再通过海绵层将流体导至集料斗内壁。
7.优选地，升降部包括动力源、一级推管、二级推管和三级推管，所述动力 源用于控制二级推管和三级推管作升降运动，所述一级推管接通所述水力部， 所述三级推管接通所述水平支撑体。动力源可采用电动推杆，通过电动推杆推 动二级推管和三级推管，从而完成带动二级推管和三级推管做升降运动，实现 对接触部的高度调节，通过水力部将流体导入一级推管内，流体最终从三级推 管处流入水平支撑体。
8.优选地，水力部包括储水部和出水支管，所述出水支管接通有所述一级推 管，所述储水部用于存储流体并在预设条件下将流体导出出水支管。储水部能 够吸入和存储流体，出水支管将储水部和一级推管接通。
9.优选地，出水支管末段设置有开关阀，两个所述出水支管之间设置有连通 管。开关阀能够控制出水支管的开启，同时通过设置连通管，能够让两个储水 部相互补偿，当任意一个储水部有流体时，即可保证清洗结构的正常使用。
10.优选地，进水组件包括入水管道，所述入水管道端部设置有两个分叉管道， 两所述分叉管道分别接入两个集料斗内。入水管道为一个，通过两个分叉管道 来将入水管道分开，能够保证两个监测组件内的待检测泥沙水完全一致，保证 监测过程的可靠性。
11.优选地，处理模组包括对比模块、处理模块和控制模块；其中，所述控制 模块用于在获取第一信号时控制所述称重模块记录当前实时重量信息；所述处 理模块用于将多个实时重量信息处理得到多个水质信息；所述对比模块用于将 多个水质信息按预设标准进行对比处理，并得到水土流失信息。水质信息包括 了泥沙水密度。
12.优选地，集料斗底部封设有开关模块，所述开关模块用于打开或关闭所述 集料斗。
13.优选地，处理模块电性连接所述开关模块，用于在得到当前实时重量信息 后控制所述开关模块打开集料斗。
14.本发明的有益效果体现在：
15.在本发明中，在进水组件将泥沙水导入集料斗前，集料斗内部无泥沙水， 此时称
重模块获取并记录当前的空斗重量信息，然后进水组件将泥沙水分别导 入两个集料斗内，两个监测组件同时开始检测泥沙水，其中，泥沙水不断进入 集料斗，由于集料斗内壁倾斜，会让泥沙水内的固相逐渐沉淀，进一步地，当 整个液位检测模块检测到集料斗内泥沙水到达预设高度时，也就是已抽取完成 需求体积的泥沙水，此时称重模块获取并记录当前的实时重量信息，此时通过 处理模组将需求体积、空斗重量信息与实时重量信息相对比，得到单次检测的 泥沙水密度，然后让集料斗将泥沙水导出并停止进水组件导入泥沙水，与此同 时，水力部将流体导入升降部，所述升降部将其内的流体导入接触部，接触部 再将其内流体喷出至集料斗内壁，从而带动滞留在集料斗内壁上的泥沙水继续 滑落出集料斗，有效减少了集料斗内部滞留泥沙水含量，避免泥沙堵塞情况的 发生，更关键的是，整个升降部会带动接触部向下运动，从而让紧贴集料斗的 接触部向下刮除集料斗内壁的泥沙，在刮除过程中，接触部会充分将液位检测 模块周围清理干净，从而大大提高了下次液面位置检测过程的可靠性，最后集 料斗重新开始导入泥沙水，并继续上述作业过程，以此得到了多次检测的多个 泥沙水密度，并且两个监测组件还会得到两组不同的结果，此时将两个监测组 件得到的所有泥沙水密度按预设标准进行对比，预设标准可以是分组取平均值 或其他数据处理方式，对比得到有效泥沙水密度，最后通过有效泥沙水密度得 到水土流失信息，输出结果并完成整个监测过程，整个监测过程智能化水平高， 监测结果准确可靠。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将 对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附 图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分 并不一定按照实际的比例绘制。
17.图1为本发明的结构侧视图；
18.图2为本发明监测组件的部分结构透视图；
19.图3为本发明图2中升降部运动后的结构示意图；
20.图4为本发明接触部的结构透视图；
21.图5为本发明接触部的结构仰视图；
22.图6为本发明处理模组的组成示意图。
23.附图标记：
[0024]1‑
进水组件，11
‑
入水管道，12
‑
分叉管道，2
‑
处理模组，21
‑
对比模块， 22
‑
处理模块，23
‑
控制模块，24
‑
开关模块，3
‑
监测组件，31
‑
集料斗，32
‑
清 洗结构，321
‑
水力部，3211
‑
储水部，3212
‑
出水支管，3213
‑
连通管，322
‑
接 触部，3221
‑
水平支撑体，3222
‑
水平移动体，3222a
‑
流通道，3223
‑
压缩弹簧， 3224
‑
弹性弧条，323
‑
升降部，3231
‑
动力源，3232
‑
一级推管，3233
‑
二级推管， 3234
‑
三级推管，33
‑
称重模块，34
‑
液位检测模块。
具体实施方式
[0025]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附 图中描述和出示的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要 求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某 一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解 释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗 示相对重要性。
[0028]
在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等 指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品 使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0029]
如图1至图6所示，一种用于坡地径流水土流失的抽样监测装置，包括进 水组件1和处理模组2，进水组件1接通有两个监测组件3，监测组件3包括 集料斗31和清洗结构32，集料斗31外壁架设有称重模块33，集料斗31内壁 设置有呈环状的液位检测模块34；其中，进水组件1用于将泥沙水导入集料 斗31内，液位检测模块34用于当集料斗31内泥沙水到达预设高度时获取第 一信号，并在获取第一信号的同时控制称重模块33记录当前实时重量信息， 处理模组2用于接收两个监测组件3获取的多个实时重量信息并按预设标准 处理得到水土流失信息；清洗结构32包括水力部321、接触部322和升降部 323，升降部323顶部接通水力部321，升降部323底部延伸进集料斗31中央 并且接通接触部322，接触部322抵住集料斗31内壁；水力部321用于将流 体导入升降部323，升降部323用于将其内的流体导入接触部322，升降部323 还用于带动接触部322进行升降运动；接触部322用于在升降运动中沿集料斗 31内壁运动并且能够接触液位检测模块34，接触部322还用于将其内的流体 喷出至集料斗31内壁。
[0030]
在本实施方式中，需要说明的是，进水组件1首端设置取水设备、装置或 结构，让泥沙水流经进水组件1并进入集料斗31内；整个称重模块33将集料 斗31架起，能够检测得到整个集料斗31的重量；预设高度提前设定，在集料 斗31中使用时，代表了每次监测有效抽取泥沙水的体积，比如设定需要抽取 1立方米时，计算集料斗31内某高度下的容量为1立方米，则将此处设定为 预设高度；液位检测模块34采用环状结构，能够更加可靠地检测液面，避免 小注水流对其的影响；流体可以为水或其他能够清洗泥沙的物质。整个抽样监 测装置会按照预设的间隔时间段来进行自动抽样与监测，具体地，在进水组件 1将泥沙水导入集料斗31前，集料斗31内部无泥沙水，此时称重模块33获 取并记录当前的空斗重量信息，然后进水组件1将泥沙水分别导入两个集料斗 31内，两个监测组件3同时开始检测泥沙水，其中，泥沙水不断进入集料斗 31，由于集料斗31内壁倾斜，会让泥沙水内的固相逐渐沉淀，进一步地，当 整个液位检测模块34检测到集料斗31内泥沙水到达预设高度时，也就是已抽 取完成需求体积的泥沙水，此时称重模块33获取并记录当前的实时重量信息， 此时通过处理模组2将需求体积、空斗重量信息与实时重量信息相对比，得到 单次检测的泥沙水密度，然后让集料斗31将泥沙水导出并停止进水组件1导 入泥沙水，与此同时，水力部321将流体导入升降部323，升降部323将其内 的流体导入接触部322，接触部322再将其内
流体喷出至集料斗31内壁，从 而带动滞留在集料斗31内壁上的泥沙水继续滑落出集料斗31，有效减少了集 料斗31内部滞留泥沙水含量，避免泥沙堵塞情况的发生，更关键的是，整个 升降部323会带动接触部322向下运动，从而让紧贴集料斗31的接触部322 向下刮除集料斗31内壁的泥沙，在刮除过程中，接触部322会充分将液位检 测模块34周围清理干净，从而大大提高了下次液面位置检测过程的可靠性， 最后集料斗31重新开始导入泥沙水，并继续上述作业过程，以此得到了多次 检测的多个泥沙水密度，并且两个监测组件3还会得到两组不同的结果，此时 将两个监测组件3得到的所有泥沙水密度按预设标准进行对比，预设标准可以 是分组取平均值或其他数据处理方式，对比得到有效泥沙水密度，最后通过有 效泥沙水密度得到水土流失信息，输出结果并完成整个监测过程，整个监测过 程智能化水平高，监测结果准确可靠。
[0031]
具体地，接触部322包括多个按圆周方向依次接通在升降部323底部的弹 性接触结构组成，弹性接触结构包括：接通升降部323底部的水平支撑体3221； 水平移动体3222；设置在水平支撑体3221内部的压缩弹簧3223；以及弹性弧 条3224；其中，水平移动体3222右端穿进水平支撑体3221内部并且抵住压 缩弹簧3223，水平支撑体3221内腔接通水平移动体3222内腔，水平移动体 3222左端接通弹性弧条3224，压缩弹簧3223用于给予水平移动体3222外力 作用，以使弹性弧条3224接触并挤压集料斗31内壁；在接触部322升降过程 中，弹性弧条3224沿集料斗31内壁上下运动并且能够接触液位检测模块34， 水平移动体3222沿水平支撑体3221内壁移动。
[0032]
在本实施方式中，需要说明的是，多个弹性弧条3224能够沿圆周方向均 匀分布在集料斗31内壁上。接触部322通过水平支撑体3221、水平移动体 3222和弹性弧条3224来传导流体，让流体顺利流出接触部322，更关键的是， 由于集料斗31内壁倾斜，当接触部322上下运动时，会使整个接触部322的 水平长度发生改变，通过在水平支撑体3221内部设置能够移动的水平移动体 3222，保证整个接触部322能够在竖向上移动，同时通过压缩弹簧3223的设 置，能够保证在接触部322的移动过程中，弹性弧条3224始终接触并抵住集 料斗31内壁，保证其刮除泥沙效果，并保证液位检测模块34的可靠运行。
[0033]
具体地，水平移动体3222内部开设有流通道，流通道一端接通水平支撑 体3221内部，流通道另一端接通弹性弧条3224，弹性弧条3224内部设置有 海绵层，位于流通道内部的流体能够从海绵层中流出。
[0034]
在本实施方式中，需要说明的是，通过流通道将流体从水平支撑体3221 内部导入弹性弧条3224中，再通过海绵层将流体导至集料斗31内壁。
[0035]
具体地，升降部323包括动力源3231、一级推管3232、二级推管3233和 三级推管3234，动力源3231用于控制二级推管3233和三级推管3234作升降 运动，一级推管3232接通水力部321，三级推管3234接通水平支撑体3221。
[0036]
在本实施方式中，需要说明的是，动力源3231可采用电动推杆，通过电 动推杆推动二级推管3233和三级推管3234，从而完成带动二级推管3233和 三级推管3234做升降运动，实现对接触部322的高度调节，通过水力部321 将流体导入一级推管3232内，流体最终从三级推管3234处流入水平支撑体 3221。
[0037]
具体地，水力部321包括储水部3211和出水支管3212，出水支管3212接 通有一级推管3232，储水部3211用于存储流体并在预设条件下将流体导出出 水支管3212。
[0038]
在本实施方式中，需要说明的是，储水部3211能够吸入和存储流体，出 水支管3212将储水部3211和一级推管3232接通。
[0039]
具体地，出水支管3212末段设置有开关阀，两个出水支管3212之间设置 有连通管3213。
[0040]
在本实施方式中，需要说明的是，开关阀能够控制出水支管3212的开启， 同时通过设置连通管3213，能够让两个储水部3211相互补偿，当任意一个储 水部3211有流体时，即可保证清洗结构32的正常使用。
[0041]
具体地，进水组件1包括入水管道11，入水管道11端部设置有两个分叉 管道12，两分叉管道12分别接入两个集料斗31内。
[0042]
在本实施方式中，需要说明的是，入水管道11为一个，通过两个分叉管 道12来将入水管道11分开，能够保证两个监测组件3内的待检测泥沙水完全 一致，保证监测过程的可靠性。
[0043]
具体地，处理模组2包括对比模块21、处理模块22和控制模块23；其 中，控制模块23用于在获取第一信号时控制称重模块33记录当前实时重量信 息；处理模块22用于将多个实时重量信息处理得到多个水质信息；对比模块 21用于将多个水质信息按预设标准进行对比处理，并得到水土流失信息。
[0044]
在本实施方式中，需要说明的是，水质信息包括了泥沙水密度。
[0045]
具体地，集料斗31底部封设有开关模块24，开关模块24用于打开或关 闭集料斗31。
[0046]
具体地，处理模块22电性连接开关模块24，用于在得到当前实时重量信 息后控制开关模块24打开集料斗31。
[0047]
还需要说明的是，两个监测组件3能够架设在整个安装柜中。
[0048]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相 应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求和说明书的范围当中。