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原文传递一种地表径流智能化观测装置及方法

专利名称：	一种地表径流智能化观测装置及方法
摘要：	本发明公开了一种地表径流智能化观测装置及方法，观测装置包括径流汇流机构，流量测量机构以及含沙量测量机构；径流汇流机构包括沿径流方向前后贯通的径流汇流壳体，径流汇流壳体前端固定设有前后贯通的缓冲汇流壳体，缓冲汇流壳体前端相连通设有初始汇流壳体，初始汇流壳体通过喇叭管状的防水帆布管与缓冲汇流壳体相连通；径流汇流壳体内底部固定设有两片相互平行的分流挡板，两片分流挡板相互靠近的一侧之间形成汇流主通道，分流挡板与径流汇流壳体内侧壁之间形成汇流旁通道；利用多个通道挡板将地表径流水体拦截在汇流主通道内，然后对静态的水体进行测量，减少了误差，提高测量的准确度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	兰州大学
发明人：	张宝庆;王云峰
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-23T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311065065.X
公开号：	CN117092004A
代理机构：	北京栈桥知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡颖
分类号：	G01N15/06;G01N1/10;G01D21/02;G01F23/00;G;G01;G01N;G01D;G01F;G01N15;G01N1;G01D21;G01F23;G01N15/06;G01N1/10;G01D21/02;G01F23/00
申请人地址：	730099 甘肃省兰州市城关区天水南路222号
主权项：	1.一种地表径流智能化观测装置，其特征在于，包括径流汇流机构(10)，流量测量机构(20)以及含沙量测量机构(30)；所述径流汇流机构(10)包括沿径流方向前后贯通的径流汇流壳体(11)，所述径流汇流壳体(11)前端固定设有前后贯通的缓冲汇流壳体(12)，所述缓冲汇流壳体(12)前端相连通设有初始汇流壳体(13)，所述初始汇流壳体(13)通过喇叭管状的防水帆布管(14)与所述缓冲汇流壳体(12)相连通；所述径流汇流壳体(11)内底部固定设有两片相互平行的分流挡板(111)，所述分流挡板(111)平面平行于径流方向，且所述分流挡板(111)平面垂直于所述径流汇流壳体(11)的底部平面；两片所述分流挡板(111)相互靠近的一侧之间形成汇流主通道(112)，所述分流挡板(111)与所述径流汇流壳体(11)内侧壁之间形成汇流旁通道(113)；所述汇流主通道(112)内设有多片通道挡板(15)，所述通道挡板(15)所在平面垂直于径流方向；所述径流汇流壳体(11)内侧壁通过第一固定铰链(114)相连设有导流挡板(115)，且第一固定铰链(114)的转轴沿竖直方向；所述流量测量机构(20)包括固定在所述汇流主通道(112)内侧壁上的液位计(21)；所述含沙量测量机构(30)包括测量容纳壳(31)，所述测量容纳壳(31)内底部固定设有前后贯通的含沙测量壳体(32)，所沙测量壳体(32)内固定设有含沙量传感器(33)；所述径流汇流壳体(11)底部固定设有缓冲容纳壳体(16)，所述缓冲容纳壳体(16)内固定设有与所述汇流主通道(112)相连通的缓冲引流管(161)，所述缓冲引流管(161)上具有电动阀门(162)；所述含沙测量壳体(32)一端通过管道与所述缓冲引流管(161)相连通，所述含沙测量壳体(32)另一端通过管道延伸至所述测量容纳壳(31)外部。 2.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：所述初始汇流壳体(13)内顶部固定设有第二滑轨(131)，所述第二滑轨(131)内滑动配合设有多个第二滑块(132)，所述第二滑块(132)下端固定设有第二电控伸缩杆(133)，所述第二电控伸缩杆(133)的内杆朝下，多根所述第二电控伸缩杆(133)的内杆共同固定设有一条链条(134)；所述防水帆布管(14)的前端部边缘包裹固定在所述链条(134)上，所述初始汇流壳体(13)内侧壁固定设有上下延伸的第六滑轨(137)，所述第六滑轨(137)上滑动配合设有第六滑块(138)，所述第六滑块(138)与所述初始汇流壳体(13)内顶部之间拉伸固定相连设有牵引弹簧(139)，所述防水帆布管(14)的前端部边缘与所述第六滑块(138)固定相连；相邻的所述第二滑块(132)之间顶压配合设有弹簧；所述缓冲汇流壳体(12)外侧包围设有外围壳体(121)，所述外围壳体(121)内固定设有第五滑轨(122)，所述第五滑轨(122)上滑动配合设有第五滑块(123)，所述第五滑块(123)由电机驱动沿所述第五滑轨(122)移动，所述第五滑块(123)上固定设有环形的收紧环(124)，所述收紧环(124)围绕在所述缓冲汇流壳体(12)外侧，所述收紧环(124)与所述防水帆布管(14)后端固定相连；所述外围壳体(121)内固定设有环形的密封气囊(125)，所述密封气囊(125)包围在所述防水帆布管(14)外侧。 3.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：所述初始汇流壳体(13)为前后贯通的倒“U”字形壳体，所述初始汇流壳体(13)内顶部固定设有第三电控伸缩杆(135)，所述第三电控伸缩杆(135)的内杆朝下，所述第三电控伸缩杆(135)的内杆下端固定设有网格板(136)，所述网格板(136)为两侧镂空结构，所述网格板(136)所在平面垂直于径流方向。 4.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：所述汇流主通道(112)内侧壁具有上下延伸的挡板升降滑槽(151)，所述挡板升降滑槽(151)内滑动配合设有挡板升降滑块(152)，所述通道挡板(15)与所述挡板升降滑块(152)固定相连；所述分流挡板(111)相互远离的一侧固定设有开口朝上的升降固定筒(153)，所述升降固定筒(153)内滑动配合设有开口朝下的升降滑动筒(154)，所述升降固定筒(153)内设有第一电控伸缩杆(155)，所述第一电控伸缩杆(155)的外杆端部与所述升降固定筒(153)内底部固定相连，所述第一电控伸缩杆(155)的内杆端部与所述升降滑动筒(154)内顶部固定相连；所述升降滑动筒(154)顶部通过连接杆与所述通道挡板(15)固定相连。 5.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：所述液位计(21)通过倾转升降机构(22)与所述汇流主通道(112)内侧壁相连，所述倾转升降机构(22)包括固定在所述汇流主通道(112)内侧壁上的第一支撑柱(221)，所述第一支撑柱(221)上转动配合设有第一旋转环(222)，所述第一旋转环(222)由伺服电机驱动转动，所述第一旋转环(222)上固定设有液位计支撑板(223)，所述液位计支撑板(223)侧面固定设有第四滑轨(224)，所述第四滑轨(224)上滑动配合设有第四滑块(225)，所述第四滑块(225)由伺服电机驱动沿所述第四滑轨(224)移动，所述液位计(21)与所述第四滑块(225)固定相连。 6.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：所述含沙测量壳体(32)内设有通道调节机构(34)，所述通道调节机构(34)包括滑动设置在所述含沙测量壳体(32)内的通道调节板(341)，所述含沙测量壳体(32)外侧固定设有调节容纳壳(342)，所述含沙测量壳体(32)侧壁上具有与所述调节容纳壳(342)相通的调节通孔(343)，所述调节容纳壳(342)内固定设有第四电控伸缩杆(344)，所述第四电控伸缩杆(344)的内杆穿过所述调节通孔(343)与所述通道调节板(341)固定相连；所述含沙量传感器(33)通过位移调节机构(35)连接在所述含沙测量壳体(32)内顶部，所述位移调节机构(35)包括固定在所述含沙测量壳体(32)内顶部的第三滑轨(351)，所述第三滑轨(351)上滑动配合设有第三滑块(352)，所述第三滑块(352)由伺服电机驱动沿所述第三滑轨(351)移动，所述第三滑块(352)上固定设有第五电控伸缩杆(353)，所述第五电控伸缩杆(353)的内杆朝下，所述含沙量传感器(33)固定在所述第五电控伸缩杆(353)的内杆端部。 7.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：所述测量容纳壳(31)顶部固定设有开口朝上的雨水收集罐(361)，所述雨水收集罐(361)顶端通过第二固定铰链(362)连接有收集罐端盖(363)，所述第二固定铰链(362)的转轴由电机驱动转动，所述雨水收集罐(361)内固定设有雨水输送泵(364)；所述缓冲引流管(161)内固定设有环形的雨水清洗管(365)，所述雨水清洗管(365)侧壁具有多个内外贯通的通孔，所述雨水清洗管(365)通过管道与所述雨水输送泵(364)的输出端相连通。 8.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：与所述汇流主通道(112)相连通设有样本存储机构(40)，所述样本存储机构(40)包括存储机构壳体(41)，所述存储机构壳体(41)内底部固定设有环形的存储滑动轨道(411)，所述存储滑动轨道(411)上滑动配合设有多个存储轨道滑块(412)，所述存储轨道滑块(412)由伺服电机驱动沿所述存储滑动轨道(411)移动，多个所述存储轨道滑块(412)顶部共同连接设有环形的输送链(413)，所述输送链(413)上固定设有多个开口朝上的样本存储瓶(42)；所述存储机构壳体(41)内侧壁上设有样本输入机构(43)，所述样本输入机构(43)包括固定在所述存储机构壳体(41)内侧壁且开口朝上的输入固定壳(431)，所述输入固定壳(431)内滑动配合设有输入升降壳(432)，所述输入升降壳(432)固定相连设有样本输入管(433)，所述样本输入管(433)上端通过管道与所述缓冲引流管(161)相连通；所述输入固定壳(431)内设有上下延伸布置的第六电控伸缩杆(434)，所述第六电控伸缩杆(434)的外杆与所述输入固定壳(431)内底部固定相连，所述第六电控伸缩杆(434)的内杆与所述输入升降壳(432)内顶部固定相连。 9.根据权利要求1所述的一种地表径流智能化观测装置，其特征在于：所述径流汇流壳体(11)利用支撑固定机构(50)固定安装在地面上，所述支撑固定机构(50)包括连接在所述径流汇流壳体(11)外侧面的总体支撑板(51)，所述径流汇流壳体(11)的左右两侧各设置有一个总体支撑板(51)，所述总体支撑板(51)上具有总体支撑通孔(511)，所述径流汇流壳体(11)外侧面固定设有总体支撑轴(512)，所述总体支撑轴(512)转动配合连接在所述总体支撑通孔(511)内；所述总体支撑板(51)远离所述径流汇流壳体(11)的一侧连接设有固定支撑腿(52)，所述固定支撑腿(52)包括固定支撑杆(521)，所述固定支撑杆(521)上固定连接有调节支撑环(522)；所述固定支撑杆(521)上具有多个固定配合环槽(531)，所述调节支撑环(522)上具有多个内外两侧贯通的螺纹孔(532)，所述螺纹孔内螺纹连接设有螺钉(533)；所述总体支撑板(51)侧面固定设有旋转支撑柱(523)，所述旋转支撑柱(523)上转动配合连接设有旋转支撑壳(524)，所述旋转支撑壳(524)与所述调节支撑环(522)之间通过支撑连接杆(525)相连，所述支撑连接杆(525)为一根可调节长度的连接杆，所述支撑连接杆(525)两端均以球铰链的形式与所述旋转支撑壳(524)和所述调节支撑环(522)连接。 10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种地表径流智能化观测装置进行径流观测的方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、将径流汇流壳体(11)悬空支撑固定在地面上，且径流汇流壳体(11)的贯通方向平行于径流方向布置，将初始汇流壳体(13)横跨地表径流进行固定，地表径流通过防水帆布管(14)流入径流汇流壳体(11)内；将测量容纳壳(31)固定在地面上，且测量容纳壳(31)的水平位置高度低于径流汇流壳体(11)的水平位置高度；将存储机构壳体(41)固定在地面上，且存储机构壳体(41)的水平位置高度低于径流汇流壳体(11)的水平位置高度； S2、导流挡板(115)先阻挡在汇流旁通道(113)的端部，且多个通道挡板(15)处于升起状态，流入径流汇流壳体(11)的水流穿过汇流主通道(112)； S3、多个通道挡板(15)同步下落，将汇流主通道(112)分隔为多个独立空间，利用液位计(21)对独立空间内的液位进行测量；同时导流挡板(115)偏转使得汇流旁通道(113)两端导通，此时流入径流汇流壳体(11)的水流暂时穿过汇流旁通道(113)流出； S4、开启缓冲引流管(161)上的电动阀门(162)，流经汇流主通道(112)的水流进入到缓冲引流管(161)中，进入到缓冲引流管(161)中的水流再通过管道输送到含沙测量壳体(32)中，进入含沙测量壳体(32)中的水流从一端流向另一端的过程中利用含沙量传感器(33)对水体中的含沙量进行检测； S5、进入到缓冲引流管(161)中的其中一部分水流通过管道输送到样本输入管(433)中，利用样本输入管(433)将水体样本输入到样本存储瓶(42)中。
所属类别：	发明专利