卡口直稱式徑流泥沙監(jiān)測儀是我公司在現(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。其通過對(duì)被測徑流的記錄分析，以研究不同降雨量下的水土流失狀況。該儀器采用先進(jìn)的高分辨率稱重系統(tǒng)和液位測量系統(tǒng)，配置了智能數(shù)據(jù)采集器和信號(hào)傳感器，可同時(shí)檢測降雨量的大小。并對(duì)測量的數(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)的長期監(jiān)測。

卡口直稱式徑流泥沙監(jiān)測儀是為測定徑流小區(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。其通過對(duì)被測徑流的記錄分析，以研究不同降雨量下的水土流失狀況。該儀器采用先進(jìn)的高分辨率稱重系統(tǒng)和液位測量系統(tǒng)，配置了智能數(shù)據(jù)采集器和信號(hào)傳感器，可同時(shí)檢測降雨量的大小。并對(duì)測量的數(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)的長期監(jiān)測。

系統(tǒng)組成

l 緊跟傳感器技術(shù)和檢測技術(shù)的革新提高了相關(guān)參數(shù)的測量精度

l 進(jìn)一步改善和提高了直稱式徑流泥沙監(jiān)測儀使用中的效率，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 測量部分：由采樣桶、稱重系統(tǒng)平臺(tái)，液位測量平臺(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，在長期受力狀態(tài)下不可避免影響測量精度，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)行測試和校驗(yàn)。如量程的測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的方法來測量。從而有效的去除零漂和蠕變帶來的測量誤差。

l 液體測量原理

在測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)間來計(jì)算傳感器到被測液體表面的距離。 由于采用非接觸的測量，被測介質(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，無法識(shí)別，不能測量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測量盲區(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。是通過超聲波水位計(jì)測量流過堰口的水位高低利用量水堰公式計(jì)算流量來的，可以通過管理軟件修改相關(guān)參數(shù)或通過標(biāo)定段來計(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)