水土保持試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 水位變化自動(dòng)測(cè)量?jī)x
***、儀器用途
本產(chǎn)品應(yīng)用于滿足水土保持科研、管理、生產(chǎn)實(shí)際中水土保持主要相關(guān)參量的觀測(cè)?？梢愿鶕?jù)需要，提供下列實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)：
降雨量、降雨歷時(shí)、雨強(qiáng)隨時(shí)間的變化；
小流域卡口站產(chǎn)流量、水流含沙量、流域產(chǎn)沙量/輸沙量及其隨時(shí)間的變化；
野外徑流小區(qū)徑流流量、徑流泥沙含量、徑流輸沙量，及其上述參數(shù)隨時(shí)間的變化；
室內(nèi)人工模擬降雨坡面產(chǎn)流的流量、水流含沙量、徑流輸沙量及其隨時(shí)間的變化；
河流水流含沙量；
系統(tǒng)以實(shí)時(shí)在線狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；
大量數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)；
測(cè)量數(shù)據(jù)的匯總、報(bào)表；
通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的有線（固定電話）獲取。
二、儀器原理
該水土流失自動(dòng)監(jiān)測(cè)站由自主開(kāi)發(fā)的水土流失自動(dòng)監(jiān)測(cè)站工作管理/數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)主控機(jī)、含沙量測(cè)量傳感器、水位測(cè)量組件、單體式和復(fù)合式量水堰組成。在流域的出水口建立量水堰，自動(dòng)測(cè)量水位變化，通過(guò)z心控制計(jì)算機(jī)軟件中量水堰模型庫(kù)及參數(shù)設(shè)置計(jì)算隨時(shí)間變化的徑流流量，得到徑流流量的實(shí)時(shí)變化過(guò)程。用于小流域的監(jiān)測(cè)站系統(tǒng)，在徑流剖面垂直分布多個(gè)泥沙測(cè)量傳感器（標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)配置4個(gè)傳感器），測(cè)量徑流斷面含沙量的梯度分布。系統(tǒng)具備*多獲取6通道數(shù)據(jù)的能力。通過(guò)斷面泥沙含量及梯度分布以及由量水堰得到的流量，計(jì)算獲得徑流輸沙量。通過(guò)工作管理/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件和主控機(jī)控制管理各個(gè)傳感器測(cè)量得到的泥沙含量、徑流量、降雨量的過(guò)程數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并在有請(qǐng)求時(shí)通過(guò)由Modem和通信線路（電話網(wǎng)絡(luò)）向管理監(jiān)測(cè)z心遠(yuǎn)程傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集管理主控機(jī)采用工業(yè)控制***標(biāo)準(zhǔn)，含MPU開(kāi)發(fā)的智能控制管理、數(shù)據(jù)采集/存儲(chǔ)的控制器。系統(tǒng)可在市電和太陽(yáng)能電池（含備電）支持下工作。正常情況下，系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。在有降雨或徑流產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)上電啟動(dòng)，各傳感器開(kāi)始工作，系統(tǒng)按照設(shè)定的工作要求測(cè)量、采集存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)。系統(tǒng)自備硬盤(pán)，可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。通過(guò)通訊口可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)向上位計(jì)算機(jī)機(jī)傳輸各傳感器測(cè)量結(jié)果。也可以應(yīng)上位計(jì)算機(jī)的要求，向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送存或q除儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。上位計(jì)算機(jī)可以顯示轉(zhuǎn)換后的降雨量、泥沙含量、徑流量、輸沙量的過(guò)程數(shù)據(jù)和下載的歷史記錄數(shù)據(jù)。并可以打印報(bào)表。
泥沙測(cè)量傳感器
光在光學(xué)性質(zhì)不同的物（非均勻介）質(zhì)中具有下列衰減規(guī)律：
式中L為光通過(guò)的介質(zhì)厚度，α為光強(qiáng)衰減系數(shù)，I0為通過(guò)介質(zhì)前的光強(qiáng)，I（L）為通過(guò)厚度為L(zhǎng)的介質(zhì)后的光強(qiáng)。
由上式可以得出下式：
其中α僅和含沙量密切相關(guān)。
測(cè)出透過(guò)***定距離（L）的泥沙水的光強(qiáng)I（L），通過(guò)介質(zhì)前的光強(qiáng)I0,用已知濃度的泥沙水進(jìn)行標(biāo)定，制成光電式含沙量探測(cè)器。具有使用方便、小巧、穩(wěn)定，易于使用等優(yōu)點(diǎn)。
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