一、 儀器用途
 
 
本產品應用于卡口站的水土流失自動監(jiān)測，滿足水土保持科研、管理、生產實際中水土保持主要相關參量的觀測?？梢愿鶕枰?，提供下列實時、準確的數(shù)據：
l 降雨量、降雨歷時、雨強隨時間的變化；
l 小流域產流量、水流含沙量、流域產沙量/輸沙量及其隨時間的變化；
l 小河流水流（表層、中層、底層）含沙量；
l 系統(tǒng)以實時在線狀態(tài)進行動態(tài)（表層、中層、底層）監(jiān)測；
l 系統(tǒng)任意招測不同水層的含沙量
l 大量數(shù)據的采集與存儲；
l 測量數(shù)據的匯總、報表；
l 通過計算機網絡/GPRS/本地數(shù)據存儲卡，進行測量數(shù)據傳輸獲取。
 
 


　　　
 
 
二、 儀器原理
 
 2.1概述
 
小流域的水保監(jiān)測控制站系統(tǒng)由水土流失自動監(jiān)測站工作管理/數(shù)據采集存儲主控機、含沙量測量傳感器、超聲波水位測量傳感器組件、雨量計組成。由雨量計測量降雨強度及其隨時間的變化和總的降雨量與降雨歷時。超聲波水位測量傳感器組件自動測量水位變化；通過中心控制計算機軟件及參數(shù)設置計算隨時間變化的徑流流量，得到徑流流量的實時變化過程。在筒式測量傳感器設計中，根據低、常水位和高水位的液位變化特征，在徑流剖面垂直分布多個泥沙測量口（標準系統(tǒng)配置3個傳感器），測量徑流斷面含沙量的梯度分布。
通過斷面泥沙含量及梯度分布以及由量水堰得到的流量，計算獲得徑流輸沙量。通過工作管理/數(shù)據存儲軟件和主控機控制管理各個傳感器測量得到的泥沙含量、徑流量、降雨量的過程數(shù)據并進行數(shù)據的存儲，并在有請求時通過moden向管理監(jiān)測中心遠程無線傳輸測量數(shù)據。
 
 
系統(tǒng)框架圖如下：
  圖1系統(tǒng)框架圖
  
 
 
數(shù)據采集管理主控機采用工業(yè)控制級標準，含ARM處理器開發(fā)的智能控制管理、數(shù)據采集/存儲的控制器。系統(tǒng)可在太陽能電池支持下工作。正常情況下，系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。在有降雨或徑流產生時，系統(tǒng)自動上電啟動，各傳感器開始工作，系統(tǒng)按照設定的工作要求測量、采集存儲傳感器數(shù)據。系統(tǒng)自備硬盤，可以存儲大量數(shù)據。通過通訊口可實時動態(tài)向上位計算機機傳輸各傳感器測量結果。也可以應上位計算機的要求，向上位計算機發(fā)送存或清除存儲的數(shù)據。上位計算機可以顯示轉換后的降雨量、泥沙含量、徑流量、輸沙量的過程數(shù)據和的歷史記錄數(shù)據。并可以生成Excel表格。
 
2.2泥沙測量儀（JZ-CGNS1型）
 
1：可實現(xiàn)多路徑流泥沙含量及流量進行實時連續(xù)測量、數(shù)據傳輸及數(shù)據分析處理。  
2：全天候無人值守，自動測量存儲數(shù)據。   
3：工作管理數(shù)據采集存儲主控機可本地存儲大量數(shù)據，可在現(xiàn)場通過R232接口數(shù)據。  
   4：具有在上位機上在線實時監(jiān)測、顯示各測量參數(shù)動態(tài)過程及曲線、歷史數(shù)據功能。  
5：可現(xiàn)場在數(shù)據管理主控機上自由設置采樣頻率及調校時鐘。  
6：穩(wěn)定性好。傳感器自主研發(fā)，高、穩(wěn)定性強抗環(huán)境干擾能力強 
 
 
  
  
 
7：泥沙含量采集儀的3D結構圖 
 
1:徑流管   2:采樣管   3:流量傳感器    4:采樣管電磁閥    5:樣品槽  6:液位保持器   7:液位傳感器    8:樣品槽支架   9:泄水電磁閥   10:排水管  
  
8：本傳感器工作原理流程:
    
水體由A1進入管道，經A2流出并推動流量傳感器，部分水體從A3排出,處理器C根據流量傳感器得到的流速經過計算得出實時流量，B1采集到地表水體送入稱重傳感器,傳感器D把收集到的數(shù)據送給處理器C經處理后得到泥沙含量,得到數(shù)據后傳感器D把內部樣品由B2排出為下次采樣做好準備.處理器C通過485或串口輸出外部設備.
 
 
  
 
  
 
 
 
 
 
 
2.3：液位流量傳感器
 
依據監(jiān)測流域區(qū)實際徑流情況修建量水堰，超聲波測量量水堰水位高度可達1mm，利用量水堰公式計算流量。所提供的軟件包含了若干常用的量水堰計算公式，包括巴塞爾堰、三角堰、矩形堰和三角/矩形復合堰的計算公式?？梢酝ㄟ^管理軟件修改相關參數(shù)，以提高計算。
（泥沙自動監(jiān)測儀---控制站布點圖)





 
三、 系統(tǒng)基本組成
 
1. 工作管理/數(shù)據存儲主控機（1臺）
2. 動力水源泵（3套）
3. 翻斗雨量計（1個）選配
4. 超聲波水位測量傳感器部件（1套）
5. 含沙量采集測量儀（1臺）
6. 中心控制計算機數(shù)據管理分析軟件（一套）
7.  河道筒式泥沙測量固定桶（1套）
8. 說明書（1份）
 
 
 
四：系統(tǒng)參數(shù)性能
 
4.1參數(shù)
 
⑴ 含沙量測量：采樣間隔1—99分鐘，
泥沙含量靈敏度：0.5KG/立方米 ，
泥沙含量：0.5—1000KG/立方米，相對誤差小于5%。
⑵ 超聲波流量傳感器：
  測量范圍：0.1升/秒～99999.99米/小時
累計流量：.00立方米測量誤差小于5%
液位量程：3米
液位測量：0.5%
⑶ 雨量測量：0.2毫米,雨強測量范圍0—280毫米/小時
⑸ 功率：小于5瓦
⑹ 應用溫度范圍：
存放：-40—80度
   工作：0(不結冰)—60度
⑻ 儀器整機（含各傳感器）工作壽命：大于八年。