一種土壤濺蝕動力定量監測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，土壤濺蝕監測系統的濺蝕盤和降雨監測系統的視頻雨滴譜儀之間的距離保持在3至5米之內，保證所在降雨區域的一致性，所受降雨的各項參數保持一致，本實用新型操作方便，測控精度高，利用雨滴譜生成雨滴質量和速度數據，具有精度高、速度快、效率高、能清晰再現次降雨過程的雨滴質量、速度等優點，應用范圍廣。
【專利說明】一種土壤濺蝕動力定量監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于土壤侵蝕基礎【技術領域】，特別涉及一種土壤濺蝕動力定量監測系統。
【背景技術】
[0002]水土流失造成生態環境惡化，會制約經濟社會發展。水力侵蝕是世界范圍內分布最廣泛的一種土壤侵蝕形式，其中濺蝕是水力侵蝕的重要類型之一。
[0003]土壤濺蝕定量是水土保持的基礎而又極為重要的內容，傳統的土壤濺蝕動力監測方法包括雨量筒、自動雨量計，監測的降雨指標包括降雨量、降雨歷時，可獲取降雨強度。傳統的土壤濺蝕動力監測方法只能估算土壤侵蝕動力系統，容易產生較大的誤差，影響土壤濺蝕預報模型的精度。土壤濺蝕的理論研究及計算相對滯后，以至于不能準確進行水土流失預報，無法為水土流失的綜合防治提供技術支撐。
[0004]視頻雨滴譜儀是一種降雨監測裝置，可以測得降雨的多項參數，因此需要一種將其應用在土壤濺蝕動力定量監測中的系統，提高特定降雨量下土壤濺蝕量的預測效率和精度。
【發明內容】
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[0005]本實用新型要針對上述【背景技術】存在的問題，提供一種土壤濺蝕動力定量監測系統，結合了土壤濺蝕監測系統和降雨監測系統，為土壤濺蝕研究提供一種快速、準確、可靠的實驗技術觀測系統，提高檢測系統的所測數據的準確性和預測效率。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為:
[0007]一種土壤濺蝕動力定量監測系統，包括設置于室外的土壤濺蝕監測系統和降雨監測系統，土壤濺蝕監測系統包括濺蝕盤，濺蝕盤設置在濺蝕盤固定平臺上，降雨監測系統包括視頻雨滴譜儀，視頻雨滴譜儀設置在雨滴譜儀固定平臺上，濺蝕盤和視頻雨滴譜儀之間的直線距離為3米至5米，視頻雨滴譜儀的信號輸出端用于連接處理器，視頻雨滴譜儀和處理器分別與電源連接；視頻雨滴譜儀包括設置在視頻雨滴譜儀盒體內的雨滴影像成像系統，以及垂直貫通視頻雨滴譜儀盒體的立方體形監測井；雨滴影像成像系統包括照明裝置、反射鏡和攝像裝置，照明裝置和反射鏡分別設置在監測井相對兩個側壁與盒體側壁之間的空隙處，兩個相對的側壁上設有狹縫，照明裝置發出的光線穿過兩個側壁上的狹縫投射到反射鏡上，再由反射鏡將影像反射到攝像裝置，攝像裝置將影像內容傳遞到視頻雨滴譜儀內的數據處理系統。
[0008]較佳地，土壤濺蝕監測系統包括三個濺蝕盤，分別為細沙濺蝕盤、未碾磨土濺蝕盤和碾磨土濺蝕盤。
[0009]較佳地，雨滴譜儀固定平臺和濺蝕盤固定平臺為水泥或鋼架制成的固定平臺。
[0010]較佳地，視頻雨滴譜儀內設有兩套雨滴成像系統。
[0011]本實用新型的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，操作方便，測控精度高，利用雨滴譜生成雨滴質量和速度數據，具有精度高、速度快、效率高、能清晰再現次降雨過程的雨滴質量、速度等優點，應用范圍廣。通過設置狹縫透光實現了對降雨區域的線型掃描。土壤濺蝕監測系統的濺蝕盤和降雨監測系統的視頻雨滴譜儀之間的距離保持在3至5米之內，保證所在降雨區域的一致性，所受降雨的各項參數保持一致，能夠更精確的進行雨滴動能的測算、濺蝕量的采樣。設置三個濺蝕盤，可以對不同的土壤在相同降雨環境下的濺蝕量進行采樣，為不同土壤環境在選定降雨區域的濺蝕量預測提供計算參數。用水泥或鋼架制成濺蝕盤固定平臺和雨滴譜儀固定平臺，可以使濺蝕盤和雨滴譜儀更穩定，所獲參數更加精確。采用兩套雨滴成像系統的視頻雨滴譜儀對監測井內降雨情況進行監測，可以獲取更精確的影像數據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例土壤濺蝕監測系統和降雨監測系統的結構示意圖
[0013]圖2為本實用新型實施例視頻雨滴譜儀的雨滴影像成像系統的結構示意圖
[0014]圖中:1、土壤濺蝕監測系統，2、降雨監測系統，3、細沙濺蝕盤，4、未碾磨土濺蝕盤，
5、碾磨土濺蝕盤，6、視頻雨滴譜儀，7、第一照明裝置，8、第一反射鏡，9、第一攝像裝置，10、第二照明裝置，11、第二反射鏡，12、第二攝像裝置，13、監測井，14、視頻雨滴譜儀盒體，15、處理器，16、電源。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。
[0016]本實施例的一種土壤濺蝕動力定量監測系統包括設置于室外的土壤濺蝕監測系統I和降雨監測系統2。
[0017]土壤濺蝕監測系統I包括濺蝕盤，濺蝕盤設置在濺蝕盤固定平臺上，包括三個濺蝕盤，分別為細沙濺蝕盤3、未碾磨土濺蝕盤4和碾磨土濺蝕盤5，分別用來測量細沙、未碾磨土和碾磨土的濺蝕量。設置三個濺蝕盤，可以對不同的土壤在相同降雨環境下的濺蝕量進行采樣，為不同土壤環境在選定降雨區域的濺蝕量預測提供計算參數。實踐中，還可以采用三個以上的濺蝕盤盛裝其他土壤樣品。
[0018]降雨監測系統2包括設置在室外的視頻雨滴譜儀6，視頻雨滴譜儀6設置在雨滴譜儀固定平臺上，視頻雨滴譜儀6設置在雨滴譜儀固定平臺上，三個濺蝕盤和視頻雨滴譜儀6之間的直線距離在3米至5米之內，視頻雨滴譜儀6的信號輸出端連接于處理器15，視頻雨滴譜儀6和處理器15分別與電源16連接。
[0019]用水泥或鋼架制成濺蝕盤固定平臺和雨滴譜儀固定平臺，視頻雨滴譜儀6和濺蝕盤分別設置在雨滴譜儀固定平臺和濺蝕盤固定平臺上，這樣可以使濺蝕盤和雨滴譜儀的更穩定，所獲參數更加精確。
[0020]視頻雨滴譜儀6內設有兩套雨滴影像成像系統，第一套雨滴影像成像系統包括第一照明裝置7、第一反射鏡8和第一攝像裝置9，第二套雨滴影像成像系統包括第二照明裝置10、第二反射鏡11和第二攝像裝置12。本實施例的兩套雨滴成像系統的光線之間承90度直角交叉。這樣設置的兩套雨滴成像系統一方面使得數據更加全面，而且可以對交叉區域的降雨參數進行多方位多角度的測量。
[0021]視頻雨滴譜儀6中部設有垂直貫通視頻雨滴譜儀盒體14的立方體形監測井13 ；監測井13即測量區域，監測井13的四個側壁均設有位置對應的狹縫，雨滴影像成像系統包括照明裝置、反射鏡和攝像裝置，照明裝置和反射鏡分別設置在監測井13相對兩個側壁與盒體側壁之間的空隙處。第一照明裝置7發出光線穿過相對兩個側壁上的狹縫將雨滴的影像投射到第一反射鏡8，第一反射鏡8將雨滴的影像再投射到第一攝像裝置9，第二照明裝置10發出光線穿過相對兩個側壁上的狹縫將雨滴的影像投射到第二反射鏡11，第二反射鏡11將雨滴的影像再投射到第二攝像裝置12，第一攝像裝置9和第二攝像裝置12將接受到的雨滴影像傳遞到視頻雨滴譜儀6的數據處理部分，最終輸出至處理器15。
[0022]雨滴影像成像系統對測量區域的圖像進行線形掃描成像，測定對象最小直徑達到
0.19mm，測量區域達到100mm xlOOmm，垂直分辨率0.19臟、垂直速率精度4%。
[0023]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。本說明書中未作詳細描述的部分屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于:包括設置于室外的土壤濺蝕監測系統(I)和降雨監測系統(2)，所述土壤濺蝕監測系統(I)包括濺蝕盤，所述濺蝕盤設置在濺蝕盤固定平臺上，所述降雨監測系統(2)包括視頻雨滴譜儀￠)，所述視頻雨滴譜儀(6)設置在雨滴譜儀固定平臺上，所述濺蝕盤和所述視頻雨滴譜儀(6)之間的直線距離為3米至5米，所述視頻雨滴譜儀(6)的信號輸出端用于連接處理器(15)，所述視頻雨滴譜儀(6)和所述處理器(15)分別與電源(16)連接； 所述視頻雨滴譜儀(6)包括設置在所述視頻雨滴譜儀盒體(14)內的雨滴影像成像系統，以及垂直貫通所述視頻雨滴譜儀盒體(14)的立方體形監測井(13);所述雨滴影像成像系統包括照明裝置、反射鏡和攝像裝置，所述照明裝置和所述反射鏡分別設置在所述監測井(13)相對兩個側壁與所述盒體側壁之間的空隙處，兩個相對的所述側壁上設有狹縫，所述照明裝置發出的光線穿過兩個側壁上的所述狹縫投射到所述反射鏡上，再由所述反射鏡將影像反射到攝像裝置，所述攝像裝置將影像內容傳遞到所述視頻雨滴譜儀出)內的數據處理系統。
2.根據權利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于:所述土壤濺蝕監測系統(I)包括三個所述濺蝕盤，分別為細沙濺蝕盤(3)、未碾磨土濺蝕盤(4)和碾磨土濺蝕盤(5)。
3.根據權利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于:所述雨滴譜儀固定平臺和所述濺蝕盤固定平臺為水泥或鋼架制成的固定平臺。
4.根據權利要求1所述的一種土壤濺蝕動力定量監測系統，其特征在于:所述視頻雨滴譜儀出)內設有兩套雨滴成像系統。
【文檔編號】G01N33/24GK204008637SQ201420405764
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】張平倉, 劉洪鵠, 師哲, 齊向華, 胡波 申請人:長江水利委員會長江科學院