[實用新型]細溝形態變化監測裝置

有效

• 申請號: 201620021296.X
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN205374200U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 馮琛;唐皓;王鵬飛;冉榭然夫;王清明;羅仁革;馮建海;王慶松;張國偉;李春濃;斯躍洲;陳其陽
• 申請（專利權）人: 四川農業大學;廣元市農業科學研究所
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本實用新型涉及流水動力學領域，具體為細溝形態變化測定裝置。

背景技術

細溝形態變化直接影響細溝流水動力學特性，準確測定細溝形態在侵蝕過程中的變化，對深入研究細溝侵蝕機理具有重要意義。但由于細溝發育形態變化的隨機性、復雜性和瞬時性，很難精確地監測細溝形態的變化過程。

早期受測量技術的限制，對細溝侵蝕中形態變化的研究限于主觀描述和借助于鋼尺、卡尺等粗略測定細溝的長、寬、深等，這種方法既操作繁瑣、耗時，且精度不高。隨著三維激光掃描技術在坡面細溝形態研究中的應用，定量描述細溝發育形態的變化，已成為細溝侵蝕過程研究中的前沿，目前運用此技術的研究剛剛起步，在實際研究中大多采用細溝平面密度、平均深度及平均溝寬等指標來描述細溝形態。激光掃描儀的測定精度較高，但測定時間較長，且易于受到植被覆蓋等因素的影響，另外，該儀器裝置復雜，造價昂貴，體積較大不易攜帶，不適于野外現場觀測，推廣難度較大。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種細溝侵蝕形態觀測試驗裝置。

為達到上述目的，技術方案為：

細溝形態變化測定裝置，包括沖刷槽、緩流槽、恒壓供水箱、水平軌道、步長微電機、紅外攝像機、數據處理輸出設備；沖刷槽一端安裝有緩流槽，緩流槽上方有恒壓供水箱；水平軌道與沖刷槽平行，紅外攝像機在水平軌道上移動對沖刷槽內坡面細溝形態進行圖像采集，紅外攝像機的移動由步長微電機控制。

恒壓供水箱按設計流量坡面進行沖刷。根據測定精度需求，通過步長微電機控制紅外攝像機移動頻率，實現地形變化的動態監測。將拍攝內容通過數據線轉到數據處理輸出設備后，通過圖像處理自動獲得細溝形態相應的表征系數。

本實用新型結構簡單，通過采用紅外攝像機，能夠測定不同植被覆蓋條件下土壤侵蝕細溝形態變化，客服了激光掃描技術的弊端，且減少了試驗誤差，操作簡單，使用方便。測定的結果更能反映沖刷試驗中細溝形態變化特征，測試數據準確、精度高，具有很強的實用性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利做進一步說明。

如圖1所示，細溝形態變化測定裝置，包括沖刷槽1、緩流槽2、恒壓供水箱3、水平軌道8、步長微電機6、紅外攝像機7、數據處理輸出設備4；恒壓供水箱3與沖刷槽1之間由緩流槽2連接，緩流槽2長、寬分別為1m，深度為0.1m。

水平軌道8與沖刷槽1平行，紅外攝像機7在水平軌道8上移動對沖刷槽1內坡面細溝形態進行圖像采集，紅外攝像機7的移動由步長微電機6控制。

恒壓供水箱3按設計流量對坡面進行沖刷。根據測定精度需求，通過步長微電機6控制紅外攝像機7移動頻率，實現地形變化的動態監測。將拍攝內容通過數據線轉到數據處理輸出設備4后，通過圖像處理自動獲得細溝形態相應的表征系數。

沖刷槽1長8m，依據為細溝臨界坡長，沖刷槽1橫向兩壁平行標有刻度，便于不同坡點的定位。

該裝置可以測定具有植被覆蓋的坡面，擴展了該裝置的使用范圍。沖刷槽1上端與緩流槽2相連，緩流槽2高度與土壤表面平行，緩流槽2末端打磨成刀口狀，當層狀水流有緩流槽2流入土槽時，防止由于槽底高度的變化所引起的水流流態的變化，進而影響實驗結果，操作可靠，減小了試驗誤差。沖刷槽1與緩流槽2之間安置流速測定儀，顯示沖刷土壤的水流速度，操作時可讀取流速測定儀的數據，數據準確、操作方便。

沖刷槽1、緩流槽2和恒壓供水箱3寬度一致，該裝置可調節坡度范圍0°-30°。緩流槽2上端連接恒壓供水箱3，恒壓供水箱3內熱水溫度為65℃，恒壓供水箱3內置溫度計。

所述紅外攝像機型號為OptrisPI-160(德國Optris股份有限公司)，光學分辨率為160×120像素。