[實(shí)用新型]同步測量坡面片流和細(xì)溝水流流速的電解質(zhì)示蹤流速儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202123403511.2
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN217060274U
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶婷婷;陳曉燕;孔令勇;麻力文;李丹丹;譚文浩
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 陸瑞

本實(shí)用新型公開了同步測量坡面片流和細(xì)溝水流流速的電解質(zhì)示蹤流速儀，包括用于測量坡面片流電解質(zhì)信號的A型感應(yīng)探針、用于測量坡面細(xì)溝水流電解質(zhì)信號的B型感應(yīng)探針、上部鹽溶液注入器、下部鹽溶液注入器、數(shù)據(jù)采集器以及計(jì)算機(jī)，上部鹽溶液注入器和下部鹽溶液注入器分別位于坡面片流和細(xì)溝水流發(fā)生的位置，內(nèi)存放有電解質(zhì)溶液且設(shè)有閥門，閥門的啟閉開關(guān)與數(shù)據(jù)采集器打閥端電連接，A型感應(yīng)探針和B型感應(yīng)探針均與數(shù)據(jù)采集器的輸入端電連接，數(shù)據(jù)采集器的輸出端與計(jì)算機(jī)電連接。制作元件少，安裝簡單。應(yīng)用本實(shí)用新型的儀器，能夠同步且準(zhǔn)確的測量坡面片流和細(xì)溝水流流速，滿足研究或試驗(yàn)的需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及地表水文過程的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及同步測量坡面片流和細(xì)溝水流流速的電解質(zhì)示蹤流速儀。

背景技術(shù)

坡面流平均流速是坡面土壤侵蝕模型中最重要的水動力學(xué)參數(shù)之一，且是計(jì)算其他水動力參數(shù)的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到坡面水蝕的土壤分離、泥沙輸移和沉積過程；在降雨條件下，隨著侵蝕過程的發(fā)生，坡面水流流速會隨降雨歷時(shí)和空間位置不斷變化。同時(shí)，降雨雨滴干擾坡面水流的流動路徑或流態(tài)，從而影響水流速度。

目前，在坡面水流流速的測量儀器中，電解質(zhì)示蹤法采用攜帶較為方便，且測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。在現(xiàn)有的采用電解質(zhì)示蹤法測量坡面水流流速的研究中，大多采用電解質(zhì)示蹤法對坡面片流或細(xì)溝水流流速進(jìn)行單獨(dú)測量，未能將片流和細(xì)溝水流作為一個(gè)整體展開研究，與實(shí)際坡面降雨侵蝕水動力特征存在差異。為便于開展坡面片流和細(xì)溝水流流速的同步測量，亟需改進(jìn)電解質(zhì)示蹤流速儀，并應(yīng)用于坡面水流流速的測量實(shí)踐，以滿足研究或試驗(yàn)的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于提供同步測量坡面片流和細(xì)溝水流流速的電解質(zhì)示蹤流速儀，用于同步測量坡面片流和細(xì)溝水流流速，以滿足研究或試驗(yàn)的需要。

解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

同步測量坡面片流和細(xì)溝水流流速的電解質(zhì)示蹤流速儀，包括用于測量片流電解質(zhì)信號的A型感應(yīng)探針、用于測量細(xì)溝水流電解質(zhì)信號的B型感應(yīng)探針、上部鹽溶液注入器、下部鹽溶液注入器、數(shù)據(jù)采集器以及計(jì)算機(jī)，所述上部鹽溶液注入器和下部鹽溶液注入器內(nèi)存放有電解質(zhì)溶液，且所述上部鹽溶液注入器和下部鹽溶液注入器內(nèi)設(shè)有閥門，所述閥門的啟閉開關(guān)與數(shù)據(jù)采集器打閥端電連接，所述A型感應(yīng)探針和B型感應(yīng)探針均與數(shù)據(jù)采集器的輸入端電連接，所述數(shù)據(jù)采集器的輸出端與計(jì)算機(jī)電連接。

本方案在測量之前，通過計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件設(shè)置采樣頻率、采樣時(shí)間、以及A型感應(yīng)探針和B型感應(yīng)探針的感應(yīng)通道及坐標(biāo)等軟件參數(shù)；試驗(yàn)開始后，通過計(jì)算機(jī)下發(fā)指令至數(shù)據(jù)采集器，通過數(shù)據(jù)采集器同時(shí)閉合上部鹽溶液注入器和下部鹽溶液注入器內(nèi)閥門的啟閉開關(guān)，通過上部鹽溶液注入器和下部鹽溶液注入器自動注入電解質(zhì)溶液到水流中，用于測量坡面片流電解質(zhì)信號的A型感應(yīng)探針、用于測量坡面細(xì)溝水流電解質(zhì)信號的B型感應(yīng)探針開始同步測量，數(shù)據(jù)采集器等待數(shù)據(jù)采集結(jié)果，達(dá)到采樣時(shí)間后，數(shù)據(jù)采集器將結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算并保存水流流速數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述上部鹽溶液注入器上設(shè)有第一數(shù)據(jù)線，所述下部鹽溶液注入器上設(shè)有第二數(shù)據(jù)線，所述第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線合為一體并與數(shù)據(jù)采集器的打閥端電連接。

考慮到數(shù)據(jù)采集器上只有一個(gè)打閥端的插口，將上部鹽溶液注入器上的第一數(shù)據(jù)線和下部鹽溶液注入器上的第二數(shù)據(jù)線合為一體與數(shù)據(jù)采集器連接，這樣可以盡可能的減小對傳統(tǒng)測速儀的改造，減少成本。

進(jìn)一步，所述A型感應(yīng)探針為多個(gè)，可布設(shè)在片流水流不同位置；所述B型感應(yīng)探針為多個(gè)，可布設(shè)在細(xì)溝水流不同位置。

這樣設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到區(qū)分片流和細(xì)溝水流流速的同時(shí)，可以明確坡面降雨片蝕和細(xì)溝侵蝕轉(zhuǎn)變的臨界水流流速，獲得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。