泥水自動稱重儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水土流失監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于水土流失監(jiān)測設(shè)備中的泥水自動稱重儀。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上水土流失最為嚴(yán)重的國家之一，水土流失的危害程度、發(fā)展趨勢、影響范圍都需要通過科學(xué)的監(jiān)測手段來掌握?？茖W(xué)、系統(tǒng)、有效的水土流失監(jiān)測和預(yù)報(bào)能夠?yàn)槲覈帘３譀Q策提供至關(guān)重要的數(shù)據(jù)支撐。
[0003]2007年以來全國啟動、實(shí)施了一、二期水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)建設(shè)工程，完成了對水利部水土保持監(jiān)測中心，各流域水土保持監(jiān)測中心站，各省、自治區(qū)、直轄市水土保持監(jiān)測總站和省轄市水土保持監(jiān)測分站的建設(shè)和完善，明確了各級監(jiān)測機(jī)構(gòu)的職能、監(jiān)測內(nèi)容，配備了監(jiān)測設(shè)施，為確保全國水土保持監(jiān)測工作的科學(xué)、有序、長效開展提供了制度和技術(shù)上的保障。
[0004]水土流失成因的研宄、各項(xiàng)措施的布置、水土流失區(qū)域的治理等都需要科學(xué)、準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)。此外，隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，各類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成的人為新增水土流失也成為了水土流失產(chǎn)生的重要影響因素，自然條件、人類活動等造成的水土流失，無論在其數(shù)量、規(guī)模、變化規(guī)律、趨勢、危害程度、影響范圍等方面都需要水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)通過科學(xué)有效的監(jiān)測方法、手段和設(shè)備去記錄、掌握和分析。
[0005]水土保持小區(qū)徑流泥沙觀測試驗(yàn)，是研宄區(qū)域內(nèi)水土流失規(guī)律和水土保持效益的重要途徑，也是全國第二期水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃的重要內(nèi)容。水土保持小區(qū)監(jiān)測的基礎(chǔ)設(shè)施包括集水小區(qū)、集流槽和集流池(或集流桶)等，如專利號為200820062767.2的中國實(shí)用新型專利所公開的一種改進(jìn)的小區(qū)水土流失觀測桶。觀測計(jì)量儀器主要包括雨量筒、取水器、烘箱、天平。
[0006](一)傳統(tǒng)的徑流小區(qū)觀測方法基本原理:
[0007]水蝕小區(qū)水土保持觀測的主要因子包括:降雨量、徑流量和泥沙量。
[0008]其觀測常用方法分別為:用雨量計(jì)觀測降雨量；集流池(分流桶)觀測計(jì)算徑流量；用過濾烘干稱重法觀測計(jì)算泥沙量。
[0009](二)傳統(tǒng)的徑流小區(qū)觀測方法存在的問題:
[0010]傳統(tǒng)的徑流小區(qū)雨量、徑流及泥沙監(jiān)測，其原理簡單，但觀測、處理和計(jì)算程序復(fù)雜，且管理運(yùn)行成本高。
[0011]泥沙量觀測主要有兩種方法，一種是烘干稱重法，一種是比重計(jì)法。比重計(jì)法適于懸移質(zhì)的測定，烘干稱重法既適于懸移質(zhì)也適合于推移質(zhì)的測定。水土保持徑流小區(qū)的泥沙是由推移質(zhì)和懸移質(zhì)組成的混合體，因此只能采取烘干稱重法。
[0012]烘干稱重法，是水文行業(yè)進(jìn)行泥沙觀測的基本方法，此種方法精度較高，但需要的儀器設(shè)備較多，觀測處理程序繁瑣，需要有專門的試驗(yàn)室對水樣進(jìn)行過濾、烘干處理和計(jì)量，非正規(guī)水文站難能順利完成此種觀測。另外，傳統(tǒng)泥沙觀測方法的觀測結(jié)果不能在現(xiàn)場即時取得，現(xiàn)場測得徑流量后，還要分區(qū)取水樣和收集池底(桶底)沉淀淤泥，回到試驗(yàn)室后還要分別對水樣、泥沙進(jìn)行過濾、烘干和稱重等處理，由于小區(qū)多，特別是在降雨頻繁的汛期，很難保證各個小區(qū)各次降雨過程水樣處理的準(zhǔn)確無誤。
[0013]在觀測設(shè)施施工方面，觀測小區(qū)擋水圍坎和集流槽等，一般由土磚砌墻外抹混凝土即可，建設(shè)工藝簡單，工程也很小，容易達(dá)到質(zhì)量要求。但集流設(shè)施(集流池或集流桶)建造就比較復(fù)雜，一是集水池容積大小問題，如果按5年一遇24小時最大暴雨徑流計(jì)算，集流池的容積至少要5立方米，工程量大，質(zhì)量和精度難以保證，如果采用集流桶或分流桶，投資大，成本高，且每年都需要進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。
[0014]在運(yùn)行操作方面，每次降雨都需要技術(shù)人員現(xiàn)場觀測降雨量，更換自記紙，取水、量水，過濾烘干稱重，清洗集水池(桶)等，費(fèi)工費(fèi)時。全國二期水土保持監(jiān)測規(guī)劃確定每個監(jiān)測點(diǎn)的徑流觀測場數(shù)至少為7個，每次降雨都采集7組水樣，并測量計(jì)算相應(yīng)的降雨及徑流量，水樣數(shù)據(jù)很容易混淆。傳統(tǒng)觀測方法需要有專人觀測，但觀測時間僅限于6-9月，在非雨季又不得不辭退觀測人員，這種臨時雇傭的技術(shù)人員，無法保證觀測精度，也難以籌措雨季觀測運(yùn)行費(fèi)，因此很多觀測小區(qū)，運(yùn)行不到幾年就無法支持下去，不得不半途而廢，無法起到當(dāng)初設(shè)立時的作用。
[0015]為方便快捷地開展水蝕小區(qū)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)工作，在保證可操作性和提高觀測精度要求的要求下，非常有必要改進(jìn)監(jiān)測方法，研發(fā)先進(jìn)的監(jiān)測儀器、設(shè)施，達(dá)到建設(shè)成本合理，操作程序簡便，管理運(yùn)行方便，以最小的投入取得最好的監(jiān)測結(jié)果。
[0016]在水土保持監(jiān)測觀測試驗(yàn)中，對泥沙的稱量是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的稱量方式是經(jīng)取樣瓶取樣，攪拌均勻，倒置于燒杯中，量取質(zhì)量和水體積，在烘干箱內(nèi)烘干，后稱取泥土重，計(jì)算泥沙含量，得出侵蝕模數(shù)。單就稱重環(huán)節(jié)來說，所存在的問題有以下幾點(diǎn):
[0017]環(huán)節(jié)多，過程繁瑣，在每個過程中都需小心稍不小心就會產(chǎn)生誤差，若產(chǎn)生滴漏、取樣瓶混亂，則會直接產(chǎn)生產(chǎn)誤差甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
[0018]耗費(fèi)人力和時間，每次雨后取樣，每一個觀測小區(qū)須取樣三瓶，一一標(biāo)號，稱重、計(jì)量、烘干、再稱重、計(jì)算，每一個觀測場少則十個觀測小區(qū)，多則三十個，每次降雨后，工作量很大，至少要占用一個工作日時間才可以將此項(xiàng)工作完畢。另外，烘干持續(xù)時間較長，又延長了工作時間。
[0019]所以現(xiàn)有的稱重方式對水土保持泥沙觀測試驗(yàn)造成了諸多的不便，亟需改善。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0020]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠連續(xù)穩(wěn)定對泥水進(jìn)行稱重的用于水土流失監(jiān)測設(shè)備中的泥水連續(xù)稱重裝置。
[0021]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0022]一種泥水自動稱重儀，其關(guān)鍵技術(shù)在于:其包括稱重瓶體、設(shè)置在稱重瓶體頂部的進(jìn)水口以及設(shè)置在所述稱重瓶體內(nèi)的第一虹吸裝置，所述第一虹吸裝置的進(jìn)水口貼近所述稱重瓶體底部；所述稱重瓶體上設(shè)置有稱重傳感器。
[0023]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的稱重瓶體的底部呈漏斗狀或球冠形，所述第一虹吸裝置的進(jìn)水口位于稱重瓶體底部最低洼的位置。
[0024]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一虹吸裝置包括垂直固設(shè)于所述稱重瓶體底部的第一中心管，所述第一中心管底部與所述稱重瓶體外部相通，所述第一中心管上套置有頂部封堵的第一套筒管，所述第一中心管和第一套筒管之間留有排水間隙。
[0025]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的稱重傳感器為固定于所述稱重瓶體瓶身或瓶口上的懸臂梁式稱重傳感器。
[0026]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的稱重瓶體頂部設(shè)置有排氣管。
[0027]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括設(shè)置于稱重瓶體的進(jìn)水口上游端的儲水筒，所述儲水筒內(nèi)設(shè)置有第二虹吸裝置，所述第二虹吸裝置的排水口通過一出水管插設(shè)于稱重瓶體的進(jìn)水口中，且所述出水管于所述稱重瓶體不接觸。
[0028]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的儲水筒底部呈漏斗狀或球冠形，所述第二虹吸裝置的進(jìn)水口位于儲水筒底部最低洼的位置。
[0029]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第二虹吸裝置包括垂直固設(shè)于所述儲水筒底部的第二中心管，所述第二中心管底部與所述儲水筒外部的出水管連接，所述第二中心管上套置有頂部封堵的第二套筒管，所述第二中心管和第二套筒管之間留有排水間隙。
[0030]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一虹吸裝置和/或第二虹吸裝置為倒“U”型虹吸管。
[0031]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的儲水筒頂部設(shè)置有用于阻擋雜草或石塊的過濾網(wǎng)。
[0032]本實(shí)用新型的積極效果如下:
[0033]本實(shí)用新型的稱重瓶體的進(jìn)水口和實(shí)驗(yàn)監(jiān)測小區(qū)的出水管相接，用來盛裝固定體積的泥水，所述第一虹吸裝置一方面能夠限定稱重瓶體的容積，一方面能從稱重瓶體的底部抽水使泥水排出，這樣能夠防止稱重瓶體中泥沙的沉積，影響稱重測量的準(zhǔn)確性。本裝置通過稱重傳感器稱取重量，使得精度達(dá)到95%以上；避免了手動攪拌泥水取樣，減少測量過程的環(huán)節(jié)，節(jié)省人工人力，水流進(jìn)入稱重瓶，直接稱取重量，極其方便；節(jié)省時間，較之于原來計(jì)量、烘干、再計(jì)量的方式，本產(chǎn)品可以即時測量出數(shù)據(jù)，大大的節(jié)省了工作時間。本裝置的觀測精度超過原有的人工觀測，所測得的數(shù)據(jù)在最大限度的接近了水土流失實(shí)際情況，在業(yè)內(nèi)具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價值。
[0034]將稱重瓶體的底部設(shè)計(jì)成漏斗狀，能夠使泥沙匯聚在第一虹吸裝置的進(jìn)水口處，將瓶中的泥沙全部排出，避免沉積。
[0035]本裝置所提供的第一中心管和第一套筒管組成的第一虹吸裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，整體收入到稱重瓶體內(nèi)部，方便整個裝置的稱重測量，并且虹吸裝置的吸入口和排水口同時位于稱重瓶體底部中心，即第一中心管和第以套筒管同軸設(shè)置，避免了稱重瓶體的偏心，使其中心位于中軸線上，排水穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確度高。
【附圖說明】
[0036]附圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]附圖2為本實(shí)用新型稱重瓶體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]附圖3為本實(shí)用新型儲水筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]附圖4為本實(shí)用新型第一套筒管的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]附圖5為本實(shí)用新型稱重瓶體另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]在附圖中:10稱重瓶體、11進(jìn)水管、12第一虹吸裝置、12-1第一中心管、12-2第一套筒管、12-3連接柱、13儲水