一、 儀器用途 本產(chǎn)品應(yīng)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(chǎn)實(shí)際中水土保持主要相關(guān)參量的觀測?？梢愿鶕?jù)需要，提供下列實(shí)時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)：
降雨量、降雨歷時、雨強(qiáng)隨時間的變化；
小流域產(chǎn)流量、水流含沙量、流域產(chǎn)沙量/輸沙量及其隨時間的變化；
小河流水流（表層、中層、底層）含沙量；
系統(tǒng)以實(shí)時在線狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)（表層、中層、底層）監(jiān)測；
系統(tǒng)任意招測不同水層的含沙量
大量數(shù)據(jù)的采集與存儲；
測量數(shù)據(jù)的匯總、報(bào)表；
通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/GPRS/本地?cái)?shù)據(jù)存儲卡，進(jìn)行測量數(shù)據(jù)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(jù)采集存儲主控機(jī)、含沙量測量傳感器、超聲波水位測量傳感器組件、雨量計(jì)組成。由雨量計(jì)測量降雨強(qiáng)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(jì)算機(jī)軟件及參數(shù)設(shè)置計(jì)算隨時間變化的徑流流量，得到徑流流量的實(shí)時變化過程。在筒式測量傳感器設(shè)計(jì)中，根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)算獲得徑流輸沙量。通過工作管理/數(shù)據(jù)存儲軟件和主控機(jī)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(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，并在有請求時通過moden向管理監(jiān)測中心遠(yuǎn)程無線傳輸測量數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)框架圖如下：
圖1系統(tǒng)框架圖
數(shù)據(jù)采集管理主控機(jī)采用工業(yè)控制級標(biāo)準(zhǔn)，含ARM處理器開發(fā)的智能控制管理、數(shù)據(jù)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(chǎn)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(shè)定的工作要求測量、采集存儲傳感器數(shù)據(jù)。系統(tǒng)自備硬盤，可以存儲大量數(shù)據(jù)。通過通訊口可實(shí)時動態(tài)向上位計(jì)算機(jī)機(jī)傳輸各傳感器測量結(jié)果。也可以應(yīng)上位計(jì)算機(jī)的要求，向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送存或清除存儲的數(shù)據(jù)。上位計(jì)算機(jī)可以顯示轉(zhuǎn)換后的降雨量、泥沙含量、徑流量、輸沙量的過程數(shù)據(jù)和下載的歷史記錄數(shù)據(jù)。并可以生成Excel表格。
2.2泥沙測量儀（JZ-CGNS1型）
1：可實(shí)現(xiàn)多路徑流泥沙含量及流量進(jìn)行實(shí)時連續(xù)測量、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)分析處理。
2：全天候無人值守，自動測量存儲數(shù)據(jù)。
3：工作管理數(shù)據(jù)采集存儲主控機(jī)可本地存儲大量數(shù)據(jù)，可在現(xiàn)場通過R232接口下載數(shù)據(jù)。
4：具有在上位機(jī)上在線實(shí)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(jù)下載功能。
5：可現(xiàn)場在數(shù)據(jù)管理主控機(jī)上自由設(shè)置采樣頻率及調(diào)校時鐘。
6：穩(wěn)定性好。傳感器自主研發(fā)，精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)抗環(huán)境力強(qiáng)
7：泥沙含量采集儀的3D結(jié)構(gòu)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(jìn)入管道，經(jīng)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(jù)流量傳感器得到的流速經(jīng)過計(jì)算得出實(shí)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(jù)送給處理器C經(jīng)處理后得到泥沙含量,得到數(shù)據(jù)后傳感器D把內(nèi)部樣品由B2排出為下次采樣做好準(zhǔn)備.處理器C通過485或串口輸出外部設(shè)備.
2.3：液位流量傳感器
依據(jù)監(jiān)測流域區(qū)實(shí)際徑流情況修建量水堰，超聲波測量量水堰水位高度精度可達(dá)1mm，利用量水堰公式計(jì)算流量。所提供的軟件包含了若干常用的量水堰計(jì)算公式，包括巴塞爾堰、三角堰、矩形堰和三角/矩形復(fù)合堰的計(jì)算公式?？梢酝ㄟ^管理軟件修改相關(guān)參數(shù)，以提高計(jì)算精度。
（泥沙自動監(jiān)測儀---控制站布點(diǎn)圖)
三、 系統(tǒng)基本組成
| 序號 | 產(chǎn)品名稱 | 型 號 | 配 置 詳 述 | 數(shù) 量 |
| 1 | 河道產(chǎn)流自動收集系統(tǒng) | JZ-HW1 | 分體式三層水位自動收集設(shè)備
(包含；自帶浮箱、自動液位控制器，吸泥沙泵3個) | 1 |
| 2 | 河道產(chǎn)流泥沙含量自動分析系統(tǒng)(設(shè)備自動數(shù)據(jù)采集器) | JZ-HY3 | 7寸寬溫全彩觸摸屏；數(shù)據(jù)自動存儲、設(shè)置屏參、數(shù)據(jù)顯示：瞬時水樣計(jì)量、水樣積累、泥沙含量、泥沙累積含量 | 1 |
| 3 | GPRS數(shù)傳終端 | JZ-GPRS | 移動、聯(lián)通、電信三網(wǎng)通用 | 1 |
| 4 | 河道產(chǎn)流自動控制系統(tǒng) | JZ-HW1 | 不鋼智能強(qiáng)電柜1個備包含：智能控制器1個，繼電器1個，線纜一批立按鍵等。
可現(xiàn)場實(shí)時控制系統(tǒng)運(yùn)行、河道產(chǎn)流水樣采集。 | 1 |
| 5 | 河道產(chǎn)流自動監(jiān)測軟件 | 標(biāo)配 | Windows平臺軟件；實(shí)現(xiàn)：數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)曲線、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、遠(yuǎn)程控制等 | 1 |
| 6 | 附件 | 標(biāo)配 | 說明書、軟件光盤、合格證、保修卡、管道、線纜、防護(hù)繩等配件 | 1 |
四：系統(tǒng)參數(shù)性能
4.1參數(shù)
1、 泥沙含量：0.5—1000KG/立方米，
相對誤差小于5%。
2、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；
流量范圍：0.1-5500ml/s，
測量誤差小于5%。
3、超聲波流量傳感器：
液位量程：3米
液位測量精度：0.5%
4、通訊：RJ45/232/485接口，本機(jī)數(shù)據(jù)存儲
5、數(shù)顯：中文LCD屏帶背光
6、供電方式：220V交流/12V直流并存(可選太陽能供電)
7、功率：小于5瓦
8、應(yīng)用溫度范圍：
存放：-40—80度
工作：0(不結(jié)冰)—60度
9、工作壽命：大于八年。
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