本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，屬于水利試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)主要包括水文氣象測(cè)量?jī)x器組、轉(zhuǎn)換模塊以及控制服務(wù)器三部分；所述各部分之間通過(guò)信號(hào)線連接，其中，測(cè)量?jī)x器組用于直接測(cè)量降雨、徑流、泥沙濃度各水文氣象數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)以電流或電壓的形式輸出；轉(zhuǎn)換模塊用于將電流或電壓等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的滿足RS-232通訊協(xié)議的數(shù)字信號(hào)；控制服務(wù)器用于對(duì)轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行接收和處理。本發(fā)明專利技術(shù)可提高徑流試驗(yàn)站中各種參數(shù)觀測(cè)的自動(dòng)化水平，保證數(shù)據(jù)測(cè)量的穩(wěn)定性，為數(shù)據(jù)的查詢、利用與共享提供有效的技術(shù)平臺(tái)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于水利試驗(yàn)領(lǐng)域，特別涉及徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
由于降雨形成的地表徑流對(duì)土壤產(chǎn)生的侵蝕作用稱為水力侵蝕。水力侵蝕通常帶走大量地表土壤從而造成水土流失。在中國(guó)大部分地區(qū)，特別在山區(qū)、丘陵地帶，水力侵蝕是造成水土流失的主要原因。在很多水土流失嚴(yán)重的地區(qū)，為了探索水土流失規(guī)律，研究水土流失的防治措施，需要在當(dāng)?shù)卦O(shè)立徑流試驗(yàn)站，進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)觀測(cè)。目前的徑流試驗(yàn)站多沿用傳統(tǒng)的測(cè)量方法對(duì)降雨、徑流、含沙量及其他水文氣象參數(shù)進(jìn)行測(cè)量降雨通過(guò)雨量計(jì)進(jìn)行測(cè)量；在徑流流量測(cè)量時(shí)，在試驗(yàn)站中設(shè)立徑流觀測(cè)池，采用自記水位計(jì)或者人工記錄的方式對(duì)徑流觀測(cè)池中的水位數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再通過(guò)徑流觀測(cè)池的容積-水位曲線以及水位變化過(guò)程換算出徑流流量；測(cè)量含沙量時(shí)，在徑流觀測(cè)池中對(duì)水沙進(jìn)行混合物取樣，對(duì)采集的樣本烘干進(jìn)行含沙量計(jì)算，由于工作量較大而且現(xiàn)場(chǎng)工作人員較少，多數(shù)徑流試驗(yàn)站對(duì)一次降雨徑流過(guò)程多只測(cè)一次平均含沙量，沒有隨徑流的變化過(guò)程的含沙量；其他如氣溫、蒸發(fā)等水文氣象數(shù)據(jù)也多是采用人工記錄，再印刷成冊(cè)存儲(chǔ)。由于數(shù)據(jù)觀測(cè)需要大量人工參與，即使采用自計(jì)水位計(jì)和自計(jì)雨量計(jì)記錄的數(shù)據(jù)也要通過(guò)人工讀數(shù)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理，數(shù)據(jù)的采集、讀取、傳輸以及存儲(chǔ)過(guò)程通常效率較低，測(cè)量可靠度不穩(wěn)定。因此，需要建立一套用于徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，提高徑流試驗(yàn)站中各種參數(shù)觀測(cè)的自動(dòng)化水平，保證數(shù)據(jù)測(cè)量的穩(wěn)定性，為數(shù)據(jù)的查詢、利用與共享提供有效的技術(shù)平臺(tái)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，可提高徑流試驗(yàn)站中各種參數(shù)觀測(cè)的自動(dòng)化水平，保證數(shù)據(jù)測(cè)量的穩(wěn)定性，為數(shù)據(jù)的查詢、利用與共享提供有效的技術(shù)平臺(tái)。本專利技術(shù)提出的一種用于徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要包括水文氣象測(cè)量?jī)x器組、轉(zhuǎn)換模塊以及控制服務(wù)器三部分；所述各部分之間通過(guò)信號(hào)線連接，其中，測(cè)量?jī)x器組用于直接測(cè)量降雨、徑流、泥沙濃度各水文氣象數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)以電流或電壓的形式輸出；轉(zhuǎn)換模塊用于將電流或電壓等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的滿足RS-232通訊協(xié)議的數(shù)字信號(hào)；控制服務(wù)器用于對(duì)轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行接收和處理。所述水文氣象測(cè)量?jī)x器組主要包括多個(gè)翻斗式雨量計(jì)，多個(gè)電磁流量計(jì)，多個(gè)泥沙濃度計(jì)，其中，翻斗式雨量計(jì)用于測(cè)量降雨量，并以電壓的形式將降雨量數(shù)據(jù)輸出，電磁流量計(jì)與泥沙濃度計(jì)分別用于測(cè)量徑流量和泥沙濃度，并將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以電流的形式輸出； 所述轉(zhuǎn)換模塊主要由多個(gè)脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，多個(gè)電流式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊組成，其中，脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入端口分別與各翻斗式雨量計(jì)連接，將翻斗式雨量計(jì)采集的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；電流式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口分別與各電磁流量計(jì)、各泥沙濃度計(jì)相連接，將電磁流量計(jì)和泥沙濃度計(jì)采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；各通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端與各電流式及脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接，各通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊信號(hào)輸出端均與控制服務(wù)器連接，用于將電流式和脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的RS-485格式信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS-232信號(hào)輸入到控制服務(wù)器中。本專利技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)及有益效果本專利技術(shù)的特點(diǎn)在于通過(guò)一種徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)徑流試驗(yàn)站中的各項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)的采集、傳輸、儲(chǔ)存進(jìn)行自動(dòng)化管理，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全天候不間斷、高精度和高時(shí)間分辨率的測(cè)量，節(jié)省了大量的人工勞動(dòng)，提高了測(cè)量效率，保證了數(shù)據(jù)測(cè)量的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的查詢、利用和共享能力，具有重要的生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值及推廣應(yīng)用前景。附圖說(shuō)明圖I為本專利技術(shù)的一種用于徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)的一種用于徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本專利技術(shù)提出的用于徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要包括水文氣象測(cè)量?jī)x器組、轉(zhuǎn)換模塊以及控制服務(wù)器三部分；上述各部分之間通過(guò)信號(hào)線連接，其中，測(cè)量?jī)x器組用于直接測(cè)量降雨、徑流、泥沙濃度各水文氣象數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)以電流或電壓的形式輸出；轉(zhuǎn)換模塊用于將電流或電壓等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的滿足 RS-232通訊協(xié)議的數(shù)字信號(hào)；控制服務(wù)器用于對(duì)轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行接收和處理。上述裝置各部分的具體實(shí)施方式及功能結(jié)合附圖分別說(shuō)明如下本專利技術(shù)提出的用于徑流試驗(yàn)站的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施例總體結(jié)構(gòu)如圖I所示，其中水文氣象測(cè)量?jī)x器組I主要包括三翻斗式雨量計(jì)5-1、5-2、5-3，兩個(gè)電磁流量計(jì)7-1、7-2，三個(gè)泥沙濃度計(jì)9-1、9-2、9-3，其中，翻斗式雨量計(jì)5_1、5_2、5_3設(shè)置在徑流試驗(yàn)站無(wú)遮擋的高處用于測(cè)量降雨量，并以電壓的形式將降雨量數(shù)據(jù)輸出，電磁流量計(jì)7-1、7-2與泥沙濃度計(jì)9-1、9-2、9-3安裝在所觀測(cè)流域的徑流流量管道內(nèi)分別用于測(cè)量徑流量和泥沙濃度，并將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以電流的形式輸出。測(cè)量?jī)x器組I中，各種測(cè)量?jī)x器的型號(hào)及數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際測(cè)量需要任意選擇。本實(shí)施例選用的翻斗式雨量計(jì)為SL3-1型遙感雨量傳感器，電磁流量計(jì)DN20和DN80型號(hào)各一臺(tái)；泥沙濃度計(jì)的型號(hào)為RS-1000，各儀器可以全天候不間斷對(duì)水文氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。本專利技術(shù)的轉(zhuǎn)換模塊2主要由脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6-1、6-2、6-3，電流式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8-1、8-2、10-1、10-2、10-3和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊3-1、3-2、3-3組成，其中，脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6-1、6-2、6-3輸入端口分別與翻斗式雨量計(jì)5-1、5-2、5-3連接，將翻斗式雨量計(jì)5-1、5-2、5-3采集的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；電流式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口8-1、8-2與電磁流量計(jì)7-1、7-2相連接，將電磁流量計(jì)7-1、7-2采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；電流式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口 10-1、10-2、10-3與泥沙濃度計(jì)9-1、9-2、9-3相連接，將泥沙濃度計(jì)9-1、9-2、9-3采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊3-1、 3-2、3-3的信號(hào)輸入端與各電流式及脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接，各通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊信號(hào)輸出端與控制服務(wù)器4連接，通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊3-1、3-2、3-3用于將電流式和脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的RS-485格式信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS-232信號(hào)。一個(gè)電流式或脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和一個(gè)通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的端口數(shù)量是一定的，因此各模塊的使用數(shù)量應(yīng)根據(jù)徑流試驗(yàn)站所需設(shè)置的測(cè)量?jī)x器的臺(tái)數(shù)和模塊端口的數(shù)量共同確定。本實(shí)施例中，采用了 5個(gè)BP7017電流式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，3個(gè)BP7052脈沖電壓式模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和3個(gè)BP7520通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，各模塊的端口數(shù)均為8通道。本實(shí)施例的控制服務(wù)器4為個(gè)人計(jì)算機(jī)，由于計(jì)算機(jī)需要全天候不間斷進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、換算、可視化和存儲(chǔ)，其配置應(yīng)滿足CPU性能不低于Intel奔騰4處理器、內(nèi)存不低于 512M、主板配備標(biāo)準(zhǔn)串口卡、操作系統(tǒng)版本不低于Windows XP，計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝控制程序，控制程序的功能為通過(guò)計(jì)算機(jī)串口依次讀取、轉(zhuǎn)換、可視化和存儲(chǔ)每個(gè)測(cè)量?jī)x器的觀測(cè)數(shù)據(jù)， 通過(guò)重復(fù)不間斷執(zhí)行上述命令過(guò)程，即可實(shí)現(xiàn)水文氣象數(shù)據(jù)的全天候不間斷存儲(chǔ)；由于計(jì)算機(jī)依次對(duì)單個(gè)測(cè)量?jī)x器完成一次讀取、轉(zhuǎn)換、可視化和存儲(chǔ)操作的時(shí)間極短(小于I秒)， 因此，當(dāng)測(cè)量?jī)x本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李丹勛，姜曉明，陳啟剛，任海濤，王興奎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：清華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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