該設備是基于降雨條件下，能自動測定坡面小區入滲、壤中流數據的綜合儀器。系統能多路對徑流泥沙含量及流量同時進行連續測量、分析處理及傳輸。
 

（實地安裝）

制作成鋼槽式樣的徑流量自動收集器，能滿足在面侵蝕降雨模擬試驗中，對同一徑流模擬小區的多個徑流堰口的同時監測，系統包括：變坡鋼槽體、泥沙傳感器、雨量傳感器、數據傳輸系統、控制管理軟件等。能為科學觀測小區水土流失提供更為準確的數據。

特點：

（1）結構設計的合理。其中，變坡鋼槽體，由槽身、地表徑流堰口收集器、壤中流收集管路、入滲收集管路組成。泥沙傳感器由泥沙流量變送器及特制的容腔組成。這些設備結合控制端及信號傳輸系統，可相對精確的對徑流量、徑流含沙量、壤中流流量、入滲量進行采集。所得結果，能對水土流失動態的監測數據評價，做科學的分析依據。

（2）泥沙流量變送器采用分體式設計，將流量測量直接置于電子堰口，總徑流量精確；另外，泥沙含量采集在出水口處，方便設備查看操作。

         

二．系統結構組成 

2.1 變坡鋼槽體（不提供、需另外定制；）

A 槽身：

槽身材料為船用鋼板，尺寸為4*8m，可以模擬中型大小約為30平米的降雨模擬實驗；變坡角度*大40度，能滿足南方多雨條件下紅壤及石漠化近似陡坡侵蝕實驗。如下圖：

B “壤中流”收集管路：

（可直接地埋于鋼槽內或徑流小區）制作成1m間距的上下分為3層的管路布設狀，可以滿足在坡度變化情況下，對不同地下高層點水流的均勻收集。X方向的管路為收集管，表面開孔；y方向為輸水管，表面封閉。

管路材料為PVC，內腔相對清潔，不生銹；其表面開孔，敷裹100目左右尼龍紗布，鋼線扎實。

如下圖：

                      (壤中流管路視圖A)
 

                      (壤中流管路視圖B)
 

                       (壤中流管路視圖C: 開孔管設計)
 

C “入滲量”收集管路：

制作成1m正方形間距的PVC管路布設狀，三通上連接圓形滲水孔，孔面有100目不銹鋼絲網。布局可以滿足在坡度變化下，對入滲量的均勻收集。

管路布設后，以輕質材料重填管間空隙，壓實，表層再做防水處理。

如下圖：

D 徑流堰口：

堰口為連接槽身內腔中管路的出水口。在鋼槽正前端開孔，按照水水量做DN25~50不等的圓形口。

如下圖示意：

2.2 控制系統

A 主控機：

數據采集管理器（主控機）：可存儲徑流、壤中流、入滲量數據，并將這些數據發送至計算機。數據采集管理主控機后面板有電源、備電、RJ45網絡通訊接口、保險絲、電源開關及各自相對應的接插件。前面板上共有五個鍵，從左到右分別為“設置”、“<”、“>”、“*”和“啟動”。其中“設置”鍵為密碼設置，每次操作前都要輸入密碼，防止不相關人員操作對系統工作狀態的影響。“<”、“>”代表操作光標的移動及移動方向，同時“>”還代表確認鍵。“*”代表數字鍵，每按一次則意味著“+1”。“啟動”鍵代表開始測量,就是說只要儀器是在操作狀態，按“啟動”鍵，則立即進行測量。
 

具體使用操作方法為：

1.將泥沙流量變送器與數據采集管理主控機對應位置連接好，檢查無誤后打開電源。主控計算機液晶屏背光點亮，并顯示菜單。

2.按控制面板上“設置”鍵，屏幕顯示“****”，按“>”和“*”鍵入“3311”，按“>”確認。

3.設置年（2000~2099）、月（01~12）、日（01~31）。

4.設置測量間隔時間，字符“N”后4位為測量時間間隔（單位為秒），數值（000~999）可調，調節方式同上。調節完后，按“>”至*后一位確認。

5.按“啟動”鍵，儀器開始工作.。

B 分析軟件：

開發的分析軟件運行環境為winxp/win7，可對徑流流量、壤中流、入滲等數據進行自動采集管理。
 

1、系統軟件的安裝：運行安裝光盤中的setup.exe文件自行安裝，安裝序列號（serial）為“zzz”, 系統將在桌面自動生成“泥沙流量實驗儀(2006)”快捷圖標。

2、雙擊“泥沙流量實驗儀(2006)”快捷圖標運行系統后進入圖4.1的主界面，

使用說明：

“本地數據”項：查詢，用于打開一個數據文件。查詢數據用于按當前所選起始時間，終止時間更新屏幕顯示內容。

“下位機”項：包括“下位機操作”及“設置計算參數”。“下位機操作”可對下位機進行各種操作。

單擊“下位機操作”選項，彈出通信對話框如圖4.2所示：

                             圖  4.2
 

“數據文件名稱”顯示存儲實驗數據的文件名；

“設置數據計算參數”用于設置泥沙含量及流量計算參數。

“歷史數據接收”用于實驗完成后由數據采集管理器向算機傳輸數據。

“實時數據接收”用于計算機現場實時接收數據；

“更改密碼”用于更改系統密碼，初始密碼為“1111”。

“讀下位機時間”用計算機讀取并顯示下位機的時鐘。

“刪除數據”用于刪除數據采集管理器中存儲的歷史數據。

“下位機校時”可通過計算機更改校對下位機時鐘。

“采樣間隔”可設置讀取實驗數據的間隔時間，區間為：20——300秒；

“下位機檢測”用于檢測下位機的工作狀態及性能。

查詢、下位機操作及設置計算參數均設有獨立快捷鍵

  工具鍵：包括導入數據文件，導出數據文件，打印。

  版本：當前軟件的版本號

三．性能指標
性能：

可實現同時對多路徑流量及壤中流、入滲量進行實時連續測量、數據傳輸及數據分析處理。

（1）全天候無人值守，自動測量存儲數據。

（2）工作管理數據采集存儲主控機可本地存儲大量數據，可在現場通過R232接口下載數據。

（3）具有在上位計算機上在線實時監測、顯示各測量參數動態過程及曲線、歷史數據下載功能。

（4）可現場在數據管理主控機上自由設置采樣頻率及調校時鐘。
 

參數：

（1）泥沙含量靈敏度：1公斤/立方米

（2）入滲、壤中流量：3—5000毫升/秒，相對誤差小于5%

（3）徑流流量：3—4500毫升/秒，相對誤差小于3%

（4）采樣頻率：20—300秒