(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222415427.0 (22)申请日 2022.09.13 (73)专利权人 中国科学院地理科 学与资源研究 所 地址 100101 北京市朝阳区大屯路甲1 1号 (72)发明人 班云云　徐锡蒙　戚友存　汤秋鸿　 (74)专利代理 机构 北京中和立达知识产权代理 有限公司 1 1756 专利代理师 孟姣 (51)Int.Cl. G01N 1/20(2006.01) G01N 5/00(2006.01) B08B 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种高浓度径流泥沙样品采集系统 (57)摘要 本实用新型涉及一种高浓度径流泥沙样品 采集系统， 该系统包括径流泥沙样品采集盘、 步 进电机、 重力传感器和电器柜； 径流泥沙样品采 集盘用于固定采样容器； 步进电机用于驱动径流 泥沙样品采集盘同步转动， 使采样容器按照预先 设置的时间间隔从当前容器位置转动至下一个 容器位置， 实现泥沙样品自动采集的目的； 重力 传感器用于检测采样容器中的泥沙样品的质量； 电器柜内设置有交直流转换器、 运动驱动器和供 电系统， 供电系统与交直流转换器电连接， 交直 流转换器为系统提供稳定的直流电源； 运动驱动 器用于驱动步进电机的运动。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 218098506 U 2022.12.20 CN 218098506 U 1.一种高浓度径流泥沙样品采集系统， 其特征在于， 所述的高浓度径流泥沙样品采集 系统包括径流泥沙样品采集盘、 步进电机、 重力 传感器和电器柜； 所述的径流泥沙样品采集 盘用于固定采样容器； 所述的步进电机用于驱动所述的径流泥沙样品采集盘同步转动； 所 述的重力 传感器用于检测所述的采样容器中的泥沙样品的质量； 所述的电器柜包括电器柜 设备外壳， 所述的电器柜设备外壳内设置有交直流转换器、 运动驱动器和供电系统， 所述的 供电系统与所述的交直流转换器电连接， 所述的交直流转换器为所述的高浓度径流泥沙样 品采集系统提供 稳定的直 流电源； 所述的运动驱动器用于驱动所述 步进电机的运动。 2.根据权利要求1所述的高浓度径流泥沙样品采集系统， 其特征在于， 所述的径流泥沙 样品采集盘包括上层盘和下层盘， 所述的上层盘和下层盘之间通过钢制矩形柱体连接； 所 述的上层盘起到固定作用， 所述的下层盘起支撑作用。 3.根据权利要求2所述的高浓度径流泥沙样品采集系统， 其特征在于， 所述的上层盘上 设置有多个圆孔， 能够放置多个采样容器。 4.根据权利要求1所述的高浓度径流泥沙样品采集系统， 其特征在于， 所述的径流泥沙 样品采集盘与所述的步进电机之间通过 联轴器连接 。 5.根据权利要求1所述的高浓度径流泥沙样品采集系统， 其特征在于， 所述的电器柜设 备外壳内还设置有 串口服务器， 所述的串口服 务器与所述的运动驱动器连接并进行通讯。 6.根据权利要求1所述的高浓度径流泥沙样品采集系统， 其特征在于， 所述的电器柜设 备外壳内还设置有声音传感器， 用于接收泥沙水样注入上层盘上圆孔内采样容器的声波变 化， 显示声 音的振动变化图像， 确定水样体积。 7.根据权利要求1所述的高浓度径流泥沙样品采集系统， 其特征在于， 所述的高浓度径 流泥沙样品采集系统的采集口内设置有高压水枪， 用于防止泥沙淤积在采集口。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 218098506 U 2一种高浓度径流泥沙样品采集系统 技术领域 [0001]本实用新型涉及泥沙样品采集技术领域， 具体涉及一种高浓度径流泥沙样品采集 系统。 背景技术 [0002]以下内容仅代表发明人自己掌握的背景技术， 并非社会公众能够随时获得的现有 技术。 [0003]土壤侵蚀通常可以概括为径流搬运土壤或泥沙 的行为， 该现象将导致土地退化、 河床和/或水库淤积、 泥石流的发生。 水样含沙量是土壤侵蚀、 水土保持研究和监测等各种 研究的重要定量参数。 为动态土壤侵蚀过程、 野外和实验室试验、 模 型标定和参数估计等提 供基本数据。 在坡面土壤侵蚀和水土流失治理研究中， 径流和泥沙样品的监测和采集过程 往往是重中之重， 在水利水电工程建设、 水文观测预报、 工业取水等方面， 也是一个十分重 要的问题。 为此， 科研工作者在这方面做了大量的研究工作， 提出了许多获取和 测量方法。 [0004]目前土壤侵蚀领域广泛应用的径流监测方法主要有集水池、 多孔分流法、 翻斗法、 量水堰等方法， 但各个方法均有一定的优缺点， 不能全面准确且精细化的监测径流量变化。 泥沙量的监测是土壤侵 蚀研究中最重要的基础数据来源， 它可为土壤侵蚀动力过程的模拟 与研究、 土壤侵 蚀预报模型的建立等提供基础资料， 为监测和预报水土流 失过程、 及时准确 地制定控制水土流失的决策提供科学依据。 因此， 需要基于坡面径流侵蚀系统开发更便捷 的自动化泥沙样品采集和监测仪器。 [0005]现有技术中， 在径流泥沙样品自动化采集方面采用的技 术方案主 要包括： [0006]1)穿缝泥沙采样机(Tracering  Slot Sampler)： 属于一种半自动化式的机械测量 装置， 即在量水堰上安装一个可沿水流横断面左右滑动上下调整的导流槽。 水流可以从导 流槽出口按照一定的间隔流入采样瓶。 一定数目的采样瓶顺序排列在量水堰侧部的传动装 置上。 在初始的状态下， 传动装置 设定了传动时间， 也就确定了采样间隔。 但是实际操作中， 由于不能精确预知天然降雨历时， 采样间隔的设置存在顾此失彼的困难， 往往不能同时满 足采样密度和过程 监测完整性的要求。 [0007]2)Coshocton偏心轮取样器： 是另外一种类型的径流分流装置， 该取样器一般配套 矩形堰和Drop ‑Box堰使用， 原理是通过水流冲击的力量使偏心轮转动。 在轮盘表面沿半径 方向设有槽口， 一部 分径流沿槽口流入轮盘下方的集流盘， 从而收集通过槽口部 分的径流。 轮盘每转一圈， 收集到的流量占总流量的比例为定值， 一般的分流比例小于1％。 理论上， 分 流的比例与轮盘的转数无关， 只与槽口的宽度有关。 实际上， 水流喷射的方向、 大小和堰流 的通路条件等对轮盘的工作都有一定的影响， 特别是在流量较小的情况下， 影响比较明显。 由此， 有的研究者对其做过改进， 即为Coshocton偏心轮取样器安装马达， 从而保证轮盘转 动条件一 致， 但这样明显会增 加成本。 [0008]以上常用的泥沙采集装置通常只针对浓度较低的径流泥沙样品进行采集， 高浓度 泥沙含量可能会堵塞样品采集 瓶入口， 从而导 致获取的泥沙样品浓度不 准确。说　明　书 1/4 页 3 CN 218098506 U 3