一、 仪器用途

本产品应用于卡口站的水土流失自动监测，满足水土保持科研、管理、生产实际中水土保持主要相关参量的观测。可以根据需要，提供下列实时、准确的数据：

l 降雨量、降雨历时、雨强随时间的变化；

l 小流域产流量、水流含沙量、流域产沙量/输沙量及其随时间的变化；

l 小河流水流（表层、中层、底层）含沙量；

l 系统以实时在线状态进行动态（表层、中层、底层）监测；

l 系统任意招测不同水层的含沙量

l 大量数据的采集与存储；

l 测量数据的汇总、报表；

l 通过计算机网络/GPRS/本地数据存储卡，进行测量数据传输获取。

二、 仪器原理

 2.1概述

小流域的水保监测控制站系统由水土流失自动监测站工作管理/数据采集存储主控机、含沙量测量传感器、超声波水位测量传感器组件、雨量计组成。由雨量计测量降雨强度及其随时间的变化和总的降雨量与降雨历时。超声波水位测量传感器组件自动测量水位变化；通过中心控制计算机软件及参数设置计算随时间变化的径流流量，得到径流流量的实时变化过程。在筒式测量传感器设计中，根据低、常水位和高水位的液位变化特征，在径流剖面垂直分布多个泥沙测量口（标准系统配置3个传感器），测量径流断面含沙量的梯度分布。

通过断面泥沙含量及梯度分布以及由量水堰得到的流量，计算获得径流输沙量。通过工作管理/数据存储软件和主控机控制管理各个传感器测量得到的泥沙含量、径流量、降雨量的过程数据并进行数据的存储，并在有请求时通过moden向管理监测中心远程无线传输测量数据。

系统框架图如下：

  图1系统框架图

数据采集管理主控机采用工业控制级标准，含ARM处理器开发的智能控制管理、数据采集/存储的控制器。系统可在太阳能电池支持下工作。正常情况下，系统处于休眠状态。在有降雨或径流产生时，系统自动上电启动，各传感器开始工作，系统按照设定的工作要求测量、采集存储传感器数据。系统自备硬盘，可以存储大量数据。通过通讯口可实时动态向上位计算机机传输各传感器测量结果。也可以应上位计算机的要求，向上位计算机发送存或清除存储的数据。上位计算机可以显示转换后的降雨量、泥沙含量、径流量、输沙量的过程数据和的历史记录数据。并可以生成Excel表格。

2.2泥沙测量仪（JZ-CGNS1型）

1：可实现多路径流泥沙含量及流量进行实时连续测量、数据传输及数据分析处理。  

2：全天候无人值守，自动测量存储数据。   

3：工作管理数据采集存储主控机可本地存储大量数据，可在现场通过R232接口数据。  

   4：具有在上位机上在线实时监测、显示各测量参数动态过程及曲线、历史数据功能。  

5：可现场在数据管理主控机上自由设置采样频率及调校时钟。  

6：稳定性好。传感器自主研发，高、稳定性强抗环境干扰能力强 

7：泥沙含量采集仪的3D结构图 

1:径流管   2:采样管   3:流量传感器    4:采样管电磁阀    5:样品槽  6:液位保持器   7:液位传感器    8:样品槽支架   9:泄水电磁阀   10:排水管  

8：本传感器工作原理流程:

水体由A1进入管道，经A2流出并推动流量传感器，部分水体从A3排出,处理器C根据流量传感器得到的流速经过计算得出实时流量，B1采集到地表水体送入称重传感器,传感器D把收集到的数据送给处理器C经处理后得到泥沙含量,得到数据后传感器D把内部样品由B2排出为下次采样做好准备.处理器C通过485或串口输出外部设备.