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本發(fā)明涉及水土流失監(jiān)測設備，具體涉及一種水土保持徑流泥沙取樣設備。
背景技術：
1、隨著全球氣候變化和人類活動加劇，水土流失已成為威脅生態(tài)安全的核心問題。徑流泥沙監(jiān)測是水土保持工作的核心環(huán)節(jié)，其數據準確性直接影響流域治理方案的制定。在對徑流泥沙監(jiān)測時，常需要對徑流泥沙進行取樣，通過徑流底部泥沙狀況能準確地分析出該徑流流域內水土流失的狀況。
2、在對地表徑流也即河流底部的泥沙進行取樣時，需要使用到泥沙取樣設備，現有的泥沙取樣設備大都具備取樣桿和取樣管這兩個部件，利用取樣桿將取樣管插進河底的泥沙中，從而完成對河底泥沙的取樣操作。由于一般情況下，河流水流流速越大，流域內的水土流失現象就越為嚴重，然而受制于取樣設備所處的工作環(huán)境一般都是水流流速較大的河流，這就存在以下問題，例如在水流流速≥3m/s的河道中，采用直徑20cm的取樣管取樣時，取樣桿承受的水流沖擊力可達200n以上，超過了普通鋁合金材料（屈服強度110mpa）的承載極限，從而使得取樣桿會發(fā)生一定的彎曲。在工程案例中：黃河潼關水文站2023年實測數據顯示，傳統取樣桿在洪峰期最大形變量達12cm，導致取樣位置偏差過大。取樣位置偏差過大會造成泥沙分析失真，直接影響侵蝕模數計算精度，從而影響后續(xù)水土流失監(jiān)測分析結果的準確性。
技術實現思路
1、本發(fā)明的目的是克服現有技術中的問題，提供了一種水土保持徑流泥沙取樣設備，能抵消河流壓力的作用下所造成的取樣管的在水平方向的偏移量，從而保證取樣管取樣位置的精確性。
2、本發(fā)明提供了一種水土保持徑流泥沙取樣設備，包括取樣管和取樣桿，所述取樣管連接于所述取樣桿的下端，還包括：
3、檢測部，包括深度檢測儀和水流流速檢測儀，所述深度檢測儀設于所述取樣管的底端，深度檢測儀用于檢測取樣管插入河面的深度，所述水流流速檢測儀用于檢測河流的水流流速；
4、支撐部，漂浮于河面上，所述支撐部設有長條形的第一通槽，所述取樣桿穿過第一通槽，第一通槽內壁設有第一滑塊，取樣桿上設有沿取樣桿長度方向的凹槽；所述第一滑塊滑動連接于凹槽內；
5、驅動機構，設于所述支撐部上，所述驅動機構與所述取樣桿連接，驅動機構用于驅動取樣桿繞第一滑塊轉動；
6、控制器，與所述深度檢測儀和驅動機構連接，所述控制器根據取樣桿的剛度、水流流速、取樣管插入河面的深度、取樣桿的直徑以及取樣管的直徑和長度計算取樣桿的形變量，然后根據取樣桿的形變量計算取樣管沿河流流向方向的偏移量，控制器根據偏移量控制驅動機構動作，以驅動取樣桿和取樣管轉動，直至取樣管轉動至所述第一滑塊的正下方。
7、較佳地，所述支撐部上連接有豎直方向的連接孔，所述連接孔內轉動連接有轉盤，所述第一通槽和驅動機構均設于轉盤上，所述轉盤的下端設有導向板，所述導向板所在平面與第一通槽的長度方向平行，導向板插入河面內，導向板在河流的驅動下，能驅動轉盤轉動至第一通槽的長度方向與河流的流向平行。
8、較佳地，所述驅動機構包括驅動塊和絲桿，所述轉盤上設有支架，所述驅動塊滑動連接于所述支架上，驅動塊上設有第二通槽和螺紋孔，所述第二通槽與第一通槽平行設置，第二通槽內壁設有第二滑塊，所述第二滑塊沿凹槽長度方向滑動連接于所述凹槽內，第二滑塊能通過凹槽驅動取樣桿繞第一滑塊轉動，所述絲桿與支架轉動連接，絲桿與第一通槽平行設置，絲桿與驅動塊上的螺紋孔連接。
9、較佳地，所述水流流速檢測儀包括第一流速傳感器，所述第一流速傳感器設于取樣管上，第一流速傳感器用于檢測取樣管所處深度的水流流速，所述絲桿上連接有動力裝置，所述控制器與所述第一流速傳感器和動力裝置連接，控制器根據取樣管所處深度的水流流速、取樣桿的剛度、取樣管插入河面的深度、取樣桿的直徑以及取樣管的直徑和長度，控制動力裝置動作，以驅動取樣桿轉動，以使取樣管處于所述第一滑塊的正下方。
10、較佳地，所述水流流速檢測儀還包括第二流速傳感器，所述第二流速傳感器設于導向板上，第二流速傳感器用于檢測河面處的水流流速，控制器根據河面處的水流流速、取樣管所處深度的水流流速、取樣桿的剛度、取樣管插入河面的深度、取樣桿的直徑以及取樣管的直徑和長度，控制動力裝置動作，以驅動取樣桿轉動，以使取樣管處于所述第一滑塊的正下方。
11、較佳地，所述轉盤上設有伸縮機構，所述伸縮機構與所述第一滑塊連接，所述伸縮機構用于驅動第一滑塊沿取樣桿的徑向運動，從而將取樣桿與第一滑塊卡緊。
12、較佳地，所述驅動塊連接有配重塊，當河流為靜止狀態(tài)且取樣桿處于豎直狀態(tài)時，所述配重塊的重心處于取樣桿的軸心處，當驅動塊驅動取樣桿轉動，從而驅動取樣管朝向第一通槽的一端運動時，驅動塊驅動配重塊朝向第一通槽的另一端運動，配重塊用于防止支撐部發(fā)生偏斜。
13、較佳地，所述支撐部為盤狀結構。
14、較佳地，所述支撐部由蜂窩板制成。
15、較佳地，所述取樣桿和取樣管可拆卸連接。
16、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種水土保持徑流泥沙取樣設備，根據取樣桿的剛度、取樣桿所受壓力、取樣管所受壓力以及取樣桿插入河面的長度，便能計算取樣桿的變形情況，從而能計算取樣管沿水平方向的偏移量，控制器根據取樣管在水平方向的偏移量，控制驅動機構動作，由于驅動機構距第一滑塊的間距已知，第一滑塊距取樣管的間距也已知，根據杠桿原理，便能獲知當驅動機構驅動取樣桿繞第一滑塊轉動多少角度時，能抵消取樣管的水平偏移量，從而保證取樣管取樣位置的精確性，保證后續(xù)泥沙樣品分析結果的準確性。
17、通過設置轉盤和導向板，河流會驅動導向板繞轉盤的回轉軸心線偏轉，從而驅動轉盤自轉，轉盤驅動其上的驅動機構和第一通槽轉動，驅動機構驅動取樣桿繞第一滑塊轉動時，能使取樣管的運動方向與河流方向相反，從而達到精確調節(jié)取樣管偏移量的目的，提升取樣管取樣位置的精確性。驅動塊能通過其上的第二滑塊驅動取樣桿遠離取樣管的一端與河流方向同向運動，能在調節(jié)取樣管偏移量的同時，防止驅動機構對取樣桿下探造成影響，從而保證取樣管能精準地下探至河底欲取樣位置。
1.一種水土保持徑流泥沙取樣設備，包括取樣管（101）和取樣桿（102），所述取樣管（101）連接于所述取樣桿（102）的下端，其特征在于，還包括：
2.如權利要求1所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述支撐部（104）上連接有豎直方向的連接孔，所述連接孔內轉動連接有轉盤（201），所述第一通槽（105）和驅動機構均設于轉盤（201）上，所述轉盤（201）的下端設有導向板（202），所述導向板（202）所在平面與第一通槽（105）的長度方向平行，導向板（202）插入河面內，導向板（202）在河流的驅動下，能驅動轉盤（201）轉動至第一通槽（105）的長度方向與河流的流向平行。
3.如權利要求2所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述驅動機構包括驅動塊（301）和絲桿（302），所述轉盤（201）上設有支架（303），所述驅動塊（301）滑動連接于所述支架（303）上，驅動塊（301）上設有第二通槽（304）和螺紋孔，所述第二通槽（304）與第一通槽（105）平行設置，第二通槽（304）內壁設有第二滑塊（305），所述第二滑塊（305）沿凹槽（106）長度方向滑動連接于所述凹槽（106）內，第二滑塊（305）能通過凹槽（106）驅動取樣桿（102）繞第一滑塊（107）轉動，所述絲桿（302）與支架（303）轉動連接，絲桿（302）與第一通槽（105）平行設置，絲桿（302）與驅動塊（301）上的螺紋孔連接。
4.如權利要求3所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述水流流速檢測儀包括第一流速傳感器（5），所述第一流速傳感器（5）設于取樣管（101）上，第一流速傳感器（5）用于檢測取樣管（101）所處深度的水流流速，所述絲桿（302）上連接有動力裝置（402），所述控制器與所述第一流速傳感器（5）和動力裝置（402）連接，控制器根據取樣管（101）所處深度的水流流速、取樣桿（102）的剛度、取樣管（101）插入河面的深度、取樣桿（102）的直徑以及取樣管（101）的直徑和長度，控制動力裝置（402）動作，以驅動取樣桿（102）轉動，以使取樣管（101）處于所述第一滑塊（107）的正下方。
5.如權利要求4所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述水流流速檢測儀還包括第二流速傳感器（401），所述第二流速傳感器（401）設于導向板（202）上，第二流速傳感器（401）用于檢測河面處的水流流速，控制器根據河面處的水流流速、取樣管（101）所處深度的水流流速、取樣桿（102）的剛度、取樣管（101）插入河面的深度、取樣桿（102）的直徑以及取樣管（101）的直徑和長度，控制動力裝置（402）動作，以驅動取樣桿（102）轉動，以使取樣管（101）處于所述第一滑塊（107）的正下方。
6.如權利要求2所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述轉盤（201）上設有伸縮機構（9），所述伸縮機構（9）與所述第一滑塊（107）連接，所述伸縮機構（9）用于驅動第一滑塊（107）沿取樣桿（102）的徑向運動，從而將取樣桿（102）與第一滑塊（107）卡緊。
7.如權利要求3所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述驅動塊（301）連接有配重塊（8），當河流為靜止狀態(tài)且取樣桿（102）處于豎直狀態(tài)時，所述配重塊（8）的重心處于取樣桿（102）的軸心處，當驅動塊（301）驅動取樣桿（102）轉動，從而驅動取樣管（101）朝向第一通槽（105）的一端運動時，驅動塊（301）驅動配重塊（8）朝向第一通槽（105）的另一端運動，配重塊（8）用于防止支撐部（104）發(fā)生偏斜。
8.如權利要求1所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述支撐部（104）為盤狀結構。
9.如權利要求1所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述支撐部（104）由蜂窩板制成。
10.如權利要求1所述的水土保持徑流泥沙取樣設備，其特征在于，所述取樣桿（102）和取樣管（101）可拆卸連接。