水土流失自動監測站BN-STJC108主要是由工作管理/數據采集存儲主控機、含沙量測量傳感器、地表流量傳感器組件、雨量計組成。由雨量計測量降雨強度及其隨時間的變化和總的降雨量與降雨歷時。地表流量傳感器組件自動測量地表流量，通過中心控制計算機軟件及參數設置計算隨時間變化的地表徑流流量，得到徑流流量的實時變化過程。含沙量測量傳感器在系統設計中，根據雨量/徑流變化特征，在徑流垂直分布泥沙測量口，實時測量徑流含沙量。

采用工業控制級標準，含ARM處理器開發的智能控制管理、數據采集/存儲的控制器。系統可在太陽能電池支持下工作。正常情況下，系統處于休眠狀態。在有降雨或徑流產生時，系統自動上電啟動，各傳感器開始工作，系統按照設定的工作要求測量、采集存儲傳感器數據。系統自備硬盤，可以存儲大量數據。通過通訊口可實時動態向上位計算機機傳輸各傳感器測量結果。也可以應上位計算機的要求，向上位計算機發送存或清除存儲的數據。上位計算機可以顯示轉換后的降雨量、泥沙含量、徑流量、輸沙量的過程數據和下載的歷史記錄數據。并可以生成Excel表格。

卡口站水土流失自動監測儀系統 徑流場泥沙流自動監測系統

1、儀器用途

  本產品應用于滿足水土保持科研、管理、生產實際中水土保持主要相關參量的觀測。可以根據需要，提供下列實時、準確的數據：

降雨量、降雨歷時、雨強隨時間的變化；

小流域卡口站產流量、水流含沙量、流域產沙量/輸沙量及其隨時間的變化；

野外徑流小區徑流流量、徑流泥沙含量、徑流輸沙量，及其上述參數隨時間的變化；

室內人工模擬降雨坡面產流的流量、水流含沙量、徑流輸沙量及其隨時間的變化；

河流水流含沙量；

系統以實時在線狀態進行動態監測；

大量數據的采集與存儲；

測量數據的匯總、報表；

通過計算機網絡進行測量數據的有線（固定電話）獲取。

2、儀器原理

  2.1概述

該水土流失自動監測系統由自主開發的水土流失自動監測系統工作管理/數據采集存儲主控機、含沙量測量傳感器、水位測量組件、單體式和復合式量水堰組成。

在流域的出水口建立量水堰，自動測量水位變化，通過中心控制計算機軟件中量水堰模型庫及參數設置計算隨時間變化的徑流流量，

得到徑流流量的實時變化過程。用于小流域的監測站系統，在徑流剖面垂直分布多個泥沙測量傳感器（標準系統配置4個傳感器），

測量徑流斷面含沙量的梯度分布。系統具備多獲取6通道數據的能力。通過斷面泥沙含量及梯度分布以及由量水堰得到的流量，

計算獲得徑流輸沙量。通過工作管理/數據存儲軟件和主控機控制管理各個傳感器測量得到的泥沙含量、徑流量、降雨量的過程數據并進行數據的存儲，

并在有請求時通過由Modem和通信線路（電話網絡）向管理監測中心遠程傳輸測量數據。

數據采集管理主控機采用工業控制級標準，含MPU開發的智能控制管理、數據采集/存儲的控制器。系統可在市電和太陽能電池（含備電）支持下工作。

正常情況下，系統處于休眠狀態。在有降雨或徑生時，系統自動上電啟動，各傳感器開始工作，系統按照設定的工作要求測量、采集存儲傳感器數據。

系統自備硬盤，可以存儲大量數據。通過通訊口可實時動態向上位計算機機傳輸各傳感器測量結果。也可以應上位計算機的要求，

向上位計算機發送存或清除儲存的數據。上位計算機可以顯示轉換后的降雨量、泥沙含量、徑流量、輸沙量的過程數據和下載的歷史記錄數據。

并可以打印報表。

2.2泥沙測量傳感器

光在光學性質不同的物(非均勻介)質中具有下列衰減規律： 

式中L為光通過的介質厚度，α為光強衰減系數，I0為通過介質前的光強，I（L）為通過厚度為L的介質后的光強。

由上式可以得出下式： 

其中α僅和含沙量密切相關。

測出透過一定距離(L)的泥沙水的光強I（L），通過介質前的光強I0,用已知濃度的泥沙水進行標定，制成光電式含沙量探測器。

具有使用方便、小巧、穩定，易于使用等優點。

泥沙水通過槽間距為2厘米，光電式含沙量測量傳感器對不同土壤測量率定實驗結果表明，在含沙量0~400 kg/m3范圍內，

測量精度誤差小于5%。

2.3液位測量傳感器

依據監測流域區實際徑流情況修建量水堰，測量量水堰水位高度，利用量水堰公式計算流量。

所提供的軟件包含了若干常用的量水堰計算公式，包括三角堰、矩形堰和三角/矩形復合堰的計算公式。

可以通過管理軟件修改相關參數，以提高計算精度。

3、系統基本組成

1.工作管理/數據存儲主控機（1臺）

2.太陽能電源/備電模塊（一套）

3.液位計（1套）

4.含沙量測量傳感器（4個）

5.中心控制計算機數據下載管理分析軟件（一套）

6.Modem遠程數據傳送部件（1個）

7.監測站控制管理軟件（1套）

4、系統參數性能

4.1參數

⑴ 含沙量測量采樣間隔2—99分鐘，可調。

⑵ 光電含沙量測量傳感器：

  測量范圍：0—30 kg/m3，測量誤差小于0.3kg/m3

  測量范圍：30—250 kg/m3，測量誤差小于4kg/m3

  測量范圍：0—1000 kg/m3，測量誤差小于17kg/m3

⑶ 小流域卡口站量水堰水測量誤差小于0.1厘米，

測量行程0—1.6米，量水堰流量計算模型予存軟件中。

 徑流實驗觀測場：3—3000毫升/秒

⑸ 功率：小于5瓦。

⑹ 體積：

主控機 23*11*430cm

   光電含沙量測量傳感器：50*70*230mm

⑺ 應用溫度范圍：

存放：-40—80度

   工作：0(不結冰)—60℃

⑻ 儀器整機（含各傳感器）工作壽命：大于八年。

4.2性能

⑴ 全天候無人值守，自動測量存儲：徑流量、徑流含沙含量、輸沙量、降雨強度、降雨量。

⑵ 供電：實時數據自動采集、存儲可斷電工作7天。

⑶ 水土流失自動監測站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；或在有遠程請求時通過Modem向管理中心傳輸數據。

⑷ 太陽能供電，平時無降雨或徑流時常規狀態為省電休眠狀態。

⑸ 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。

⑹ 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。

⑺ 中心控制計算機軟件可以根據采集到的數據繪制雨強、徑流、泥沙含量、，制表，計算降雨量小值，場次，徑流量，入滲量，水土流失量等。

⑻計算機內已預存主要量水堰計算模型，由使用者選擇確定。

⑼一套主機可同時支持12/6套 泥沙含量/徑流量傳感器