产品与技术正文 


土壤侵蚀动力动态变化过程集成系统与技术


  
  该系统包括设置于室外的土壤溅蚀监测系统和降雨监测系统,土壤溅蚀监测系统包括溅蚀盘,设置在溅蚀盘固定平台上,降雨监测系统为2D视频雨滴谱仪(2D-VIDEO-DISTROMETER,2DVD),其设置在雨滴谱仪固定平台上,溅蚀盘和2D视频雨滴谱仪之间的直线距离为3—5m。
  2DVD视频雨滴谱系统是由奥地利JOANNEUM RESEARCH公司与欧洲太空局/欧洲空间技术中心等机构研制的,由室外传感器单元、室外电子单元和室内用户终端三个部分组成。传感器是由摄像头和背光源组成,摄像头将对测量区域的图像进行线形扫描,将采集区域内的图像传到室外电子单元内处理存储,然后发送到室内电脑内使用软件分析。系统时通过两个摄像头对高速运动雨滴进行线形扫描,两个发射器发射的水平光束呈90°,两光束重叠部分为采样区域,当降水粒子穿过采样区域时,能过快速扫描图像来获取降水粒子的速度和三维形象等信息,然后利用体积积分和谱分布的方法,以定性定量来记录和分析降水过程、监测降雨详细情况。

  (1)该项技术的土壤溅蚀监测系统包括三个溅蚀盘,分别为细沙溅蚀盘、未碾磨土溅蚀盘和碾磨土溅蚀盘;用于降雨监测的2D视频雨滴谱仪内设有两套雨滴成像系统,分别为雨滴影像成像系统和立方体形监测井;雨滴谱仪固定平台和溅蚀盘固定平台为水泥或钢架制成的固定平台。
  (2)通过土壤溅蚀监测系统采样得到土壤溅蚀量A;通过2D视频雨滴谱仪采集雨滴个数、雨滴质量和雨滴速度,计算得到采样雨滴动能Ek;计算采样土壤溅蚀量A和采样雨滴动能Ek之间的关系表达式A=f (Ek);对特定区域进行实际土壤溅蚀量预测时,通过视频雨滴谱仪采集实际雨滴参数,计算出实际雨滴动能,并将实际雨滴动能带入表达式A=f (Ek),即可得到实际土壤溅蚀量。
  (3)雨滴动能的计算方法为,式中Ek为雨滴动能,i为雨滴的个数,mi 为第i个雨滴的质量,vi为第i个雨滴的速度。关系表达式A=f (Ek)为A=a + b·EkA,式中,ab为常数,e为指数。

技术指标
  土壤溅蚀监测系统:细沙溅蚀盘、未碾磨土溅蚀盘、碾磨土溅蚀盘
  降雨监测系统:2D视频雨滴谱仪
  2D视频雨滴谱仪各项技术指标:水平分辨率(水平像素宽度)0.18mm,垂直分辨率(垂直像素宽度)0.2mm(垂直速度<10m/s),垂直速度精度4%(垂直速度<10m/s),扫描区域:100×100mm,积分时间:15秒-12小时,电源:100-240V、50/60Hz、功耗300w,室外组件温度范围:0℃-+35℃,室内组件温度范围:0℃-+35℃,最大允许温限:-20℃—+50℃,室外组件850×850×200mm,重量80kg
  可获得土壤溅蚀量和雨滴动能,建立土壤溅蚀量A和采样雨滴动能Ek之间的关系表达式A=f (Ek)。

  联系人:刘洪鹄 027-82926670, 张平仓,027-82927550

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