CN104729624A - 一种水电站水位监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站水位监测系统，水位监测装置安装在主体支架的下部，用于对水电站水位进行实时监测，并输出水位监测信号至数据分析控制器，数据分析控制器对水位监测信号进行处理，操作面板输出控制指令至数据分析控制器，水位监测显示器对水电站水位监测信息进行显示，灯光报警装置对水电站水位监测信息进行灯光报警提示，数据存储器对水位监测信息进行存储，无线数据传输装置对水电站水位监测数据进行数据的无线传输，有效地解决了测量水电站水位装置存在结构简单、功能单一、使用不方便、效率和准确率较低、使用寿命较短的问题，实现了无需人工操作实时地对水电站水位进行监测，功能多样，使用方便，节能环保，实用性强。

Description

一种水电站水位监测系统

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及一种水电站水位监测系统。

背景技术

电力是现在最常用的一种能源，而在我国南方主要采用水力发电，水力发电具有成本较低且环保的优点，被广泛采用，而水力发电必不可少的需要水力发电站。

水力发电站的安全至关重要，不仅关系到生产生活的用电，更关系到下游人们的人身安全，所以，水力水电站的安全一直是人们关心的热点，而水电站的水位是影响水电站安全的重要因素，因水位过高，或者洪峰的来临有可能造成大坝的安全问题，所以需要时刻监测上游水位以及水流量。

在现有技术中，主要利用水位棒测量水位，水位棒上刻有刻度，并且表有颜色，不同颜色表示不同级别的危险，然后水位棒需要工作人员进行人工观察才能获得水位信息，使用效率较低，需要耗费人工且使用寿命较短。

在现有技术中，由于在现有技术中，主要利用水位棒测量水位，水位棒上刻有刻度，并且表有颜色，不同颜色表示不同级别的危险，然后水位棒需要工作人员进行人工观察才能获得水位信息，使用效率较低，需要耗费人工且使用寿命较短，现有技术中的测量水电站水位装置存在结构简单，功能单一，需要人工进行操作，使用不方便，效率和准确率较低，使用寿命较短的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种水电站水位监测系统，旨在解决现有技术提供的测量水电站水位装置存在结构简单，功能单一，需要人工进行操作，使用不方便，效率和准确率较低，使用寿命较短的的问题。

本发明的目的在于提供一种水电站水位监测系统，该水电站水位监测系统包括：

主体支架；

水位监测装置，安装在所述主体支架的下部，用于对水电站水位进行实时监测，并输出水位监测信号；

数据分析控制器，与所述水位监测装置相连接，用于接收所述水位监测装置输出的水位监测信号，对水位监测信号进行处理；

操作面板，与所述数据分析控制器相连接，用于输出控制指令至所述数据分析控制器；

水位监测显示器，与所述数据分析控制器相连接，用于接收所述数据分析控制器输出的水位监测信号，并对水电站水位监测信息进行显示；

灯光报警装置，与所述数据分析控制器相连接，用于接收所述数据分析控制器输出的水位监测信号，并对水电站水位监测信息进行灯光报警提示；

数据存储器，与所述数据分析控制器相连接，用于对水位监测信息进行存储；

无线数据传输装置，与所述数据分析控制器相连接，用于对水电站水位监测数据进行数据的无线传输；

蓄电池，与所述数据分析控制器相连接，用于提供电源供应；

太阳能电池板，安装在所述主体支架的上部，与所述数据分析控制器相连接，用于在所述数据分析控制器的控制下，对所述蓄电池进行充电。

进一步，该水电站水位监测系统还设置有温度传感器、风力传感器、湿度传感器、GPS定位仪，所述温度传感器、风力传感器、湿度传感器、GPS定位仪分别与所述数据分析控制器相连接。

进一步，所述温度传感器采用型号为DS18B20的数字温度传感器，所述湿度传感器采用型号为DHT11的湿度传感器。

进一步，所述操作面板上设置有按键和指示灯。

进一步，所述指示灯有六个，每2个不同颜色的指示灯分别为水位指示灯、温度指示灯、湿度指示灯，两种不同颜色指示灯分别为红色指示灯和绿色指示灯，当采集的数据高于或低于设定的参数极限时，红色的指示灯会闪烁，正常情况下亮绿色的指示灯。

进一步，所述按键采用复合按键，可人工设定温度、湿度、水位的阈值。

进一步，所述主体支架为长条状，所述主体支架的一端通过导轨固定在河堤上，另一端位于河面上方，所述太阳能电池板固定在所述主体支架的上部上；

所述水位监测装置包括：第一水位监测器、第二水位监测器、第三水位监测器，所述第一水位监测器通过第一支架固定在所述主体支架下方，所述第二水位监测器通过第二支架固定在所述主体支架下方，所述第三水位监测器通过第三支架固定在所述主体支架下方，所述第一支架、所述第二支架及所述第三支架均为长度能够调节的支架；

所述灯光报警装置包括：第一水位报警器、第二水位报警器、第三水位报警器，可根据水位的不同进行不同等级度的危险报警，当所述第一水位监测器监测到水位信号时，所述第一水位报警器进行灯光报警，当所述第二水位监测器监测到水位信号时，所述第二水位报警器进行灯光报警，当所述第三水位监测器监测到水位信号时，所述第三水位报警器进行灯光报警。

进一步，所述第一水位监测器距离所述主体支架的距离为第一距离，所述第二水位监测器距离所述主体支架的距离为第二距离，所述第三水位监测器距离所述主体支架的距离为第三距离，其中，所述第一距离的值大于所述第二距离的值，所述第二距离的值大于所述第三距离的值。

进一步，所述第一水位监测器、第二水位监测器及第三水位监测器均由一长方箱体构成，所述长方箱体为空心结构，所述长方箱体的底面为网状，所述长方箱体两侧内壁分别设有第一接线端和第二接线端，所述第一接线端与所述第二接线端断开。

进一步，当水位上升时，所述第一接线端与所述第二接线端通过水进行导通。

本发明提供的水电站水位监测系统，水位监测装置安装在主体支架的下部，用于对水电站水位进行实时监测，并输出水位监测信号至数据分析控制器，数据分析控制器对水位监测信号进行处理，操作面板输出控制指令至数据分析控制器，水位监测显示器对水电站水位监测信息进行显示，灯光报警装置对水电站水位监测信息进行灯光报警提示，数据存储器对水位监测信息进行存储，无线数据传输装置对水电站水位监测数据进行数据的无线传输，蓄电池提供电源供应，太阳能电池板安装在主体支架的上部，在数据分析控制器的控制下，对蓄电池进行充电；该水电站水位监测系统有效地解决了现有技术中的测量水电站水位装置存在结构简单、功能单一、需要人工进行操作、使用不方便、效率和准确率较低、使用寿命较短的问题，实现了无需人工操作实时地对水电站水位进行监测，结构设计合理，功能多样，使用方便，节能环保，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的水电站水位监测系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的水位监测装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的DS18B20数字温度传感器的测温原理图；

图中：1、主体支架；2、水位监测装置；21、第一水位监测器；22、第二水位监测器；23、第三水位监测器；3、数据分析控制器；4、操作面板；5、水位监测显示器；6、灯光报警装置；7、数据存储器；8、无线数据传输装置；9、蓄电池；10、太阳能电池板；11、温度传感器；12、风力传感器；13、湿度传感器；14、GPS定位仪；15、第一支架；16、第二支架；17、第三支架；18、第一接线端；19、第二接线端；20、河堤；21、河面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1及图2示出了本发明实施例提供的水电站水位监测系统的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

该水电站水位监测系统包括：

主体支架1；

水位监测装置2，安装在主体支架1的下部，用于对水电站水位进行实时监测，并输出水位监测信号；

数据分析控制器3，与水位监测装置2相连接，用于接收水位监测装置2输出的水位监测信号，对水位监测信号进行处理；

操作面板4，与数据分析控制器3相连接，用于输出控制指令至数据分析控制器3；

水位监测显示器5，与数据分析控制器3相连接，用于接收数据分析控制器3输出的水位监测信号，并对水电站水位监测信息进行显示；

灯光报警装置6，与数据分析控制器3相连接，用于接收数据分析控制器3输出的水位监测信号，并对水电站水位监测信息进行灯光报警提示；

数据存储器7，与数据分析控制器3相连接，用于对水位监测信息进行存储；

无线数据传输装置8，与数据分析控制器3相连接，用于对水电站水位监测数据进行数据的无线传输；

蓄电池9，与数据分析控制器3相连接，用于提供电源供应；

太阳能电池板10，安装在主体支架1的上部，与数据分析控制器3相连接，用于在数据分析控制器3的控制下，对蓄电池9进行充电。

在本发明实施例中，该水电站水位监测系统还设置有温度传感器11、风力传感器12、湿度传感器13、GPS定位仪14，所述温度传感器11、风力传感器12、湿度传感器13、GPS定位仪14分别与所述数据分析控制器3相连接。

在本发明实施例中，温度传感器11采用型号为DS18B20的数字温度传感器11，湿度传感器13采用型号为DHT11的湿度传感器。

在本发明实施例中，操作面板4上设置有按键和指示灯。

在本发明实施例中，所述指示灯有六个，每2个不同颜色的指示灯分别为水位指示灯、温度指示灯、湿度指示灯，两种不同颜色指示灯分别为红色指示灯和绿色指示灯，当采集的数据高于或低于设定的参数极限时，红色的指示灯会闪烁，正常情况下亮绿色的指示灯。

在本发明实施例中，按键采用复合按键，可人工设定温度、湿度、水位的阈值。

如图2所示，在本发明实施例中，主体支架1为长条状，主体支架1的一端通过导轨固定在河堤20上，另一端位于河面21上方，太阳能电池板10固定在主体支架1的上部上；

水位监测装置2包括：第一水位监测器21、第二水位监测器22、第三水位监测器23，第一水位监测器21通过第一支架15固定在主体支架1下方，第二水位监测器22通过第二支架16固定在主体支架1下方，第三水位监测器23通过第三支架17固定在主体支架1下方，第一支架15、第二支架16及第三支架17均为长度能够调节的支架；

灯光报警装置6包括：第一水位报警器、第二水位报警器、第三水位报警器，可根据水位的不同进行不同等级度的危险报警，当第一水位监测器21监测到水位信号时，第一水位报警器进行灯光报警，当第二水位监测器22监测到水位信号时，第二水位报警器进行灯光报警，当第三水位监测器23监测到水位信号时，第三水位报警器进行灯光报警。

在本发明实施例中，第一水位监测器21距离主体支架1的距离为第一距离，第二水位监测器22距离主体支架1的距离为第二距离，第三水位监测器23距离主体支架1的距离为第三距离，其中，第一距离的值大于第二距离的值，第二距离的值大于第三距离的值。

在本发明实施例中，第一水位监测器21、第二水位监测器22及第三水位监测器23均由一长方箱体构成，长方箱体为空心结构，长方箱体的底面为网状，长方箱体两侧内壁分别设有第一接线端18和第二接线端19，第一接线端18与第二接线端19断开。

在本发明实施例中，当水位上升时，第一接线端18与第二接线端19通过水进行导通。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明可同时对温度、湿度、水位距离同时进行采集，温度传感器11为DS18B20数字温度传感器，湿度传感器13为DHT11数字温湿度传感器，温度传感器11所采集的温度信息最高分辨率可达0.0625摄氏度，水位精度可达4mm，相对湿度在1％左右，考虑到环境监测的实际应用以及系统设计的合理性，具体精度可自由调整。

数据分析控制器3上面设有灯光报警装置6，传感器将采集到的温度、湿度、水位的信息传递到数据分析控制器3，数据分析控制进行处理，转换成实际环境数据，并把这些数据传递给水位监测显示器5，甚至传输给别的数据终端，当采集的数据高于或低于设定的参数极限时，会触发灯光报警装置6告警提示。

水位监测显示器5上设置有操作面，水位监测显示器5显示由传感器采集到的数据，并储存在数据存储器7，数据存储器7通过UART、USB传输给PC终端，由PC终端进行二次数据分析。在野外环境下，还可以开启数据记录保存功能，该平台可以每2秒的进行一次数据，不间断的保存72个小时。

操作面板4上设有指示灯和按键，指示灯有六个，每两个不同颜色的指示灯分别为水位指示灯、温度指示灯、湿度指示灯，两种不同颜色指示灯分别为红色指示灯和绿色指示灯，当采集的数据高于或低于设定的参数极限时，红色的指示灯会闪烁，正常情况下亮绿色的指示灯；按键为复合按键，可人工设定温度、湿度、水位的阈值。

水位监测显示器5包括：点阵LCD和数码管。点阵LCD实时显示当前监测得到的环境参数数据；LED则在进入阈值设定时才会工作，以减少功耗；数据存储器7为一个，它可以连接UART和USB，可以连接PC终端。

如图3所示，DS18B20数字温度传感器的测温原理图。

第一水位监测器21、第二水位监测器22、第三水位监测器23结构相同，均由一长方箱体构成，长方箱体为空心结构，长方箱体的底面为网状，长方箱体两侧内壁分别设有第一接线端18和第二接线端19，第一接线端18与第二接线端19断开。

第一水位监测器21距离主体支架1的距离为第一距离，第二水位监测器22距离主体支架1的距离为第二距离，第三水位监测器23距离主体支架1的距离为第三距离，第一距离的值大于第二距离的值，第二距离的值大于第三距离的值。

第一水位监测器21、第二水位监测器22、第三水位监测器23均通过支架固定在主体支架1下方，具体的固定方式为：第一水位监测器21通过第一支架15固定在主体支架1下方，第二水位监测器22通过第二支架16固定在主体支架1下方，第三水位监测器23通过第三支架17固定在主体支架1下方，第一支架15、第二支架16、第三支架17均为长度能够调节的支架，第一支架15、第二支架16、第三支架17表面均涂有一层漆。

主体支架1的一端固定在河堤20上的具体固定方式为：主体支架1的一端与导轨连接，导轨固定在河堤20上。

通过温度传感器11、风力传感器12、湿度传感器13的测量数据可获得水位监测装置2所处的环境信息，数据存储器7能够存储每一天水位、环境信息数据，以便工作人员查看。

水位监测装置2设计为长方箱体构成，长方箱体为空心结构，且长方箱体的底面为网状，方便水的进入，长方箱体两侧内壁分别设有第一接线端18和第二接线端19，当水位上升时，第一接线端18和第二接线端19通过水进行导通，进而触发灯光报警装置6，将水位信息和位置信息发送给水电站控制室，进而实现了无需人工操作对水位进行实时监测，并且设计了三个不同高度的水位监测装置2，可根据水位的不同进行不同等级度危险报警，并且采用太阳能电池板10发电为蓄电池9充电，环保节能，有效解决了现有技术中的测量水电站水位装置存在结构简单、功能单一、需要人工进行操作、使用不方便、效率和准确率较低、使用寿命较短的问题，进而实现了无需人工操作实时地对水电站水位进行监测，并且水位监测装置2结构设计合理，功能多样，使用方便，节能环保，具有较高的使用效率和监测准确率。

本发明实施例提供的水电站水位监测系统，水位监测装置2安装在主体支架1的下部，用于对水电站水位进行实时监测，并输出水位监测信号至数据分析控制器3，数据分析控制器3对水位监测信号进行处理，操作面板4输出控制指令至数据分析控制器3，水位监测显示器5对水电站水位监测信息进行显示，灯光报警装置6对水电站水位监测信息进行灯光报警提示，数据存储器7对水位监测信息进行存储，无线数据传输装置8对水电站水位监测数据进行数据的无线传输，蓄电池9提供电源供应，太阳能电池板10安装在主体支架1的上部，在数据分析控制器3的控制下，对蓄电池9进行充电；该水电站水位监测系统有效地解决了现有技术中的测量水电站水位装置存在结构简单、功能单一、需要人工进行操作、使用不方便、效率和准确率较低、使用寿命较短的问题，实现了无需人工操作实时地对水电站水位进行监测，结构设计合理，功能多样，使用方便，节能环保，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水电站水位监测系统，其特征在于，该水电站水位监测系统包括：

主体支架；

水位监测装置，安装在所述主体支架的下部，用于对水电站水位进行实时监测，并输出水位监测信号；

数据分析控制器，与所述水位监测装置相连接，用于接收所述水位监测装置输出的水位监测信号，对水位监测信号进行处理；

操作面板，与所述数据分析控制器相连接，用于输出控制指令至所述数据分析控制器；

水位监测显示器，与所述数据分析控制器相连接，用于接收所述数据分析控制器输出的水位监测信号，并对水电站水位监测信息进行显示；

灯光报警装置，与所述数据分析控制器相连接，用于接收所述数据分析控制器输出的水位监测信号，并对水电站水位监测信息进行灯光报警提示；

数据存储器，与所述数据分析控制器相连接，用于对水位监测信息进行存储；

无线数据传输装置，与所述数据分析控制器相连接，用于对水电站水位监测数据进行数据的无线传输；

蓄电池，与所述数据分析控制器相连接，用于提供电源供应；

太阳能电池板，安装在所述主体支架的上部，与所述数据分析控制器相连接，用于在所述数据分析控制器的控制下，对所述蓄电池进行充电。

2.如权利要求1所述的水电站水位监测系统，其特征在于，该水电站水位监测系统还设置有温度传感器、风力传感器、湿度传感器、GPS定位仪，所述温度传感器、风力传感器、湿度传感器、GPS定位仪分别与所述数据分析控制器相连接。

3.如权利要求2所述的水电站水位监测系统，其特征在于，所述温度传感器采用型号为DS18B20的数字温度传感器，所述湿度传感器采用型号为DHT11的湿度传感器。

4.如权利要求1所述的水电站水位监测系统，其特征在于，所述操作面板上设置有按键和指示灯。

5.如权利要求4所述的水电站水位监测系统，其特征在于，所述指示灯有六个，每2个不同颜色的指示灯分别为水位指示灯、温度指示灯、湿度指示灯，两种不同颜色指示灯分别为红色指示灯和绿色指示灯，当采集的数据高于或低于设定的参数极限时，红色的指示灯会闪烁，正常情况下亮绿色的指示灯。

6.如权利要求4所述的水电站水位监测系统，其特征在于，所述按键采用复合按键，人工设定温度、湿度、水位的阈值。

7.如权利要求1所述的水电站水位监测系统，其特征在于，所述主体支架为长条状，所述主体支架的一端通过导轨固定在河堤上，另一端位于河面上方，所述太阳能电池板固定在所述主体支架的上部上；

所述水位监测装置包括：第一水位监测器、第二水位监测器、第三水位监测器，所述第一水位监测器通过第一支架固定在所述主体支架下方，所述第二水位监测器通过第二支架固定在所述主体支架下方，所述第三水位监测器通过第三支架固定在所述主体支架下方，所述第一支架、所述第二支架及所述第三支架均为长度能够调节的支架；

所述灯光报警装置包括：第一水位报警器、第二水位报警器、第三水位报警器，根据水位的不同进行不同等级度的危险报警，当所述第一水位监测器监测到水位信号时，所述第一水位报警器进行灯光报警，当所述第二水位监测器监测到水位信号时，所述第二水位报警器进行灯光报警，当所述第三水位监测器监测到水位信号时，所述第三水位报警器进行灯光报警。

8.如权利要求7所述的水电站水位监测系统，其特征在于，所述第一水位监测器距离所述主体支架的距离为第一距离，所述第二水位监测器距离所述主体支架的距离为第二距离，所述第三水位监测器距离所述主体支架的距离为第三距离，其中，所述第一距离的值大于所述第二距离的值，所述第二距离的值大于所述第三距离的值。

9.如权利要求7所述的水电站水位监测系统，其特征在于，所述第一水位监测器、第二水位监测器及第三水位监测器均由一长方箱体构成，所述长方箱体为空心结构，所述长方箱体的底面为网状，所述长方箱体两侧内壁分别设有第一接线端和第二接线端，所述第一接线端与所述第二接线端断开。

10.如权利要求7所述的水电站水位监测系统，其特征在于，当水位上升时，所述第一接线端与所述第二接线端通过水进行导通。