CN105737945A - 水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器及监测方法 - Google Patents

水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器及监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器及监测方法,包括通过支架设置在坝体上的超声波水位计、与超声波水位计连接的可编程控制器和与可编程控制器连接的无线通讯模块,所述坝体一侧设有伸入水中的导管,所述导管内设置底部具有浮子的顶杆,所述导管内通过固定杆设有松发开关,所述松发开关与可编程控制器连接。该装置采用超声波结合机械式报警相结合,报警准确。

Description

水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器及监测方法
技术领域
本发明涉及水电站水位报警设备技术领域,特别涉及一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器及监测方法。
背景技术
相比常规火力发电和新能源发电(生物质、光伏、风力),水电站具有无污染、发电成本低等优点,属于国家大力扶持的绿色能源。水电站流域水位变化较大,年内分配十分不均匀,一般4月开始涨水,5~6月水量增大,7月达到丰水期,一直延续到10月底开始回落,至次年2月为最枯流量。全年来水流量主要集中在汛期(7~10月),汛期发电量占全年50%,其它时间发电量约占50%。水电站汛期时来水流量可长期维持在引水渠道横断面流量之上,多余流量则弃掉不用。但在一年中大部分为枯水季节,此时水流量不足以推动水轮机运转,所以需要先关闭拦河坝闸门,等水流在拦河坝蓄满后,再开闸放水发电,也就是说只能断断续续发电。由于水电站常分布在水资源丰富的地域,一般都是梯级发电,蓄水和放水时间不固定,所以有必要对拦河坝的水位进行监控,常规手段是靠人盯或视频监控,但由于拦河坝蓄水时间长短无法掌握,有时需要人员长时间盯防,难免造成人员疲劳,监控不到位,引起水流量白白废弃,影响发电量。CN201420015179.3公开了基于GSM网络的水电站超声波水位监测仪,本发明组成包括:壳体,壳体和面板连接,天线、串口接头、电源插头、排针接口、航空头接口和按键,壳体内具有单片机,单片机通过面板与显示屏和指示灯、超声波探头连接,超声波探头通过屏蔽线用航空头和壳体连接,单片机与壳体内的超声波模块、TC35模块、数据存储器、DS1302实时时钟芯片、RS232串口、硬件看门狗电路、LM2576稳压电路、蜂鸣器及电源模块连接,所述的电源模块与电源连接。又如CN201510037290.1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,其不足之处在于:测试仪安装于水电站上,水电站有很多大型发电机,发电机严重影响测试仪的准确度。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器及监测方法,该装置采用超声波结合机械式报警相结合,报警准确。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,包括通过支架设置在坝体上的超声波水位计、与超声波水位计连接的可编程控制器和与可编程控制器连接的无线通讯模块,所述坝体一侧设有伸入水中的导管,所述导管内设置底部具有浮子的顶杆,所述导管内通过固定杆设有松发开关,所述松发开关与可编程控制器连接。
所述无线通讯模块采用GPRS通讯模块。
所述导管下端设有过滤机构。
所述过滤机构为设置在导管下端周侧的若干个的过滤孔。
所述顶杆为中空结构。
所述导管上端设有防雨帽。
所述可编程控制器连接有声光报警器。
所述防雨帽为倒U型结构。
所述导管下端设有过滤孔自清洁机构。
所述过滤孔自清洁机构包括设置在导管下转动连接的刷体和通过固定杆与导管连接的驱动机构。
所述驱动机构包括固定在导管上的滑套和位于滑套内的滑杆,所述滑杆上设有转动连接的叶轮,所述滑杆下部为中空结构,所述固定杆上设有与固定杆转动连接的驱动轴,驱动轴上的驱动齿轮与套装在刷体上的齿轮啮合,所述叶轮的转轴与驱动轴线传动。
所述线传动采用橡胶绳进行传动。
所述叶轮的转轴设置换向机构。
所述换向机构为设置在叶轮转轴上的锥齿轮和锥齿轮啮合的下锥齿轮。
所述橡胶绳由下列重量份的原料组成,氯丁橡胶60~80份、丁苯橡胶30~50份、氧化镁3~5份、沸石粉3~5份、炭黑5~10份、石蜡7~11份、硬脂酸3~6份、尼龙纤维3~7份、间苯二甲胺6~8份。
所述刷体内侧设有刷毛。
水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器监测方法,超声波水位计实时采集坝体内的水位,可编程控制器实时接收超声波水位计的信息,当水位超过设定值,浮子带动顶杆向上移动,顶杆与松发开关触头接触,可编程控制器检测到松发开关接通,报警器工作。
本发明的有益效果:超声波水位计实时采集坝体内的水位,可编程控制器实时接收超声波水位计的信息,当水位超过设定值,可编程控制器控制声光报警器工作,提示坝体周侧的工作人员;同时GPRS通讯模块将数据传输给监测后台,后台工作人员通知巡检人员;若此时坝体内的水位超过设定值,浮子带动顶杆向上移动,顶杆与松发开关触头接触,可编程控制器检测到松发开关接通,此时控制器通过无线通讯模块将信息传输给后台,后台根据接收到的超声波水位信息和松发开关的信息,两者都报警说明水位上升,大大提高了准确度,若只其中一个报警,通知巡检人员前去观察;导管下设有过滤孔自清洁机构,当放水的时候叶轮转动带动刷体转动,将过滤孔内的杂物清理,同时河水将杂物带走。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1的结构示意图;
图2是本发明实施例2的结构示意图;
图3是本发明驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
实施例1:如图1所示,一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,包括通过支架2设置在坝体9上的超声波水位计1、与超声波水位计连接的可编程控制器3和与可编程控制器3连接的无线通讯模块4,所述坝体9一侧设有伸入水中的导管7,所述导管7内设置底部具有浮子8的顶杆6,所述导管7内通过固定杆设有松发开关5,所述松发开关5与可编程控制器3连接。
所述无线通讯模块4采用GPRS通讯模块。
所述导管7下端设有过滤机构。
所述过滤机构为设置在导管下端的过滤网,防止树叶等杂物进入导管,堵塞导管。
所述顶杆6为中空结构,顶杆轻,便于浮子顶起。
所述导管7上端设有防雨帽,防止雨水等杂物进入水管,堵塞导管或损坏松发开关。
水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器监测方法,超声波水位计实时采集坝体内的水位,可编程控制器实时接收超声波水位计的信息,当水位超过设定值,浮子带动顶杆向上移动,顶杆与松发开关触头接触,可编程控制器检测到松发开关接通,报警器工作。
实施例2:如图2、3所示,一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,包括通过支架2设置在坝体9上的超声波水位计1、与超声波水位计连接的可编程控制器3和与可编程控制器3连接的无线通讯模块4,所述坝体9一侧设有伸入水中的导管7,所述导管7内设置底部具有浮子8的顶杆6,所述导管7内通过固定杆设有松发开关5,所述松发开关5与可编程控制器3连接。
所述无线通讯模块4采用GPRS通讯模块。
所述导管7下端设有过滤机构。
所述过滤机构为设置在导管下端的过滤网,防止树叶等杂物进入导管,堵塞导管。
所述顶杆6为中空结构,顶杆轻,便于浮子顶起。
所述导管7上端设有防雨帽,防止雨水等杂物进入水管,堵塞导管或损坏松发开关。
所述可编程控制器连接有声光报警器。
所述防雨帽为倒U型结构。
所述导管下端设有过滤孔自清洁机构。
所述过滤孔自清洁机构包括设置在导管7下转动连接的刷体14和通过固定杆21与导管7连接的驱动机构。导管上套装有轴承13,轴承外圈设有刷体,刷体为条形结构,便于将过滤孔内的杂物清理出去,且便于异物下落。
所述驱动机构包括固定在导管7上的滑套19和位于滑套内的滑杆18,所述滑杆18上设有转动连接的叶轮16,所述滑杆下部为中空结构,所述固定杆21上设有与固定杆21转动连接的驱动轴11,驱动轴11上的驱动齿轮12与套装在刷体上的齿轮23啮合,所述叶轮16的转轴17与驱动轴11线传动。
滑杆下部为中空结构使叶轮的下半部位于水面内,河水20在流动时能够带动叶轮转动,同时在河水水面上升或下降的时会带动叶轮上升或下降,滑杆下部为中空结构能够保证叶轮的下半部实时处于水面内,从而保证叶轮能够被水驱动。
所述线传动采用橡胶绳10进行传动,能够便于叶轮上升或降的同时保证为刷体提供传动动力。
所述叶轮的转轴设置换向机构。
所述换向机构为设置在叶轮转轴上的锥齿轮和锥齿轮啮合的下锥齿轮,减少传动阻力。
所述刷体内侧设有刷毛15,便于将过滤孔内的杂物清除。
所述橡胶绳由下列重量份的原料组成,氯丁橡胶60份、丁苯橡胶30份、氧化镁3份、沸石粉3份、炭黑5份、石蜡7份、硬脂酸3份、尼龙纤维3份、间苯二甲胺6份。
实施例3:如图2、3所示,一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,包括通过支架2设置在坝体9上的超声波水位计1、与超声波水位计连接的可编程控制器3和与可编程控制器3连接的无线通讯模块4,所述坝体9一侧设有伸入水中的导管7,所述导管7内设置底部具有浮子8的顶杆6,所述导管7内通过固定杆设有松发开关5,所述松发开关5与可编程控制器3连接。
所述无线通讯模块4采用GPRS通讯模块。
所述导管7下端设有过滤机构。
所述过滤机构为设置在导管下端的过滤网,防止树叶等杂物进入导管,堵塞导管。
所述顶杆6为中空结构,顶杆轻,便于浮子顶起。
所述导管7上端设有防雨帽,防止雨水等杂物进入水管,堵塞导管或损坏松发开关。
所述可编程控制器连接有声光报警器。
所述防雨帽为倒U型结构。
所述导管下端设有过滤孔自清洁机构。
所述过滤孔自清洁机构包括设置在导管7下转动连接的刷体14和通过固定杆21与导管7连接的驱动机构。导管上套装有轴承13,轴承外圈设有刷体,刷体为条形结构,便于将过滤孔内的杂物清理出去,且便于异物下落。
所述驱动机构包括固定在导管7上的滑套19和位于滑套内的滑杆18,所述滑杆18上设有转动连接的叶轮16,所述滑杆下部为中空结构,所述固定杆21上设有与固定杆21转动连接的驱动轴11,驱动轴11上的驱动齿轮12与套装在刷体上的齿轮23啮合,所述叶轮16的转轴17与驱动轴11线传动。
滑杆下部为中空结构使叶轮的下半部位于水面内,河水20在流动时能够带动叶轮转动,同时在河水水面上升或下降的时会带动叶轮上升或下降,滑杆下部为中空结构能够保证叶轮的下半部实时处于水面内,从而保证叶轮能够被水驱动。
所述线传动采用橡胶绳10进行传动,能够便于叶轮上升或降的同时保证为刷体提供传动动力。
所述叶轮的转轴设置换向机构。
所述换向机构为设置在叶轮转轴上的锥齿轮和锥齿轮啮合的下锥齿轮,减少传动阻力。
所述刷体内侧设有刷毛15,便于将过滤孔内的杂物清除。
所述橡胶绳由下列重量份的原料组成,氯丁橡胶80份、丁苯橡胶50份、氧化镁5份、沸石粉5份、炭黑10份、石蜡11份、硬脂酸6份、尼龙纤维7份、间苯二甲胺8份。
实施例4:如图2、3所示,一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,包括通过支架2设置在坝体9上的超声波水位计1、与超声波水位计连接的可编程控制器3和与可编程控制器3连接的无线通讯模块4,所述坝体9一侧设有伸入水中的导管7,所述导管7内设置底部具有浮子8的顶杆6,所述导管7内通过固定杆设有松发开关5,所述松发开关5与可编程控制器3连接。
所述无线通讯模块4采用GPRS通讯模块。
所述导管7下端设有过滤机构。
所述过滤机构为设置在导管下端的过滤网,防止树叶等杂物进入导管,堵塞导管。
所述顶杆6为中空结构,顶杆轻,便于浮子顶起。
所述导管7上端设有防雨帽,防止雨水等杂物进入水管,堵塞导管或损坏松发开关。
所述可编程控制器连接有声光报警器。
所述防雨帽为倒U型结构。
所述导管下端设有过滤孔自清洁机构。
所述过滤孔自清洁机构包括设置在导管7下转动连接的刷体14和通过固定杆21与导管7连接的驱动机构。导管上套装有轴承13,轴承外圈设有刷体,刷体为条形结构,便于将过滤孔内的杂物清理出去,且便于异物下落。
所述驱动机构包括固定在导管7上的滑套19和位于滑套内的滑杆18,所述滑杆18上设有转动连接的叶轮16,所述滑杆下部为中空结构,所述固定杆21上设有与固定杆21转动连接的驱动轴11,驱动轴11上的驱动齿轮12与套装在刷体上的齿轮23啮合,所述叶轮16的转轴17与驱动轴11线传动。
滑杆下部为中空结构使叶轮的下半部位于水面内,河水20在流动时能够带动叶轮转动,同时在河水水面上升或下降的时会带动叶轮上升或下降,滑杆下部为中空结构能够保证叶轮的下半部实时处于水面内,从而保证叶轮能够被水驱动。
所述线传动采用橡胶绳10进行传动,能够便于叶轮上升或降的同时保证为刷体提供传动动力。
所述叶轮的转轴设置换向机构。
所述换向机构为设置在叶轮转轴上的锥齿轮和锥齿轮啮合的下锥齿轮,减少传动阻力。
所述刷体内侧设有刷毛15,便于将过滤孔内的杂物清除。
所述橡胶绳由下列重量份的原料组成,氯丁橡胶80份、丁苯橡胶50份、氧化镁5份、沸石粉5份、炭黑10份、石蜡11份、硬脂酸6份、尼龙纤维7份、间苯二甲胺8份。
由实施例2、3、4可知,实施例2、3、4制得的橡胶绳均能满足本发明传动的需求,更为重要的是能够不影响叶轮的上升与下降;其主要原因是,本发明的配方加入适量的沸石粉,沸石粉中空结构使橡胶的密度接近水的密度(橡胶绳配方1、2、3制的橡胶密度分别为0.97g/cm3、0.999g/cm3、1.09g/cm3)。本发明采用专用的橡胶绳,橡胶绳柔软便于滑杆上下移动,同时橡胶绳的径向扭力大,能够使叶轮转动带动橡胶绳转动,进而橡胶绳带动驱动轴转动,保证刷体转动便于清洁过滤孔;更为重要的是橡胶绳的密度接近水的密度,在河水中处于悬浮状态,不影响叶轮的上下移动,从而保证叶轮的下半部实时位于水面内,进而保证河水流动的同时带动叶轮转动。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:包括通过支架设置在坝体上的超声波水位计、与超声波水位计连接的可编程控制器和与可编程控制器连接的无线通讯模块,所述坝体一侧设有伸入水中的导管,所述导管内设置底部具有浮子的顶杆,所述导管内通过固定杆设有松发开关,所述松发开关与可编程控制器连接。
2.如权利要求1所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述无线通讯模块采用GPRS通讯模块。
3.如权利要求1所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述导管下端设有过滤机构。
4.如权利要求3所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述过滤机构为设置在导管下端的过滤网。
5.如权利要求1所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述顶杆为中空结构。
6.如权利要求1所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述可编程控制器连接有声光报警器。
7.如权利要求1所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述导管下端设有过滤孔自清洁机构。
8.如权利要求7所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述过滤孔自清洁机构包括设置在导管下转动连接的刷体和通过固定杆与导管连接的驱动机构。
9.如权利要求8所述的水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器,其特征在于:所述驱动机构包括固定在导管上的滑套和位于滑套内的滑杆,所述滑杆上设有转动连接的叶轮,所述滑杆下部为中空结构,所述固定杆上设有与固定杆转动连接的驱动轴,驱动轴上的驱动齿轮与套装在刷体上的齿轮啮合,所述叶轮的转轴与驱动轴线传动。
10.一种水电站拦河坝超声波水位监测无线语音提示器监测方法,其特征在于:超声波水位计实时采集坝体内的水位,可编程控制器实时接收超声波水位计的信息,当水位超过设定值,浮子带动顶杆向上移动,顶杆与松发开关触头接触,可编程控制器检测到松发开关接通,报警器工作。
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