CN105974076A - 带有水流测速器的漂浮式水利监测系统 - Google Patents

带有水流测速器的漂浮式水利监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，包括有漂浮气垫，设于漂浮气垫上侧的防水罩，防水罩内设有电路盒，所述电路盒内设有监测电路；还包括有第一悬浮球，所述第一悬浮球与漂浮气垫通过防水线缆连接在一起；所述第一悬浮球上设有一防水水下摄像头；通过漂浮气垫的设计，实现简单、成本低的优点，通过挂拽方式的悬浮球设计，将探测器或者摄像头放置在悬浮球上，能有效的实时监控水下环境情况。

Description

带有水流测速器的漂浮式水利监测系统
技术领域
本发明涉及一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统。
背景技术
目前，海洋或者湖水探测已经成为水利部门的一项重要任务，这其中，很多探测方式仅仅是局限于取样后在是实验室中化验，这种方式虽然成本低廉，但是效果不好，主要是因为，湖水以及海水中的水是流动的，湖中的环境也是处处不同，因此如果需要清楚的了解水中不同地点的环境的数据就需要研制出一种能简单、成本低、随时随地且能实时进行监测的水利监测系统。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，包括有漂浮气垫，设于漂浮气垫上侧的防水罩，防水罩内设有电路盒，所述电路盒内设有监测电路；还包括有第一悬浮球，所述第一悬浮球与漂浮气垫通过防水线缆连接在一起；所述第一悬浮球上设有一防水水下摄像头；所述监测电路包括有数据处理单元，还包括有分别与数据处理单元信号连接在一起的通信装置和存储单元；所述所述存储单元用于实时记录监测数据；所述通信装置用于将探测结果实时发送出去，所述通信模块包括有通信天线；漂浮气垫上还设有漂浮指示灯。
其中，所述通信天线为双极化天线，所述双极化天线包括有一方形的反射板，所述反射板上设有四个呈中心对称的振子单元；所述振子单元包括有一弧形的前端辐射臂，所述前端辐射臂的两端延伸有垂直辐射臂，两个垂直辐射臂远离前端辐射臂的一段延伸并连接在一起形成V形的后端辐射臂，所述后端辐射臂的底端设有空槽，所述空槽内的上侧和下侧分别向下和向上延伸出有第一子臂，第一子臂的一侧延伸出有L形的第二子臂，第一子臂的另一侧延伸出有L形的第三子臂，所述第二子臂和第三子臂的自由端均设有弧形缺口；所述前端辐射臂的边缘处设有多个弧形缺口；所述前端辐射臂向下延伸出有电容杆，所述电容杆的自由端设有第一弧形辐射臂，两个垂直辐射臂均向内延伸出有耦合杆，两个耦合杆的一段分别设有第二弧形辐射臂以及第三弧形辐射臂；所述第二弧形辐射臂、第三弧形辐射臂、第一弧形辐射臂均为圆弧形且三者的中心点重合；两个耦合杆向下延伸并连接形成有V形辐射臂，所述V形辐射臂的两侧向内延伸出有两个T形杆臂。
其中，所述后端辐射臂包括有两个旁臂和一个底臂；所述每个旁臂的一侧设有三个弧形缺口，另一侧设有一个弧形缺口。
其中，所述电容杆的两侧设有L形的去耦杆，所述去耦杆上朝向电容杆的一侧设有多个斜向上的去耦翼。
其中，所述反射板的中央设有四个分别于四个振子单元对应的馈电孔，每个馈电孔与对应振子单元馈电耦合。
其中，每两个振子单元之间均设于一个寄生振子臂，所述寄生振子臂包括有寄生横臂和设于寄生横臂一侧的半圆寄生臂。
其中，还包括有第二悬浮球，第二悬浮球与漂浮气垫通过防水线缆连接在一起，所述第二悬浮球上设有水流测速器，所述水流测速器与数据处理单元信号连接，所述水流测速器用于探测水流的流速；
其中，还包括有第三悬浮球，第三悬浮球与漂浮气垫通过防水线缆连接在一起，所述第三悬浮球上设有水温传感器，所述水温传感器与数据处理单元信号连接，所述水温传感器用于探测被测水体的温度；
其中，所述第三悬浮球上设有放射性同位素探测器，所述放射性同位素探测器与数据处理单元信号连接，所述放射性同位素探测器用于探测被测水体内的放射性同位素信息；
其中，所述监测电路还包括有GPS定位装置，所述GPS定位装置与数据处理单元信号连接，GPS定位装置用于实时定位水利监测系统的位置信息，并通过通信装置将位置信息传输出去；
其中，所述第三悬浮球上设有水质探测器，所述水质探测器与数据处理单元信号连接，所述水质探测器用于探测被测水体的水质情况；
本发明的有益效果为：通过漂浮气垫的设计，实现简单、成本低的优点，通过挂拽方式的悬浮球设计，将探测器或者摄像头放置在悬浮球上，能有效的实时监控水下环境情况。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的监测电路的原理框图；
图3是本发明的通信天线的俯视图；
图4是本发明的振子单元的结构示意图；
图5是本发明的图4的局部放大图；
图6是本发明的通信天线的阻抗数据图；
图7是本发明的通信天线在频率为800MHz时前后比的实验数据图；
图8是本发明的通信天线在频率为950MHz时前后比的实验数据图；
图9是本发明的通信天线的回波损耗测试数据图；
图1至图9中的附图标记说明：
1-漂浮气垫；2-防水罩；3-漂浮指示灯；4-第一悬浮球；5-第二悬浮球；6-第三悬浮球；
a1-反射板；a2-寄生振子臂；
b1-前端辐射臂；b2-垂直辐射臂；b3-后端辐射臂；
b4-空槽；b41-第一子臂；b42-第二子臂；b43-第三子臂；
b5-电容杆；b51-第一弧形辐射臂；
b6-耦合杆；b61-第二弧形辐射臂；b62-第三弧形辐射臂；
b7-V形辐射臂；b71-T形杆臂；b8-去耦杆；b81-去耦翼。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图9所示，本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，包括有漂浮气垫1，设于漂浮气垫1上侧的防水罩2，防水罩2内设有电路盒，所述电路盒内设有监测电路；还包括有第一悬浮球4，所述第一悬浮球4与漂浮气垫1通过防水线缆连接在一起；所述第一悬浮球4上设有一防水水下摄像头；所述监测电路包括有数据处理单元，还包括有分别与数据处理单元信号连接在一起的通信装置和存储单元；所述所述存储单元用于实时记录监测数据；所述通信装置用于将探测结果实时发送出去，所述通信模块包括有通信天线。通过漂浮气垫1的设计，实现简单、成本低的优点，通过挂拽方式的悬浮球设计，将探测器或者摄像头放置在悬浮球上，能有效的实时监控水下环境情况。一般情况下，将蓄电池放置在漂浮气垫1内，不仅能有效给电路盒内的监测电路供电，还能防水。防水线缆一是起到了连接作用，还起到了信号传递作用，设计巧妙简单；漂浮气垫1上还设有漂浮指示灯3，可起到提示警示作用。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，所述通信天线为双极化天线，所述双极化天线包括有一方形的反射板a1，所述反射板a1上设有四个呈中心对称的振子单元；所述振子单元包括有一弧形的前端辐射臂b1，所述前端辐射臂b1的两端延伸有垂直辐射臂b2，两个垂直辐射臂b2远离前端辐射臂b1的一段延伸并连接在一起形成V形的后端辐射臂b3，所述后端辐射臂b3的底端设有空槽b4，所述空槽b4内的上侧和下侧分别向下和向上延伸出有第一子臂b41，第一子臂b41的一侧延伸出有L形的第二子臂b42，第一子臂b41的另一侧延伸出有L形的第三子臂b43，所述第二子臂b42和第三子臂b43的自由端均设有弧形缺口；所述前端辐射臂b1的边缘处设有多个弧形缺口；所述前端辐射臂b1向下延伸出有电容杆b5，所述电容杆b5的自由端设有第一弧形辐射臂b51，两个垂直辐射臂b2均向内延伸出有耦合杆b6，两个耦合杆b6的一段分别设有第二弧形辐射臂b61以及第三弧形辐射臂b62；所述第二弧形辐射臂b61、第三弧形辐射臂b62、第一弧形辐射臂b51均为圆弧形且三者的中心点重合；两个耦合杆b6向下延伸并连接形成有V形辐射臂b7，所述V形辐射臂b7的两侧向内延伸出有两个T形杆臂b71。
上述天线结构，该结构天线为双极化天线，利用旋转仪以及网络分析仪分析其数据如下，由于该天线频谱主要通信频带为820-900MHz，如图6，其为该天线的输入阻抗在820MHz至990MHz的数据，所测得阻抗在925MHz时为11+144j欧姆，且过渡平滑，可以和目前主流通信芯片进行较好的共轭匹配。如图7和图8所示，其分别为800MHz和950MHz时的前后比分析图，这其中，在800MHz时，其频带内前后比为31.35dB；在950MHz时，其频带内前后比为34.20dB；因此，说明其具有良好的前后比和增益性能。另外，天线为全向性双击天线；图9所示，其回波损耗性能突出，尤其在925MHz时回波损耗最小值达到-65dB，在整个高频段的回波损耗均保持在-10dB以下，水平均超过其他同类天线水平。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，所述后端辐射臂b3包括有两个旁臂和一个底臂；所述每个旁臂的一侧设有三个弧形缺口，另一侧设有一个弧形缺口。该缺口的设置，可以增加电流长度，增强天线增益。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，所述电容杆b5的两侧设有L形的去耦杆b8，所述去耦杆b8上朝向电容杆b5的一侧设有多个斜向上的去耦翼b81。该结构可以使得天线去耦能力增强，进一步优化驻波比。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，所述反射板a1的中央设有四个分别于四个振子单元对应的馈电孔，每个馈电孔与对应振子单元馈电耦合。增强隔离度，优化天线性能。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，每两个振子单元之间均设于一个寄生振子臂a2，所述寄生振子臂a2包括有寄生横臂和设于寄生横臂一侧的半圆寄生臂。增强隔离度，优化天线性能。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，还包括有第二悬浮球5，第二悬浮球5与漂浮气垫1通过防水线缆连接在一起，所述第二悬浮球5上设有水流测速器，所述水流测速器与数据处理单元信号连接，所述水流测速器用于探测水流的流速。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，还包括有第三悬浮球6，第三悬浮球6与漂浮气垫1通过防水线缆连接在一起，所述第三悬浮球6上设有水温传感器，所述水温传感器与数据处理单元信号连接，所述水温传感器用于探测被测水体的温度。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，所述第三悬浮球6上设有放射性同位素探测器，所述放射性同位素探测器与数据处理单元信号连接，所述放射性同位素探测器用于探测被测水体内的放射性同位素信息。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，所述监测电路还包括有GPS定位装置，所述GPS定位装置与数据处理单元信号连接，GPS定位装置用于实时定位水利监测系统的位置信息，并通过通信装置将位置信息传输出去；防止其丢失。
本实施例所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，所述第三悬浮球6上设有水质探测器，所述水质探测器与数据处理单元信号连接，所述水质探测器用于探测被测水体的水质情况。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，其特征在于：包括有漂浮气垫（1），设于漂浮气垫（1）上侧的防水罩（2），防水罩（2）内设有电路盒，所述电路盒内设有监测电路；还包括有第一悬浮球（4），所述第一悬浮球（4）与漂浮气垫（1）通过防水线缆连接在一起；所述第一悬浮球（4）上设有一防水水下摄像头；所述监测电路包括有数据处理单元，还包括有分别与数据处理单元信号连接在一起的通信装置和存储单元；所述所述存储单元用于实时记录监测数据；所述通信装置用于将探测结果实时发送出去，所述通信模块包括有通信天线；漂浮气垫（1）上还设有漂浮指示灯（3）；
还包括有第二悬浮球（5），第二悬浮球（5）与漂浮气垫（1）通过防水线缆连接在一起，所述第二悬浮球（5）上设有水流测速器，所述水流测速器与数据处理单元信号连接，所述水流测速器用于探测水流的流速。
2.根据权利要求1所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，其特征在于：所述通信天线为双极化天线，所述双极化天线包括有一方形的反射板（a1），所述反射板（a1）上设有四个呈中心对称的振子单元；所述振子单元包括有一弧形的前端辐射臂（b1），所述前端辐射臂（b1）的两端延伸有垂直辐射臂（b2），两个垂直辐射臂（b2）远离前端辐射臂（b1）的一段延伸并连接在一起形成V形的后端辐射臂（b3），所述后端辐射臂（b3）的底端设有空槽（b4），所述空槽（b4）内的上侧和下侧分别向下和向上延伸出有第一子臂（b41），第一子臂（b41）的一侧延伸出有L形的第二子臂（b42），第一子臂（b41）的另一侧延伸出有L形的第三子臂（b43），所述第二子臂（b42）和第三子臂（b43）的自由端均设有弧形缺口；所述前端辐射臂（b1）的边缘处设有多个弧形缺口；所述前端辐射臂（b1）向下延伸出有电容杆（b5），所述电容杆（b5）的自由端设有第一弧形辐射臂（b51），两个垂直辐射臂（b2）均向内延伸出有耦合杆（b6），两个耦合杆（b6）的一段分别设有第二弧形辐射臂（b61）以及第三弧形辐射臂（b62）；所述第二弧形辐射臂（b61）、第三弧形辐射臂（b62）、第一弧形辐射臂（b51）均为圆弧形且三者的中心点重合；两个耦合杆（b6）向下延伸并连接形成有V形辐射臂（b7），所述V形辐射臂（b7）的两侧向内延伸出有两个T形杆臂（b71）。
3.根据权利要求2所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，其特征在于：所述后端辐射臂（b3）包括有两个旁臂和一个底臂；所述每个旁臂的一侧设有三个弧形缺口，另一侧设有一个弧形缺口。
4.根据权利要求2所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，其特征在于：所述电容杆（b5）的两侧设有L形的去耦杆（b8），所述去耦杆（b8）上朝向电容杆（b5）的一侧设有多个斜向上的去耦翼（b81）。
5.根据权利要求2所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，其特征在于：所述反射板（a1）的中央设有四个分别于四个振子单元对应的馈电孔，每个馈电孔与对应振子单元馈电耦合。
6.根据权利要求2所述的一种带有水流测速器的漂浮式水利监测系统，其特征在于：每两个振子单元之间均设于一个寄生振子臂（a2），所述寄生振子臂（a2）包括有寄生横臂和设于寄生横臂一侧的半圆寄生臂。
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CN107192807A (zh) * 2017-07-11 2017-09-22 江苏圌山旅游文化发展有限公司 温泉水质监测平台
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