CN106404117A - 一种用于防洪工程的智能防洪监控设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于防洪工程的智能防洪监控设备，包括立柱、横梁和水位监控机构；所述水位监控机构包括基座、两个设置在基座下方的红外线发射器和两个分别设置在基座两侧的红外线接收组件，两个所述红外线发射器关于基座的竖向中心轴线对称，所述红外线发射器与红外线接收组件一一对应，该用于防洪工程的智能防洪监控设备中，由驱动电机通过牵引线来控制固定支座的升降，实现了对红外线接收板升降的控制，对水位监控机构的体积进行控制，提高了监控设备的稳定性，提高了水位监控的精确性；不仅如此，在信号放大电路中，通过可调电阻能够对以第一运算放大器为主的信号放大电路的放大增益进行调节，从而提高了监控设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于防洪工程的智能防洪监控设备。
背景技术
在我国，随着城市化建设的加快，其防洪工程的建立也不容忽视。在现有的防洪工程中，首先需要对水位进行实时监控，从而保证进行最及时的防洪措施。
在现有的防洪监控设备中，大多都是通过红外线的发射和接收来对水位进行实时监控，但是由于水位的升降，使得接收板的范围变大，从而由于接收板的体积过大，而影响了监控设备的稳定性，降低了水位检测的精确性；不仅如此，在对信号进行处理时，都需要先对信号进行放大，而现有的信号放大电路的放大增益不可调，从而降低了信号检测电路的使用范围，降低了设备的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于防洪工程的智能防洪监控设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于防洪工程的智能防洪监控设备，包括立柱、设置在立柱顶端的横梁和设置在横梁下方的水位监控机构；
所述水位监控机构包括基座、两个设置在基座下方的红外线发射器和两个分别设置在基座两侧的红外线接收组件，两个所述红外线发射器关于基座的竖向中心轴线对称，所述红外线发射器与红外线接收组件一一对应，所述红外线接收组件包括红外线接收板和若干设置在红外线接收板和横梁之间的角度调节组件；
所述角度调节组件包括设置在红外线接收板上方的固定支座和设置在横梁下方的驱动电机，所述驱动电机与固定支座传动连接有牵引线，所述红外线接收板与基座连接有铰接轴；
所述基座的内部设有中央控制模块、无线通讯模块和信号处理模块，所述无线通讯模块和信号处理模块均与中央控制模块连接，所述中央控制模块为PLC；
所述信号处理模块包括信号放大电路，所述信号放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、光敏二极管和可调电阻，所述第一运算放大器的输出端通过第六电阻接地，所述第一运算放大器的反相输入端通过第五电阻与第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端通过第四电阻接地，所述第二运算放大器的输出端通过可调电阻与第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与可调电阻的可调端连接，所述第二运算放大器的反相输入端通过第三电阻接地，所述第二运算放大器的同相输入端分别通过第一电阻和第二电阻接地，所述第二运算放大器的同相输入端与光敏二极管的阴极连接，所述光敏二极管的阳极外接5V直流电压电源。
作为优选，为了保证监控设备无线通讯的可靠性，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。
作为优选，两个所述红外线发射器的中心轴线与基座的竖向中心轴线的夹角的角度均为15度。
作为优选，为了提高装置的可持续工作能力，所述基座的内部还设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
作为优选，为了保证对红外线接收板牵引的可靠性，所述牵引线为碳素线。
作为优选，为了提高装置的安全等级，所述基座的阻燃等级为V-0。
作为优选，为了提高红外线接收板开合角度的精确控制，所述驱动电机为步进电机。
作为优选，LMV324具有温漂系数低的特点，提高了信号放大电路的温度抗干扰能力，所述第一运算放大器和第二运算放大器的型号均为LMV324。
本发明的有益效果是，该用于防洪工程的智能防洪监控设备中，由驱动电机通过牵引线来控制固定支座的升降，实现了对红外线接收板升降的控制，对水位监控机构的体积进行控制，提高了监控设备的稳定性，提高了水位监控的精确性；不仅如此，在信号放大电路中，通过可调电阻能够对以第一运算放大器为主的信号放大电路的放大增益进行调节，从而提高了监控设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于防洪工程的智能防洪监控设备的结构示意图；
图2是本发明的用于防洪工程的智能防洪监控设备的水位监控机构的结构示意图；
图3是本发明的用于防洪工程的智能防洪监控设备的信号放大电路的电路原理图；
图中：1.横梁，2.立柱，3.基座，4.红外线发射器，5.红外线接收组件，6.铰接轴，7.红外线接收板，8.固定支座，9.驱动电机，10.牵引线，U1.第一运算放大器，U2.第二运算放大器，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，R5.第五电阻，R6.第六电阻，LED1.光敏二极管，RP1.可调电阻。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图3所示，一种用于防洪工程的智能防洪监控设备，包括立柱2、设置在立柱2顶端的横梁1和设置在横梁1下方的水位监控机构；
所述水位监控机构包括基座3、两个设置在基座3下方的红外线发射器4和两个分别设置在基座3两侧的红外线接收组件5，两个所述红外线发射器4关于基座3的竖向中心轴线对称，所述红外线发射器4与红外线接收组件5一一对应，所述红外线接收组件5包括红外线接收板7和若干设置在红外线接收板7和横梁1之间的角度调节组件；
所述角度调节组件包括设置在红外线接收板7上方的固定支座8和设置在横梁1下方的驱动电机9，所述驱动电机9与固定支座8传动连接有牵引线10，所述红外线接收板7与基座3连接有铰接轴6；
所述基座3的内部设有中央控制模块、无线通讯模块和信号处理模块，所述无线通讯模块和信号处理模块均与中央控制模块连接，所述中央控制模块为PLC；
所述信号处理模块包括信号放大电路，所述信号放大电路包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、光敏二极管LED1和可调电阻RP1，所述第一运算放大器U1的输出端通过第六电阻R6接地，所述第一运算放大器U1的反相输入端通过第五电阻R5与第一运算放大器U1的输出端连接，所述第一运算放大器U1的同相输入端与第二运算放大器U2的输出端连接，所述第二运算放大器U2的输出端通过第四电阻R4接地，所述第二运算放大器U2的输出端通过可调电阻RP1与第二运算放大器U2的反相输入端连接，所述第二运算放大器U2的输出端与可调电阻RP1的可调端连接，所述第二运算放大器U2的反相输入端通过第三电阻R3接地，所述第二运算放大器U2的同相输入端分别通过第一电阻R1和第二电阻R2接地，所述第二运算放大器U2的同相输入端与光敏二极管LED1的阴极连接，所述光敏二极管LED1的阳极外接5V直流电压电源。
作为优选，为了保证监控设备无线通讯的可靠性，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。
作为优选，两个所述红外线发射器4的中心轴线与基座3的竖向中心轴线的夹角的角度均为15度。
作为优选，为了提高装置的可持续工作能力，所述基座3的内部还设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
作为优选，为了保证对红外线接收板7牵引的可靠性，所述牵引线10为碳素线。
作为优选，为了提高装置的安全等级，所述基座3的阻燃等级为V-0。
作为优选，为了提高红外线接收板7开合角度的精确控制，所述驱动电机9为步进电机。
作为优选，LMV324具有温漂系数低的特点，提高了信号放大电路的温度抗干扰能力，所述第一运算放大器U1和第二运算放大器U2的型号均为LMV324。
该用于防洪工程的智能防洪监控设备中，红外线发射器4设置在基座3的下方，通过红外线发射器4发射红外线信号，同时由对应的红外线接收板7来接收红外线信号，保证了对水位的实时监控。而且，为了有效控制水位监控机构的体积，通过角度调节组件来控制红外线接收板7的开合角度，在能够保证对水位实时监控的同时，保证了水位监控机构的体积最小，从而保证了监控设备的稳定性。其中，驱动电机9通过牵引线10来控制固定支座8的升降，实现了对红外线接收板7升降的控制，实现了对水位监控机构的体积的控制。
该用于防洪工程的智能防洪监控设备中，中央控制模块，用来对设备内的各个模块进行智能化控制，从而提高了设备的智能化；无线通讯模块，用来实现对设备的无线通讯的能力，保证了其无线通讯的可靠性；信号处理模块，用来对红外线信号进行处理，保证了对水位的实时监控。其中，在信号放大电路中，以第一运算放大器U1为主的信号放大电路对光敏二极管LED1接收到的红外线信号进行一级放大，再通过以第二运算放大器U2为主的信号放大电路对信号进行二级放大，保证了红外线信号检测的可靠性，提高了监控设备的实用性。其中，通过可调电阻RP1能够对以第一运算放大器U1为主的信号放大电路的放大增益进行调节，从而提高了监控设备的实用性。
与现有技术相比，该用于防洪工程的智能防洪监控设备中，由驱动电机9通过牵引线10来控制固定支座8的升降，实现了对红外线接收板7升降的控制，对水位监控机构的体积进行控制，提高了监控设备的稳定性，提高了水位监控的精确性；不仅如此，在信号放大电路中，通过可调电阻RP1能够对以第一运算放大器U1为主的信号放大电路的放大增益进行调节，从而提高了监控设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，包括立柱(2)、设置在立柱(2)顶端的横梁(1)和设置在横梁(1)下方的水位监控机构；
所述水位监控机构包括基座(3)、两个设置在基座(3)下方的红外线发射器(4)和两个分别设置在基座(3)两侧的红外线接收组件(5)，两个所述红外线发射器(4)关于基座(3)的竖向中心轴线对称，所述红外线发射器(4)与红外线接收组件(5)一一对应，所述红外线接收组件(5)包括红外线接收板(7)和若干设置在红外线接收板(7)和横梁(1)之间的角度调节组件；
所述角度调节组件包括设置在红外线接收板(7)上方的固定支座(8)和设置在横梁(1)下方的驱动电机(9)，所述驱动电机(9)与固定支座(8)传动连接有牵引线(10)，所述红外线接收板(7)与基座(3)连接有铰接轴(6)；
所述基座(3)的内部设有中央控制模块、无线通讯模块和信号处理模块，所述无线通讯模块和信号处理模块均与中央控制模块连接，所述中央控制模块为PLC；
所述信号处理模块包括信号放大电路，所述信号放大电路包括第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、光敏二极管(LED1)和可调电阻(RP1)，所述第一运算放大器(U1)的输出端通过第六电阻(R6)接地，所述第一运算放大器(U1)的反相输入端通过第五电阻(R5)与第一运算放大器(U1)的输出端连接，所述第一运算放大器(U1)的同相输入端与第二运算放大器(U2)的输出端连接，所述第二运算放大器(U2)的输出端通过第四电阻(R4)接地，所述第二运算放大器(U2)的输出端通过可调电阻(RP1)与第二运算放大器(U2)的反相输入端连接，所述第二运算放大器(U2)的输出端与可调电阻(RP1)的可调端连接，所述第二运算放大器(U2)的反相输入端通过第三电阻(R3)接地，所述第二运算放大器(U2)的同相输入端分别通过第一电阻(R1)和第二电阻(R2)接地，所述第二运算放大器(U2)的同相输入端与光敏二极管(LED1)的阴极连接，所述光敏二极管(LED1)的阳极外接5V直流电压电源。
2.如权利要求1所述的用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。
3.如权利要求1所述的用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，两个所述红外线发射器(4)的中心轴线与基座(3)的竖向中心轴线的夹角的角度均为15度。
4.如权利要求1所述的用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，所述基座(3)的内部还设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
5.如权利要求1所述的用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，所述牵引线(10)为碳素线。
6.如权利要求1所述的用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，所述基座(3)的阻燃等级为V-0。
7.如权利要求1所述的用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，所述驱动电机(9)为步进电机。
8.如权利要求1所述的用于防洪工程的智能防洪监控设备，其特征在于，所述第一运算放大器(U1)和第二运算放大器(U2)的型号均为LMV324。
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Effective date of registration: 20190520 Address after: 100000 West Chang'an Avenue, Xicheng District, Xicheng District, Beijing Applicant after: State Grid Corporation of China Applicant after: Tonghua Power Supply Company, State Grid Jilin Electric Power Co., Ltd. Address before: 518000 room 209, SED science and technology building, 1 Nanshan District science and technology road, Shenzhen, Guangdong. Applicant before: Shenzhen Zhongke Zhicheng Technology Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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