CN107917687A - 一种淤泥厚度智能测量装置 - Google Patents

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丁奕森
崔浩轩
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    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness

Abstract

本发明涉及一种淤泥厚度智能测量装置,包括:收放模块、识别模块和探测模块,所述收放模块中拉绳式位移传感器的拉绳与识别模块上端相连接,所述识别模块的下端与探测模块之间通过连接线相连接,收放模块包括机壳,所述的机壳上端设置有拉绳式位移传感器,机壳下端设置有升降电机和收放模块供电电池,升降电机的机轴连接有丝杠,所述的拉绳缠绕在丝杠上,所述的探测模块包括密封壳,密封壳内部下端设置有探测电机,密封壳内部的上端固定有探测模块供电电池,所述探测电机的机轴穿过密封壳连接有转头。本发明解决了现有淤积测量时人工操作测量精度低、无法实现实时在线测量等难题,实现了在动水有压环境下的淤积实时监测功能。

Description

一种淤泥厚度智能测量装置
技术领域
本发明涉及工程测量技术领域,特别涉及一种淤泥厚度智能测量装置。
背景技术
在工程施工或沉淀池工作中,淤泥厚度的监测对于后续施工或工作的决策具有重要意义。如进行水电工程施工时需进行引水隧洞淤积厚度监测,在洗矿场沉淀池、污水处理厂初沉池、二沉池、浓缩池需进行淤积厚度监测。
传统的监测方法主要是人工将带有刻度的标尺插入淤泥中,观察标尺上淤泥印记的高度。这种测量方法存在测量环境要求高、因人力插入标尺力度不同影响测量结果、人为读数精度低、手动操作测量繁琐等问题,急需一种对淤积实时监测的装置,为安全生产过程控制提供可靠的数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种淤泥厚度智能测量装置,解决现有淤积测量时人工操作测量精度低、无法实现实时在线测量等难题,实现了在动水有压环境下的淤积实时监测功能,具有自动化程度和测量精度高等优点。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案来实现:一种淤泥厚度智能测量装置,包括:收放模块、识别模块和探测模块,所述收放模块中拉绳式位移传感器的拉绳与识别模块上端相连接,所述识别模块的下端与探测模块之间通过连接线相连接,所述的收放模块包括机壳,所述的机壳上端设置有拉绳式位移传感器,机壳下端设置有升降电机和收放模块供电电池,所述升降电机的机轴连接有丝杠,所述的拉绳缠绕在丝杠上,升降电机旋转带动丝杠转动,从而带动丝杠上缠绕的拉绳上升或下降,实现对识别模块和探测模块的升降运动,拉绳式位移传感器将拉绳升降的距离转换后可以显示或者储存,供电电池用于给收放模块中的拉绳式位移传感器和升降电机提供电能。
进一步的,所述的探测模块包括密封壳,所述的密封壳内部下端设置有探测电机,密封壳内部的上端固定有探测模块供电电池,所述探测电机的机轴穿过密封壳连接有转头,探测电机带动转头转动淤泥,实现探测模块的下降。
进一步的,所述的识别模块包括上部密封壳和下部密封壳,所述的上部密封壳和下部密封壳内部均对称设置有两个拉力传感器,所述上部密封壳中的拉力传感器与下部密封壳中的拉力传感器相连接,当探测模块在水中时,探测模块和识别模块的重力大于水的浮力,探测模块保持速度较快的匀速下降;当探测模块在进入淤泥中时,由于淤泥的阻力,探测模块下降速度将降低,拉力传感器的拉力发生变化,记下此时拉绳式位移传感器的读数,加上连接线的长度和探测模块与识别模块的高度即为水的深度L;当探测模块穿过淤泥到达硬土层时,探测模块下降速度将大幅度降低,此时识别模块还在匀速下降,拉绳处于拉直状态,但连接线将处于松弛状态,拉力传感器的拉力将减小,记下此时拉绳式位移传感器的读数,加上连接线的长度和探测模块与识别模块的高度即为淤泥底部的深度L,L-L即为淤泥的厚度。
进一步的,所述识别模块中的下部密封壳中还设置有蜂鸣器,拉力传感器的拉力减小后,蜂鸣器发出声响,提醒测量员记下此时拉绳式位移传感器的读数。
进一步的,所述机壳的底部设置有无线接收器,所述识别模块中的下部密封壳中设置有无线发射器,作为一种智能计数的方案,拉力传感器的拉力减小后,无线发射器发射信号被无线接收器接收,收放模块中的处理器记下此时拉绳式位移传感器的读数,这种计数更加准确。
进一步的,所述转头的形状为陀螺形,所述转头材质为塑料或者金属,选择陀螺形形状和不同材质的转头,结合探测电机的转速,可以控制探测模块到达硬土层时的下降速度,从而更加精确的实现测量。
工作时,将识别模块和探测模块放入水中,升降电机旋转带动丝杠转动,从而带动丝杠上缠绕的拉绳下降。当探测模块在进入淤泥中时,由于淤泥的阻力,探测模块下降速度将降低,拉力传感器的拉力发生变化,通过蜂鸣器发出声响或者无线发射器与无线接收器配合,记下此时拉绳式位移传感器的读数,加上连接线的长度和探测模块与识别模块的高度即为水的深度L1;当探测模块穿过淤泥到达硬土层时,探测模块下降速度将大幅度降低,此时识别模块还在匀速下降,拉绳处于拉直状态,但连接线将处于松弛状态,拉力传感器的拉力将大幅度减小,记下此时拉绳式位移传感器的读数,加上连接线的长度和探测模块与识别模块的高度即为淤泥底部的深度L2,L2-L1即为淤泥的厚度。
本发明的有益效果为:
1、升降电机14旋转带动丝杠15转动,从而带动丝杠15上缠绕的拉绳17上升或下降,实现对识别模块和探测模块的升降运动,代替传统测量时人工进行放线和提线作业,提高收放线效率。
2、拉绳式位移传感器12将拉绳17升降的距离转换后可以显示或者储存,代替人工测量时读数和计数,能够减少人为误差,且方便结合大数据进行分析处理,拉绳式位移传感器提高测量精度。
3、使用探测电机的机轴穿过密封壳连接有转头,探测电机带动转头转动淤泥,实现探测模块的下降。避免因人力插入标尺力度不同影响测量结果,提高测量精度。
4、机壳的底部设置有无线接收器,识别模块中的下部密封壳中设置有无线发射器,通过无线传输数据,使得测量更加准确。
5、转头的形状为陀螺形,转头材质为塑料或者金属,选择陀螺形状和不同材质的转头,结合探测电机的转速,可以控制探测模块到达硬土层时的下降速度,从而更加精确的实现测量。
6、能够解决现有淤积测量时人工操作测量精度低、无法实现实时在线测量等难题,实现了在动水有压环境下的淤积实时监测功能,具有自动化程度和测量精度高等优点。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图中所示文字标注表示为:11、机壳;12、拉绳式位移传感器;13、收放模块供电电池;14、升降电机;15、丝杠;16、无线接收器;17、拉绳;18、连接线;21、上部密封壳;22、下部密封壳;23、无线发射器;24、拉力传感器;31、密封壳;32、探测电机;33、探测模块供电电池;34、转头34。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1所示,一种淤泥厚度智能测量装置,包括:收放模块、识别模块和探测模块,所述收放模块中拉绳式位移传感器12的拉绳17与识别模块上端相连接,所述识别模块的下端与探测模块之间通过连接线18相连接,所述的收放模块包括机壳11,所述的机壳11上端设置有拉绳式位移传感器12,机壳11下端设置有升降电机14和收放模块供电电池13,所述升降电机14的机轴连接有丝杠15,所述的拉绳17缠绕在丝杠15上,升降电机14旋转带动丝杠15转动,从而带动丝杠15上缠绕的拉绳17上升或下降,实现对识别模块和探测模块的升降运动,拉绳式位移传感器12将拉绳17升降的距离转换后可以显示或者储存,供电电池13用于给收放模块中的拉绳式位移传感器12和升降电机14提供电能。
作为本设计的一种优选技术方案,所述的探测模块包括密封壳31,所述的密封壳31内部下端设置有探测电机32,密封壳31内部的上端固定有探测模块供电电池33,所述探测电机32的机轴穿过密封壳31连接有转头34,探测电机32带动转头34转动淤泥,实现探测模块的下降。
作为本设计的一种优选技术方案,所述的识别模块包括上部密封壳21和下部密封壳22,所述的上部密封壳21和下部密封壳22内部均对称设置有两个拉力传感器24,所述上部密封壳21中的拉力传感器24与下部密封壳22中的拉力传感器24相连接,当探测模块在水中时,探测模块和识别模块的重力大于水的浮力,探测模块保持速度较快的匀速下降;当探测模块在进入淤泥中时,由于淤泥的阻力,探测模块下降速度将降低,拉力传感器24的拉力发生变化,记下此时拉绳式位移传感器12的读数,加上连接线18的长度和探测模块与识别模块的高度即为水的深度L1;当探测模块穿过淤泥到达硬土层时,探测模块下降速度将大幅度降低,此时识别模块还在匀速下降,拉绳17处于拉直状态,但连接线18将处于松弛状态,拉力传感器24的拉力将减小,记下此时拉绳式位移传感器12的读数,加上连接线18的长度和探测模块与识别模块的高度即为淤泥底部的深度L2,L2-L1即为淤泥的厚度。
作为本设计的一种优选技术方案,所述识别模块中的下部密封壳22中还设置有蜂鸣器,拉力传感器24的拉力减小后,蜂鸣器发出声响,提醒测量员记下此时拉绳式位移传感器12的读数。
作为本设计的一种优选技术方案,所述机壳11的底部设置有无线接收器16,所述识别模块中的下部密封壳22中设置有无线发射器23,作为一种智能计数的方案,拉力传感器24的拉力减小后,无线发射器23发射信号被无线接收器16接收,收放模块中的处理器记下此时拉绳式位移传感器12的读数,这种计数更加准确。
作为本设计的一种优选技术方案,所述转头34的形状为陀螺形,所述转头34材质为塑料或者金属,选择陀螺形形状和不同材质的转头34,结合探测电机32的转速,可以控制探测模块到达硬土层时的下降速度,从而更加精确的实现测量。
工作时,将识别模块和探测模块放入水中,升降电机14旋转带动丝杠15转动,从而带动丝杠15上缠绕的拉绳17下降。当探测模块在进入淤泥中时,由于淤泥的阻力,探测模块下降速度将降低,拉力传感器24的拉力发生变化,通过蜂鸣器发出声响或者无线发射器与无线接收器配合,记下此时拉绳式位移传感器12的读数,加上连接线18的长度和探测模块与识别模块的高度即为水的深度L1;当探测模块穿过淤泥到达硬土层时,探测模块下降速度将大幅度降低,此时识别模块还在匀速下降,拉绳17处于拉直状态,但连接线18将处于松弛状态,拉力传感器24的拉力将大幅度减小,记下此时拉绳式位移传感器12的读数,加上连接线18的长度和探测模块与识别模块的高度即为淤泥底部的深度L2,L2-L1即为淤泥的厚度。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用与其他场合的,均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种淤泥厚度智能测量装置,其特征在于,包括:收放模块、识别模块和探测模块,所述收放模块中拉绳式位移传感器(12)的拉绳(17)与识别模块上端相连接,所述识别模块的下端与探测模块之间通过连接线(18)相连接,所述的收放模块包括机壳(11),所述的机壳(11)上端设置有拉绳式位移传感器(12),机壳(11)下端设置有升降电机(14)和收放模块供电电池(13),所述升降电机(14)的机轴连接有丝杠(15),所述的拉绳(17)缠绕在丝杠(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥厚度智能测量装置,其特征在于:所述的探测模块包括密封壳(31),所述的密封壳(31)内部下端设置有探测电机(32),密封壳(31)内部的上端固定有探测模块供电电池(33),所述探测电机(32)的机轴穿过密封壳(31)连接有转头(34)。
3.根据权利要求1所述的一种淤泥厚度智能测量装置,其特征在于:所述的识别模块包括上部密封壳(21)和下部密封壳(22),所述的上部密封壳(21)和下部密封壳(22)内部均对称设置有两个拉力传感器(24),所述上部密封壳(21)中的拉力传感器(24)与下部密封壳(22)中的拉力传感器(24)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种淤泥厚度智能测量装置,其特征在于:所述识别模块中的下部密封壳(22)中还设置有蜂鸣器。
5.根据权利要求1中任意一项权利要求所述的淤泥厚度测量仪,其特征在于:所述机壳(11)的底部设置有无线接收器(16)。
6.根据权利要求5所述的一种淤泥厚度智能测量装置,其特征在于:所述识别模块中的下部密封壳(22)中设置有无线发射器(23)。
7.根据权利要求2所述的一种淤泥厚度智能测量装置,其特征在于:所述转头(34)的形状为陀螺形。
8.根据权利要求2所述的一种淤泥厚度智能测量装置,其特征在于:所述转头(34)材质为塑料或者金属。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110988290A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 上海西派埃智能化系统有限公司 一种应用于污水处理的水下监测系统
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