CN108549422A - 水位调节系统及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水位调节系统及其调节方法，水位调节系统包括：水位检测装置，用于检测水体内的水位；排水装置，用于将水体内存储的水至少部分排出；控制装置，与排水装置连接并控制排水装置；终端服务装置，与水位检测装置连接；水位检测装置包括：水位传感器，用于检测水体内的水位是否达到预设值；信号发射器，用于发送水位信息；控制装置包括：第一信号接收器，与信号发射器连接以接收信号发射器发射出的水位信息；水流控制器，根据第一信号接收器接收到的水位信息控制排水装置的流速；水位传感器的数目为两个以上，其中至少两个水位传感器能够检测不同的预设值。该水位调节系统能够智能检测水位信息并能够智能调节水体的水位。

Description

水位调节系统及其调节方法

技术领域

本发明涉及水利工程防控系统，具体涉及一种适用于水库的水位调节系统及其调节方法。

背景技术

水库经常会被设置在一些人口比较密集的区域，以供该区域的人们的不时之需，例如生活饮用、农田灌溉等。但是每到降雨量较高的时节，特别是梅雨时节，水库内的水位上涨迅速，经常会出现水位突然超过警戒线的情况，而如果这时还不能及时的发现水位上涨严重并及时排水的话，很可能会冲破大坝，使得水库内的水冲出水库并流入到农田中，甚至可能会进入到生活区域，从而造成严重的人身危险以及财产损失。而现有的检测水位的信息以及进行排水的装置大部分还是通过传统的人工进行的方式，这样不仅效率低下而且不能及时的进行防控工作。另外，也出现了一些智能检测水位信息的装置，但是这些装置通常不能同时进行智能的调节水位，而且现有的检测水位信息的装置的结构也比较复杂且稳定性较差，这使得很多水库也不得不依然采用传统的方式进行水位检测。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够智能的检测水位信息并能够智能调节水体水位的水位调节系统及其调节方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种水位调节系统，包括：

水位检测装置，用于检测水体内的水位；

排水装置，用于将水体内存储的水至少部分排出；

控制装置，与所述排水装置连接并控制所述排水装置；

终端服务装置，与所述水位检测装置连接；

所述水位装置包括：

水位传感器，用于检测水体内的水位是否达到预设值；

信号发射器，用于发送所述水位传感器所检测到的水位信息；

所述控制装置包括：

第一信号接收器，与所述信号发射器连接以接收所述信号发射器发射出的水位信息；

水流控制器，根据所述第一信号接收器接收到的水位信息控制所述排水装置的流速；

所述终端服务装置包括：

第二信号接收器，与所述信号发射器连接以接收所述信号发射器发射出的水位信息；

报警器，用于在水体内的水位达到预设最高值时发出警报；

存储器，存储所述第二信号接收器所接收到的水位信息；

数据分析器，与所述存储器连接并能够定期的分析所述水位信息并将分析的结果存储在所述存储器中以供查看；

其中，所述水位传感器的数目为两个以上，其中至少两个所述水位传感器能够检测不同的预设值。

进一步地，每个所述水位传感器用于检测水体内的水位是否达到不同的预设值。

进一步地，所述水位传感器包括：

传感器壳体，形成有用于允许水体的水进入到该传感器壳体内的开口；

漂浮元件，设置在所述传感器壳体内；

位置感应元件，用于感应所述漂浮元件是否达到所述预设值所在的位置；

保持元件，允许所述漂浮元件在水体内上下运动且阻止所述漂浮元件在水体内水平漂移。

进一步地，所述漂浮元件设置在所述传感器壳体内；

所述保持元件为两端分别连接所述漂浮元件和所述传感器壳体的弹簧。

进一步地，所述排水装置包括：

闸门；

电机，用于控制所述闸门打开以进行排水；

位置传感器，用于检测所述闸门是否打开至预设位置；

其中，所述水流控制器与所述位置传感器电连接或者通信连接，所述电机和所述水流控制器电连接或者通信连接。

进一步地，所述位置传感器的数目与用于检测水位是否达到预设值的所述水位传感器的数目相同，所述预设位置与所述预设值相对应。

进一步地，所述数据分析器中还包括用于供用户自定义的分析所述存储器中所存储的水位信息的自定义模块。

进一步地，预调节器，在水体内的水位未达到所述预设值时预先控制所述排水装置排水；

其中，所述数据分析器根据上一年度的水位信息在水体内的水位即将进入上涨期前控制所述预调节器启动。

一种适用于所述的水位调节系统的调节方法，至少包括步骤：

第一步，启动系统；

第二步，所述水位传感器检测水位是否达到预设值，如果否则该水位传感器继续检测水位是否达到该预设值，如果是则进行下一步；

第三步，另一个所述水位传感器检测水位是否达到与该水位传感器对应的且比上一个预设值更大的另一个预设值，如果否则所述水流控制器控制所述排水装置以与上一个所述预设值对应的流速进行排水，如果否则反复进行该第三步。

进一步地，在所述水流控制器控制所述排水装置进行排水的过程中还包括步骤：

在水体内的水位下降到小于当前水位所对应的预设值时，所述水流控制器控制所述排水装置减小排水的流速。

本发明的有益之处在于：该水位调节系统采用一种更加简洁的系统并智能的检测水位信息，用户可以通过终端服务装置实时掌控水位信息，并能根据预警信息进行人为干涉或者通过系统自身智能调节水体的水位。

附图说明

图1所示为本发明的水位调节系统的模块结构图；

图2所示为图1中的水位检测装置的结构示意图；

图3所示为水流控制器与排水装置的连接图；

图4所示为图2中的水位传感器的结构示意图；

图5所示为本发明的适用于水位调节系统的调节方法的流程图。

具体实施方式

图1中所示的水位调节系统100可以用于检测水库内的水体101的水位信息，并且还能够对水体101的水位进行实时调节。当然可以理解的，本发明的水位调节系统100不仅适用于水库，也适用于其它的例如河流、湖泊等的水体101。

如图1所示，水位调节系统100主要包括：水位检测装置10、控制装置20、排水装置30以及终端服务装置40。

水位检测装置10用于检测水体101内的水位并将水位信息发送至控制装置20以及终端服务装置40。水位信息具体可以包括水体101内的水的水位。水位检测装置10具体可以包括：水位传感器11和信号发射器12，在本实施例中水位传感器11和信号发射器12集成为一个整体，从而提高信息的准确性。当然，可以理解的，在其它实施例中，水位传感器11和信号发射器12也可以分开形成。水位传感器11可以直接安装在水库的水体101内，这样有必要使得水位传感器11应当具有较好的防水性能。而在其它实施例中，水位传感器11也可以不设置在水体101内，而是设置在水体101的上方，例如激光式传感器、红外式传感器。信号发射器12用于将水位传感器11所检测到的水位信息发送至控制装置20以及终端服务装置40。信号发射器12具体可以无线发射器，这样可以随时随地的接收信号，从而提高了便捷性，其具体可以是利用移动、联通、电信等的基站进行信号的传递，也可以利用蓝牙进行发射信号，还可以通过红外进行发射信号。当然，可以理解的，信号发射器12也可以是有线发射器，这样可以进一步的保证信号传递的准确性。

控制装置20用于通过接收水位检测装置10检测到的水位信息来控制排水装置30是否排水以及排水的速度。控制装置20具体可以包括：第一信号接收器21和水流控制器22。第一信号接收器21与信号发射器12通信连接，第一信号接收器21能接收信号发射器12发射出来的水位信息。第一信号接收器21与水流控制器22连接，水流控制器22根据水体101内的水位的高低控制排水装置30排水的流速。这样，根据水体101内的不同的水位来智能的控制排水装置30的流速，从而能够驱动水位调节系统100朝向智能化发展，而且当水位较高时，水流控制器22控制排水装置30的排水速度加快，从而能够避免水体101内的水积累较多而溢出，同时避免水积累较多而冲破坝体，而当水位较低时，水流控制器22控制排水装置30的排水速度减慢，从而能够让用户及时的准备备用存水区，而且还能够避免水体101内的有益的生物、元素流失，同时还能够避免排水速度过快可能造成的经济损失以及危害人身安全，同时还能够对排水装置30自身具有一定的保护作用。

如图3所示，排水装置30可以包括闸门31，在本实施例中，闸门31的数目为一，水流控制器22可以通过闸门31打开的大小来控制排水的速度。当然可以理解的，在其它实施例中，闸门31的数目也可以包括多个，水流控制器22通过控制闸门31打开的个数来控制排水的速度。

终端服务装置40与水位检测装置10连接，终端服务装置40具体可以包括：第二信号接收器41、报警器42、存储器43以及数据分析器44。第二信号接收器41与信号发射器12也通信连接，第二信号接收器41将接收到的信号可以存储到存储器43内，第二信号接收器41还与报警器42连接，当第二信号接收器41接收到的水位信息反映出水体101内的水位达到预设最高值时，报警器42可以发出警报，从而提醒用户及时的进行人工干预，例如加固坝体，或者采用额外的排水措施。另外，通过报警器42发出警报来提醒工作人员水位已经达到预设较高值，还能够避免因为工作人员的工作疏忽、或者不能时刻看管而造成的不能及时进行人工干预，从而造成水积累较多而造成的坝体被冲破等的问题。报警器42具体可以发出鸣笛，还可以发出闪烁的光线，再或者报警器42可以通过显示屏显示出报警信号。存储器43能够存储任何时间的水位信息，这样用于可以随时随地的按照需要调取存储器43内部的数据。数据分析器44可以定期的通过分析软件对水位信息的月度状况、季度状况以及年度状况进行分析并将分析结果存储在存储器43中，以供用户随时的调用并查看分析结果，用户还可以根据这些分析结果来对水库进行管理，从而能够更智能化的对水库进行管理。当然可以理解的，数据分析器44还可以包括自定义模块，自定义模块可以使得用户自定义的对存储器43中所存储的水位信息进行数据的分析，从而满足更多的需求。在本实施例中，终端服务装置40具体可以为一个电脑，这样能够方便用户进行信息的查看，同时还使得用户可以在距离水库很远的监控室内进行水位的监控，另外，用户还可以通过电脑来控制整个水位调节系统，从而实现智能化管理。再或者，终端服务装置40还可以是一个手机，这样能够使得用户可以随时随地的接收并查看水库内的水位信息，从而提高了便捷性，避免出现因为无人看管而出现疏忽的问题，而且还使得当用户离开监控室而需要到水库实体查看水库状况时能够更方便的查看水位信息。终端服务装置40的数目可以为多个，水位检测装置10可以分别与每一个终端服务装置40通信连接，特别是对于手机而言，水位检测装置10与多个手机分别通信连接，这样可以使得不同的工作人员均能够查看到水位信息并对水库进行管理，从而提高了效率，方便了操作。

具体而言，如图1和图2所示，水位传感器11的数目为两个以上，其中，至少有两个水位传感器11能够检测不同的预设值。这样，水位检测装置10能够分高度检测水体101内的水位，而根据这些不同的水位信息，水流控制器22能够对应的控制排水装置30以不同流速进行排水。

在本实施例中，具体以水位传感器11的数目为4个为例，每一个水位传感器11用于检测水位是否达到与其对应的预设值。例如其中第一个水位传感器11用于检测水位是否达到第一预设值，第二个水位传感器11用于检测水位是否达到第二预设值，第三个水位传感器11用于检测水位是否达到第三预设值，其中，第一预设值小于第二预设值，第二预设值小于第三预设值。其中第四个水位传感器11用于检测水位是否达到预设最高值，该预设最高值大于第三预设值，当水体101内的水位达到预设最高值时，报警器42才发出警报，这时可以进行人工干预。可以理解的，水位传感器11的数目并不以3个为限，可以根据需要设置任意个的水位传感器11。这样通过多个水位传感器11来分别检测水位是否达到预设值的方式使得检测的结构更准确更直观，更有利于工作人员的查看与操作。

如图4所示为水位传感器11和信号发射器12集成为一体的具体结构图。如图4所示，水位传感器11具体可以包括：传感器壳体111、漂浮元件112、位置传感元件113和保持元件114。传感器壳体111形成有用于允许水体101中的水进入到该传感器壳体111内的开口。通过开口连通传感器壳体111的内外，使得传感器壳体111内的水位与水体101内的水位时刻的保持一致。漂浮元件112设置在传感器壳体111内，当传感器壳体111内有水时，水将会使得漂浮元件112浮在水面上且漂浮元件112会随着水位的上升或者下降而上下移动。位置传感元件113也设置在传感器壳体111内，其用于感应漂浮元件112是否达到预设值所在的位置。保持元件114设置在传感器壳体111内，保持元件114与漂浮元件112连接，保持元件114允许漂浮元件112在水体101内上下移动且阻止漂浮元件112在水体101内水平漂移，从而保证了数据的准确性。信号发射器12也可以设置在传感器壳体111内，信号发射器12可以与位置传感元件113电连接或者通信连接。当水位传感器11检测到水体101内的水位达到预设值时，信号发射器12向第一信号接收器21以及第二信号接收器41发射信号。其中，保持元件114具体可以为两端分别连接漂浮元件112和传感器壳体111的弹簧。

再如图3所示，排水装置30除了包括闸门31，还包括电机32和位置感应组件33。电机32与水流控制器22连接，当水位检测装置10检测到水位达到预设值时，水流控制器22控制电机32启动，电机32驱动闸门31打开以进行排水。位置感应组件33用于感应闸门31打开的大小，当闸门31达到预设位置。水流控制器22与位置传感组件电连接或者通信连接，电机32与水流控制器22电连接或者通信连接。具体而言，当位置感应组件33检测到闸门31打开到与预设值对应的预设位置时，水流控制器22控制电机32停机，闸门31以对应的水流速度进行排水。

具体而言，位置感应组件33包括多个位置传感器，位置传感器的数目与用于检测水位是否达到预设值的水位传感器11的数目相同。例如，在本实施例中，用于检测水位是否达到预设值的水位传感器11的数目为3个，用于检测水位是否达到预设最高值的水位传感器11的数目为1个，因此，在本实施例中，位置感应组件33也包括三个位置传感器，它们分别为第一位置传感器331、第二位置传感器332和第三位置传感器333，每一个位置传感器的预设位置分别与一个水位传感器11的预设值相对应。

在本实施例中，水位调节系统100还可以包括预调节器，预调节器用于在水体101内的水位未达到预设值时预先控制排水装置30排水。预调节器与数据分析器44电连接或者通信连接，数据分析器44根据上一年度的水位信息在水体101内的水位即将进入上涨期前控制预调节器启动。

如图5所示，本发明还提出了适用于上述的水位调节系统100的调节方法，其包括以下步骤：

第一步，启动系统；

第二步，水位传感器11检测水位是否达到预设值，如果否则该水位传感器11继续检测水位是否达到该预设值，如果是则进行下一步；

第三步，另一个水位传感器11检测水位是否达到与该水位传感器11对应的且比上一个预设值更大的另一个预设值，如果否则水流控制器22控制排水装置30以与上一个预设值对应的流速进行排水，如果否则反复进行该第三步。

具体而言，如图5所示，以水位检测装置10包括三个用于检测水位是否达到预设值的水位传感器11为例来阐述本发明中的调节方法的具体的调节步骤：

第一步，启动系统。

第二步，水位传感器11检测水位是否达到第一预设值。如果否则反复进行该步骤，如果是则进行下一步。

第三步，另一个水位传感器11检测水位是否达到第二预设值。如果否则水流控制器22控制电机32启动并打开闸门31至第一预设位置，检测装置检测闸门31是否打开至第一预设位置，如果是，则水流控制器22控制电机32停止运行；如果是则进行下一步。

第四步，又一个水位传感器11检测水位是否达到第三预设值。如果否则水流控制器22控制电机32启动并打开闸门31至第二预设位置，检测装置检测闸门31是否打开至第二预设位置，如果是，则水流控制器22控制电机32停止运行；如果是则水流控制器22控制电机32启动并打卡闸门31至第三预设位置，检测装置检测闸门31是否打开至第三预设位置，如果是，则水流控制器22控制电机32停止运行。

这样，使得水位调节系统100能够针对不同阶段的水位高度采用不同的流速进行排水，从而使得当水位较高时，水流控制器22控制排水装置30的排水速度加快，从而能够避免水体101内的水积累较多而溢出，同时避免水积累较多而冲破坝体，而当水位较低时，水流控制器22控制排水装置30的排水速度减慢，从而能够让用户及时的准备备用存水区，而且还能够避免水体101内的有益的生物、元素流失，同时还能够避免排水速度过快可能造成的经济损失以及危害人身安全，同时还能够对排水装置30自身具有一定的保护作用。

在水流控制器22控制排水装置30进行排水的过程中还包括步骤：

在水体101内的水位下降到小于当前水位所对应的预设值时，水流控制器22控制排水装置30减小排水的流速。具体而言，当水位达到第二预设值时，则水流控制器22控制闸门31打开到第二预设位置，而当水位下降到第二预设值之下时，水流控制器22则控制闸门31降低到第一预设位置。这样，当水位由高降到低位时，能够实时的使得排水装置30的流速由快变慢，从而能够更进一步的保护水体。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水位调节系统，包括：

水位检测装置，用于检测水体内的水位；

排水装置，用于将水体内存储的水至少部分排出；

控制装置，与所述排水装置连接并控制所述排水装置；

终端服务装置，与所述水位检测装置连接；

所述水位检测装置包括：

水位传感器，用于检测水体内的水位是否达到预设值；

信号发射器，用于发送所述水位传感器所检测到的水位信息；

所述控制装置包括：

第一信号接收器，与所述信号发射器连接以接收所述信号发射器发射出的水位信息；

水流控制器，根据所述第一信号接收器接收到的水位信息控制所述排水装置的流速；

所述终端服务装置包括：

第二信号接收器，与所述信号发射器连接以接收所述信号发射器发射出的水位信息；

报警器，用于在水体内的水位达到预设最高值时发出警报；

存储器，存储所述第二信号接收器所接收到的水位信息；

数据分析器，与所述存储器连接并能够定期的分析所述水位信息并将分析的结果存储在所述存储器中以供查看；

其中，所述水位传感器的数目为两个以上，其中至少两个所述水位传感器能够检测不同的预设值。

2.根据权利要求1所述的水位调节系统，其特征在于：

每个所述水位传感器用于检测水体内的水位是否达到不同的预设值。

3.根据权利要求2所述的水位调节系统，其特征在于：

所述水位传感器包括：

传感器壳体，形成有用于允许水体的水进入到该传感器壳体内的开口；

漂浮元件，设置在所述传感器壳体内；

位置感应元件，用于感应所述漂浮元件是否达到所述预设值所在的位置；

保持元件，允许所述漂浮元件在水体内上下运动且阻止所述漂浮元件在水体内水平漂移。

4.根据权利要求3所述的水位调节系统，其特征在于：

所述漂浮元件设置在所述传感器壳体内；

所述保持元件为两端分别连接所述漂浮元件和所述传感器壳体的弹簧。

5.根据权利要求1所述的水位调节系统，其特征在于：

所述排水装置包括：

闸门；

电机，用于控制所述闸门打开以进行排水；

位置传感器，用于检测所述闸门是否打开至预设位置；

其中，所述水流控制器与所述位置传感器电连接或者通信连接，所述电机和所述水流控制器电连接或者通信连接。

6.根据权利要求1所述水位调节系统，其特征在于：

所述位置传感器的数目与用于检测水位是否达到预设值的所述水位传感器的数目相同，所述预设位置与所述预设值相对应。

7.根据权利要求1所述水位调节系统，其特征在于：

所述数据分析器中还包括用于供用户自定义的分析所述存储器中所存储的水位信息的自定义模块。

8.根据权利要求1所述的水位调节系统，其特征在于：

预调节器，在水体内的水位未达到所述预设值时预先控制所述排水装置排水；

其中，所述数据分析器根据上一年度的水位信息在水体内的水位即将进入上涨期前控制所述预调节器启动。

9.一种适用于权利要求1至8任意一项所述的水位调节系统的调节方法，其特征在于，至少包括步骤：

第一步，启动系统；

第二步，所述水位传感器检测水位是否达到预设值，如果否则该水位传感器继续检测水位是否达到该预设值，如果是则进行下一步；

第三步，另一个所述水位传感器检测水位是否达到与该水位传感器对应的且比上一个预设值更大的另一个预设值，如果否则所述水流控制器控制所述排水装置以与上一个所述预设值对应的流速进行排水，如果否则反复进行该第三步。

10.根据权利要求9所述的水位调节系统的调节方法，其特征在于：

在所述水流控制器控制所述排水装置进行排水的过程中还包括步骤：

在水体内的水位下降到小于当前水位所对应的预设值时，所述水流控制器控制所述排水装置减小排水的流速。