CN108593052A - 一种激光水位监控预警系统 - Google Patents

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肖祥
何佳琛
方正
雷奇恒
高建宇
尹知昊
余俊伟
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    • G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
    • G01F23/64—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements
    • G01F23/68—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using electrically actuated indicating means
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明涉及隧道安全积水检测技术领域，具体指一种激光水位监控预警系统；包括安装在隧道水位测定点的工作管道，所述工作管道下端设有至少两个进水口，工作管道内设有钢丝绳，钢丝绳竖直设置且两端分别与工作管道的上下端固定连接，工作管道内设有可沿钢丝绳上下活动的反射浮子；所述工作管道的顶端设有激光测距仪和SIM900A无线传输模块，本发明结构合理，激光测距仪和激光浮子相互配合，通过激光的发送来实现对水位的精确检测，摆脱了现在的水位警戒线不能及时传递水位信息，室外作业强度较高，精确度不高的缺点，SIM900A无线传输模块将检测到的水位数据发送至相关防汛部门，大大提高了隧道通行的安全性，也提高了预警系统的实用性，有利于推广使用。

Description

一种激光水位监控预警系统
技术领域
本发明涉及隧道安全积水检测技术领域，具体指一种激光水位监控预警系统。
背景技术
隧道的积水问题是一种很常见的隧道病害，由于其普遍性和严重的危害性，己经被业界称为隧道工程的第一大顽疾，是影响隧道工程质量的“大蛀虫”。目前采用的水位检测装置主要是水位标签或者标注水位警戒线警示当前水位，长期暴露在室外，需要专门人员不断更新，而且水位提示不够明确，不够及时，从而不能较为有效的减少积水带来的危害。也有一些利用传感器与电子电路结合的水位报警器，由于精确度不够高，受环境的影响较大，没有较好的服务于隧道水位预警。目前无线定位技术包括红外线，超声波，射频信号，在隧道内定位中，红外线容易受内部灯光的影响，在定位精度上有一定的局限性；超声波受非视距传播和多径效应的影响较大，射频信号广泛的应用于室外定位，定位精度也较低。上述方案，均不能精准地检测隧道内的积水深度，使车辆进入隧道行驶时存在安全隐患。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、可准确地监测隧道内积水情况并将水位数据远距离无线传输至有关部门，实现实时报警，避免行驶安全事故的激光水位监控预警系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的一种激光水位监控预警系统,包括安装在隧道水位测定点的工作管道，所述工作管道下端设有至少两个进水口，工作管道内设有钢丝绳，钢丝绳竖直设置且两端分别与工作管道的上下端固定连接，工作管道内设有可沿钢丝绳上下活动的反射浮子；所述工作管道的顶端设有激光测距仪和SIM900A无线传输模块，激光测距仪与反射浮子配合运算相对距离并通过通过SIM900A无线传输模块将水位监测数据发送给防汛部门。
根据以上方案，所述反射浮子的顶面设有与激光测距仪配合的反射板。
根据以上方案，所述工作管道内竖直设有至少两根钢丝绳，钢丝绳上套装有活动套筒，反射浮子与活动套筒固定连接。
根据以上方案，所述反射浮子的底面上设有固定套筒，固定套筒套装在钢丝绳上且可沿其上下活动。
本发明有益效果为：本发明结构合理，激光测距仪和激光浮子相互配合，通过激光的发送来实现对水位的精确检测，摆脱了现在的水位警戒线不能及时传递水位信息，室外作业强度较高，精确度不高的缺点，同时，通过所述SIM900A无线传输模块将检测到的水位数据远距离发送至相关防汛部门，大大提高了隧道通行的安全性，同时也提高了预警系统的实用性，有利于推广使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中：
1、工作管道；2、反射浮子；11、进水口；12、钢丝绳；13、激光测距仪；14、SIM900A无线传输模块；21、反射板；22、活动套筒；23、固定套筒。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述的一种激光水位监控预警系统,包括安装在隧道水位测定点的工作管道1，所述工作管道1下端设有至少两个进水口11，以保证工作管道1内与测定点的水位高度一致，工作管道1内设有钢丝绳12，钢丝绳12用于限定和控制反射浮子2的位移路径，钢丝绳12竖直设置且两端分别与工作管道1的上下端固定连接，工作管道1内设有可沿钢丝绳12上下活动的反射浮子2，反射浮子2随着水位变化上下浮动并配合激光测距仪13的工作；所述工作管道1的顶端设有激光测距仪13和SIM900A无线传输模块14，激光测距仪13与反射浮子2配合运算相对距离并通过通过S I M900A无线传输模块14将水位监测数据发送给防汛部门；本发明的触发功率小耗能低，监测数据可以远距离无线传输，实现精确水位预警，保证隧道内行车安全；所述激光测距仪13和激光浮子2相互配合，通过激光的发送来实现对水位的精确检测，摆脱了现在的水位警戒线不能及时传递水位信息，室外作业强度较高，精确度不高的缺点；同时，通过所述SIM900A无线传输模块14将检测到的水位数据远距离发送至相关防汛部门，大大提高了隧道通行的安全性，同时也提高了预警系统的实用性，有利于推广使用。
所述反射浮子2的顶面设有与激光测距仪13配合的反射板21，反射板21以及反射浮子2采用不锈钢材制作，反射激光测距仪13发出的激光束实现距离运算和水位监测目的。
所述工作管道1内竖直设有至少两根钢丝绳12，钢丝绳12上套装有活动套筒22，反射浮子2与活动套筒22固定连接，所述活动套筒22与钢丝绳12的配合可以是反射浮子2在水位变化时随之上下浮动，同时活动套筒22在水位下降是提供重力使反射浮子2不至于挂在钢丝绳12上。
所述反射浮子2的底面上设有固定套筒23，固定套筒23套装在钢丝绳12上且可沿其上下活动，所述固定套筒23构成反射浮子2的垫底机构，保证反射浮子2的初始位置准确，提高激光测距仪13的测量准确性。
本发明的原理如下：由于激光测距仪13发送激光给反射浮子2，同时将反射浮子2反射该激光到激光测距仪13，当激光测距仪13接收到该激光时，便可以根据接收时间和发送时间，确定激光在工作管道1内的传输时间，而激光的传输速度即为光速，因此激光测距仪13便可以根据上述信息计算出激光传输的绝对距离，这个距离便等同于激光测距仪13与反射浮子2之间的绝对间距；而激光测距仪所处的高度信息是已知的，因此反射浮子2本身所处的高度，也就是当前的水位，便可以根据激光测距仪13的高度减去激光测距仪13和反射浮子2之间的绝对间距，计算出反射浮子2所在的水位高度；隧道内水位检测数据通过所述SIM900A无线传输模块14传送至中心站,中心站通过数据监控软件对数据进行存储、处理、显示,并将水位数据按统一标准格式要求写入积水监测数据库并提供数据接口，列车司机以及列车运营部门通过数据接口可以查看隧道内积水情况，做出相应决策；SIM900A无线传输模块14依靠较成熟的GSM网络,覆盖范围广，该模块只要隧道内存在一个有手机信号覆盖的点就可实现数据传输功能。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，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，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (4)

1.一种激光水位监控预警系统,包括安装在隧道水位测定点的工作管道(1)，其特征在于：所述工作管道(1)下端设有至少两个进水口(11)，工作管道(1)内设有钢丝绳(12)，钢丝绳(12)竖直设置且两端分别与工作管道(1)的上下端固定连接，工作管道(1)内设有可沿钢丝绳(12)上下活动的反射浮子(2)；所述工作管道(1)的顶端设有激光测距仪(13)和SIM900A无线传输模块(14)，激光测距仪(13)与反射浮子(2)配合运算相对距离并通过通过SIM900A无线传输模块(14)将水位监测数据发送给防汛部门。
2.根据权利要求1所述的激光水位监控预警系统，其特征在于：所述反射浮子(2)的顶面设有与激光测距仪(13)配合的反射板(21)。
3.根据权利要求2所述的激光水位监控预警系统，其特征在于：所述工作管道(1)内竖直设有至少两根钢丝绳(12)，钢丝绳(12)上套装有活动套筒(22)，反射浮子(2)与活动套筒(22)固定连接。
4.根据权利要求3所述的激光水位监控预警系统，其特征在于：所述反射浮子(2)的底面上设有固定套筒(23)，固定套筒(23)套装在钢丝绳(12)上且可沿其上下活动。
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