CN109060075B - 一种城市内涝用水位监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市内涝用水位监测仪，包括底板、灯杆、电动推杆、固定块、钢丝绳、第一通孔、直杆、弹性伸缩杆、套筒、第一弹簧、活动杆、挡条、第二通孔、充气泵、进气管、干燥盒、连接管、干燥剂包、盒盖、水位传感器、控制箱、塑料软管、箱盖、天线、第一限位筒、第一活动条板、第二弹簧、第二限位筒、第二活动条板、第三弹簧、抱箍、单片机、WIFI模块、短管和锚杆。本发明结构合理，设计新颖，通过电动推杆、钢丝绳、直杆、弹性伸缩杆以及挡条，在发生内涝时，可使挡条进行竖直方向的伸出，进行漂流物的阻挡，通过弹性伸缩杆的弹性和钢丝绳可进行漂流物碰撞的缓冲，可降低灯杆以及控制箱受到震荡，减低受到的损伤。

Description

一种城市内涝用水位监测仪

技术领域

本发明涉及一种水位监测仪，具体为一种城市内涝用水位监测仪，属于水位监测应用技术领域。

背景技术

城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象；造成内涝的客观原因是降雨强度大，范围集中；降雨特别急的地方可能形成积水，降雨强度比较大、时间比较长也有可能形成积水。

在发生城市内涝时，目前缺少一种可以对水位进行实时监测的装置，在产生积水时，水流可能会携带漂浮物，可能会对监测设备造成撞击，可能会发生损坏或倒塌；而一般的监测设备具有大量的电器元件，在内涝时，空气较为潮湿，可能会对电器元件造成损伤；一般监测设备会设置一个监控的箱体，箱体一般通过螺丝或螺栓进行安装，安装和拆卸较为不便，劳动强度较大，且浪费时间。因此，针对上述问题提出一种城市内涝用水位监测仪。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种城市内涝用水位监测仪。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种城市内涝用水位监测仪，包括底板、垂直固接在底板顶部中心处的灯杆、控制箱、除潮结构以及安装结构，所述灯杆内壁固接有固定块，所述固定块的底部垂直固接有电动推杆，所述电动推杆的输出末端通过钢丝绳连接有直杆，所述直杆贯穿开设在底板中部的第一通孔，所述直杆底端垂直固接有若干个呈环型阵列分布的弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆的末端垂直固接有挡条，所述底板表面开有若干个呈环型阵列分布的第二通孔；

所述控制箱通过若干个安装结构安装在灯杆的外表面，所述安装结构数目为若干个，且若干个安装结构分别设置在控制箱的顶部和控制箱的底部，所述安装结构包括固定安装在控制箱顶部的第一限位筒以及固定安装在灯杆内部的第二限位筒，所述第一限位筒内部通过第二弹簧弹性连接有可沿第一限位筒长度方向滑动的第一活动条板，所述第二限位筒内部通过第三弹簧弹性连接有可沿第二限位筒长度方向滑动的第二活动条板，且第一活动条板末端架在第二活动条板的末端；

所述除潮结构包括固定安装在灯杆外表面的充气泵以及固定安装在灯杆外表面的干燥盒，所述充气泵的出气口通过连接管与干燥盒底部固定连通，所述干燥盒一侧的开口处螺纹连接有盒盖，且干燥盒的内部放置若干个干燥剂包，所述干燥盒的顶部固定连通塑料软管，所述塑料软管的末端与短管连通，所述短管末端与控制箱的底部固定连通，所述塑料软管与短管的连接处环绕有两个抱箍，且两个抱箍通过螺栓和螺母连接，所述控制箱的开口处通过螺丝安装有箱盖；

所述底板顶部表面固定安装有水位传感器，所述水位传感器与位于控制箱内部的单片机电性连接，所述单片机与位于控制箱内部的WIFI模块电线连接，所述WIFI模块与固定安装在控制箱顶部的天线单向连接，所述单片机与充气泵和电动推杆电性连接。

优选的，所述弹性伸缩杆由套筒、第一弹簧和活动杆构成，所述活动杆与套筒滑动连接，且活动杆的一端与第一弹簧一端固接，所述第一弹簧的另一端与套筒内壁固接。

优选的，所述第一通孔的孔径和第二通孔的宽度分别大于直杆的直径和挡条的厚度。

优选的，所述底板的四周安装有若干个锚杆。

优选的，所述第一活动条板截面和第二活动条板截面均为L型结构，且第一活动条板末端截面和第二活动条板末端截面均为三角形结构。

优选的，所述干燥盒的开口处和盒盖的内侧分别开有相适配的外螺纹和内螺纹。

优选的，所述充气泵的进气口固定连通进气管，所述进气管的底端固定安装有单向阀。

优选的，所述钢丝绳的两端分别与电动推杆的输出末端和直杆的顶端固接，且钢丝绳长度为直杆长度的十分之一。

优选的，所述挡条的长度小于直杆长度的一半，且挡条的顶端位于第二通孔的底部。

优选的，该水位监测仪的工作原理如下：

(1)发生内涝积水后，水位传感器测到积水的压力，并把数据传递到单片机，由单片机计算出水的升度；

(2)单片机向充气泵、电动推杆以及WIFI模块发送指令，WIFI模块通过天线将信息传递到远程设备上，如远程连接的电脑上，对工作人员进行提醒；

(3)充气泵接受到指令后，通过连接管向干燥盒内部通入外界空气，通过干燥剂包干燥后，通过塑料软管进入控制箱内部，为控制箱进行除潮，同时控制箱上散热的孔可将多余的空气排出；

(4)电动推杆接受到指令后，电动推杆进行收缩，带动钢丝绳和直杆上行，挡条穿过第二通孔，挡条顶端移动到与水面平齐位置，有漂流物进行撞击时，通过挡条进行阻挡，同时钢丝绳进行摆动，弹性伸缩杆进行收缩，压缩第一弹簧，可降低灯杆以及控制箱受到的震荡；

(5)需要将控制箱取下时，使短管与塑料软管分离，同时断开与控制箱内部连接的电线，然后提起控制箱，第一活动条板和第二活动条板分离，第二弹簧和第三弹簧带动第一活动条板和第二活动条板分别压在控制箱的外壁和灯杆的外壁，在此之后，第二弹簧和第三弹簧处于拉伸状态，拉伸长度得到减少；

(6)需要进行控制箱的安装时，使第一活动条板和第二活动条板对齐，下压控制箱，通过第二弹簧和第三弹簧的作用下，相互夹紧，实现固定。

本发明的有益效果是：

1、该种水位测试仪可安装在路灯的灯杆上，灯杆提供了安装空间，同时可借助路灯自身的高度，通过电动推杆、钢丝绳、直杆、弹性伸缩杆以及挡条，在发生内涝时，可使挡条进行竖直方向的伸出，进行漂流物的阻挡，通过弹性伸缩杆的弹性和钢丝绳可进行漂流物碰撞的缓冲，可降低灯杆以及控制箱受到震荡，减低受到的损伤；

2、通过安装结构可便于控制箱在灯杆的外表面进行安装和拆卸，只需抬起控制箱和放下控制箱，使第一活动条板和第二活动条板之间通过第二弹簧和第三弹簧的作用下，相互夹紧，实现固定；

3、通过除潮结构可有效的为控制箱内部通入干燥的空气，可使潮湿的空气排出，可实现控制箱内部的除潮，可对控制箱内部元件进行保护，延长了控制箱内部元件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1所示A部局部放大结构示意图；

图3为本发明直杆与弹性伸缩杆结构示意图；

图4为本发明底板顶部结构示意图；

图5为本发明塑料软管与短管连接结构示意图；

图6为本发明干燥盒内部结构示意图；

图7为本发明工作原理图。

图中：1、底板，2、灯杆，3、电动推杆，301、固定块，4、钢丝绳，5、第一通孔，6、直杆，7、弹性伸缩杆，701、套筒，702、第一弹簧，703、活动杆，8、挡条，9、第二通孔，10、充气泵，11、进气管，12、干燥盒，13、连接管，14、干燥剂包，15、盒盖，16、水位传感器，17、控制箱，18、塑料软管，19、箱盖，20、天线，21、第一限位筒，22、第一活动条板，23、第二弹簧，24、第二限位筒，25、第二活动条板，26、第三弹簧，27、抱箍，28、单片机，29、WIFI模块，30、短管，31、锚杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7所示，一种城市内涝用水位监测仪，包括底板1、垂直固接在底板1顶部中心处的灯杆2、控制箱17、除潮结构以及安装结构，所述灯杆2内壁固接有固定块301，所述固定块301的底部垂直固接有电动推杆3，所述电动推杆3的输出末端通过钢丝绳4连接有直杆6，所述直杆6贯穿开设在底板1中部的第一通孔5，所述直杆6底端垂直固接有若干个呈环型阵列分布的弹性伸缩杆7，所述弹性伸缩杆7的末端垂直固接有挡条8，挡条8在受到碰撞时，弹性伸缩杆7可进行长度的改变，进行缓冲，所述底板1表面开有若干个呈环型阵列分布的第二通孔9；

所述控制箱17通过若干个安装结构安装在灯杆2的外表面，所述安装结构数目为若干个，且若干个安装结构分别设置在控制箱17的顶部和控制箱17的底部，所述安装结构包括固定安装在控制箱17顶部的第一限位筒21以及固定安装在灯杆2内部的第二限位筒24，所述第一限位筒21内部通过第二弹簧23弹性连接有可沿第一限位筒21长度方向滑动的第一活动条板22，所述第二限位筒24内部通过第三弹簧26弹性连接有可沿第二限位筒24长度方向滑动的第二活动条板25，且第一活动条板22末端架在第二活动条板25的末端，可实现控制箱17与灯杆2的安装，通过第二弹簧23和第三弹簧26的弹力提供夹紧力；

所述除潮结构包括固定安装在灯杆2外表面的充气泵10以及固定安装在灯杆2外表面的干燥盒12，所述充气泵10的出气口通过连接管13与干燥盒12底部固定连通，所述干燥盒12一侧的开口处螺纹连接有盒盖15，且干燥盒12的内部放置若干个干燥剂包14，所述干燥盒12的顶部固定连通塑料软管18，所述塑料软管18的末端与短管30连通，所述短管30末端与控制箱17的底部固定连通，充气泵10配合干燥盒12为控制箱17通入干燥的气体，干燥剂包14由绸布制成，且内部填充硅胶干燥剂，所述塑料软管18与短管30的连接处环绕有两个抱箍27，且两个抱箍27通过螺栓和螺母连接，所述控制箱17的开口处通过螺丝安装有箱盖19，抱箍27可使塑料软管18与短管30连接，避免脱落；

所述底板1顶部表面固定安装有水位传感器16，所述水位传感器16与位于控制箱17内部的单片机28电性连接，所述单片机28与位于控制箱17内部的WIFI模块29电线连接，所述WIFI模块29与固定安装在控制箱17顶部的天线20单向连接，所述单片机28与充气泵10和电动推杆3电性连接，通过WIFI模块29和天线20实现数据的远程传输，单片机28可对充气泵10和电动推杆3进行控制。

所述弹性伸缩杆7由套筒701、第一弹簧702和活动杆703构成，所述活动杆703与套筒701滑动连接，且活动杆703的一端与第一弹簧702一端固接，所述第一弹簧702的另一端与套筒701内壁固接，弹性伸缩杆7通过第一弹簧702的弹性可进行撞击的缓冲；所述第一通孔5的孔径和第二通孔9的宽度分别大于直杆6的直径和挡条8的厚度，为直杆6和挡条8提供足够的活动空间；所述底板1的四周安装有若干个锚杆31，可使底板1固定在户外的地面上；所述第一活动条板22截面和第二活动条板25截面均为L型结构，且第一活动条板22末端截面和第二活动条板25末端截面均为三角形结构，便于第一活动条板22末端和第二活动条板25末端进行相互压紧限位；所述干燥盒12的开口处和盒盖15的内侧分别开有相适配的外螺纹和内螺纹，实现干燥盒12与盒盖15的螺纹连接；所述充气泵10的进气口固定连通进气管11，所述进气管11的底端固定安装有单向阀，进气管11用于充气泵10进气口的进气，单向阀避免充气泵10中的气体回流；所述钢丝绳4的两端分别与电动推杆3的输出末端和直杆6的顶端固接，且钢丝绳4长度为直杆6长度的十分之一，钢丝绳4可使直杆6进行摇摆，同时对其摇摆的幅度进行了限制；所述挡条8的长度小于直杆6长度的一半，且挡条8的顶端位于第二通孔9的底部，挡条8可穿过第二通孔9，从地面上伸出。

本申请中出现的电器元件在使用时均外接连通电源和控制开关，可与路灯共享电源。

该水位监测仪的工作原理如下：

(1)发生内涝积水后，水位传感器16测到积水的压力，并把数据传递到单片机28，由单片机28计算出水的升度；

(2)单片机28向充气泵10、电动推杆3以及WIFI模块29发送指令，WIFI模块29通过天线20将信息传递到远程设备上，如远程连接的电脑上，对工作人员进行提醒；

(3)充气泵10接受到指令后，通过连接管13向干燥盒12内部通入外界空气，通过干燥剂包14干燥后，通过塑料软管18进入控制箱17内部，为控制箱17进行除潮，同时控制箱17上散热的孔可将多余的空气排出；

(4)电动推杆3接受到指令后，电动推杆3进行收缩，带动钢丝绳4和直杆6上行，挡条8穿过第二通孔9，挡条8顶端移动到与水面平齐位置，有漂流物进行撞击时，通过挡条8进行阻挡，同时钢丝绳4进行摆动，弹性伸缩杆7进行收缩，压缩第一弹簧702，可降低灯杆2以及控制箱17受到的震荡；

(5)需要将控制箱17取下时，使短管30与塑料软管18分离，同时断开与控制箱17内部连接的电线，然后提起控制箱17，第一活动条板22和第二活动条板25分离，第二弹簧23和第三弹簧26带动第一活动条板22和第二活动条板25分别压在控制箱17的外壁和灯杆2的外壁，在此之后，第二弹簧23和第三弹簧26处于拉伸状态，拉伸长度得到减少；

(6)需要进行控制箱17的安装时，使第一活动条板22和第二活动条板25对齐，下压控制箱17，通过第二弹簧23和第三弹簧26的作用下，相互夹紧，实现固定。

电动推杆3采用的是阿里巴巴佛山市禅城区聚金机械厂销售的JJ-TGA型号电动推杆及其相关的配套电源和电路。

充气泵10采用的是阿里巴巴舒帝卡官方旗舰店销售的DWT01型号充气泵及其相关的配套电源和电路。

水位传感器16采用的是阿里巴巴南京宏沐源头厂家销售的HM21型号水位传感器及其相关的配套电源和电路。

单片机28采用的是阿里巴巴ENROO官方旗舰店销售的EN8F2501型号单片机及其相关的配套电源和电路。

WIFI模块29采用的是阿里巴巴深圳市欧飞信科技有限公司销售的F11AUUM13-W1型号WIFI模块及其相关的配套电源和电路。

控制箱17由金属材质制成，其表面具有散热的孔。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：包括底板、垂直固接在底板顶部中心处的灯杆、控制箱、除潮结构以及安装结构，所述灯杆内壁固接有固定块，所述固定块的底部垂直固接有电动推杆，所述电动推杆的输出末端通过钢丝绳连接有直杆，所述直杆贯穿开设在底板中部的第一通孔，所述直杆底端垂直固接有若干个呈环型阵列分布的弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆的末端垂直固接有挡条，所述底板表面开有若干个呈环型阵列分布的第二通孔；

所述控制箱通过若干个安装结构安装在灯杆的外表面，所述安装结构数目为若干个，且若干个安装结构分别设置在控制箱的顶部和控制箱的底部，所述安装结构包括固定安装在控制箱顶部的第一限位筒以及固定安装在灯杆内部的第二限位筒，所述第一限位筒内部通过第二弹簧弹性连接有可沿第一限位筒长度方向滑动的第一活动条板，所述第二限位筒内部通过第三弹簧弹性连接有可沿第二限位筒长度方向滑动的第二活动条板，且第一活动条板末端架在第二活动条板的末端；

所述除潮结构包括固定安装在灯杆外表面的充气泵以及固定安装在灯杆外表面的干燥盒，所述充气泵的出气口通过连接管与干燥盒底部固定连通，所述干燥盒一侧的开口处螺纹连接有盒盖，且干燥盒的内部放置若干个干燥剂包，所述干燥盒的顶部固定连通塑料软管，所述塑料软管的末端与短管连通，所述短管末端与控制箱的底部固定连通，所述塑料软管与短管的连接处环绕有两个抱箍，且两个抱箍通过螺栓和螺母连接，所述控制箱的开口处通过螺丝安装有箱盖；

所述底板顶部表面固定安装有水位传感器，所述水位传感器与位于控制箱内部的单片机电性连接，所述单片机与位于控制箱内部的WIFI模块电线连接，所述WIFI模块与固定安装在控制箱顶部的天线单向连接，所述单片机与充气泵和电动推杆电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述弹性伸缩杆由套筒、第一弹簧和活动杆构成，所述活动杆与套筒滑动连接，且活动杆的一端与第一弹簧一端固接，所述第一弹簧的另一端与套筒内壁固接。

3.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述第一通孔的孔径和第二通孔的宽度分别大于直杆的直径和挡条的厚度。

4.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述底板的四周安装有若干个锚杆。

5.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述第一活动条板截面和第二活动条板截面均为L型结构，且第一活动条板末端截面和第二活动条板末端截面均为三角形结构。

6.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述干燥盒的开口处和盒盖的内侧分别开有相适配的外螺纹和内螺纹。

7.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述充气泵的进气口固定连通进气管，所述进气管的底端固定安装有单向阀。

8.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述钢丝绳的两端分别与电动推杆的输出末端和直杆的顶端固接，且钢丝绳长度为直杆长度的十分之一。

9.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：所述挡条的长度小于直杆长度的一半，且挡条的顶端位于第二通孔的底部。

10.根据权利要求1所述的一种城市内涝用水位监测仪，其特征在于：该水位监测仪的工作原理如下：

(1)发生内涝积水后，水位传感器测到积水的压力，并把数据传递到单片机，由单片机计算出水的升度；

(2)单片机向充气泵、电动推杆以及WIFI模块发送指令，WIFI模块通过天线将信息传递到远程设备上，如远程连接的电脑上，对工作人员进行提醒；

(3)充气泵接受到指令后，通过连接管向干燥盒内部通入外界空气，通过干燥剂包干燥后，通过塑料软管进入控制箱内部，为控制箱进行除潮，同时控制箱上散热的孔可将多余的空气排出；

(4)电动推杆接受到指令后，电动推杆进行收缩，带动钢丝绳和直杆上行，挡条穿过第二通孔，挡条顶端移动到与水面平齐位置，有漂流物进行撞击时，通过挡条进行阻挡，同时钢丝绳进行摆动，弹性伸缩杆进行收缩，压缩第一弹簧，可降低灯杆以及控制箱受到的震荡；

(5)需要将控制箱取下时，使短管与塑料软管分离，同时断开与控制箱内部连接的电线，然后提起控制箱，第一活动条板和第二活动条板分离，第二弹簧和第三弹簧带动第一活动条板和第二活动条板分别压在控制箱的外壁和灯杆的外壁，在此之后，第二弹簧和第三弹簧处于拉伸状态，拉伸长度得到减少；

(6)需要进行控制箱的安装时，使第一活动条板和第二活动条板对齐，下压控制箱，通过第二弹簧和第三弹簧的作用下，相互夹紧，实现固定。