CN109141527A - 一种水文监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水文监测装置，包括基座，基座上设支柱，支柱的上部设箱体，箱体的上表面内侧设板体一，板体一上设用于调整板体一的延伸量的平移装置；板体一远离箱体的一端设用于封闭箱体的板体二，板体二与板体一垂直，板体二的下端设支撑板二，支撑板二上设水流及水质参数采集装置；板体一的下表面上还设升降装置，升降装置的末端设板体三，板体三上设用于调节角度的驱动装置一，驱动装置一的输出轴上固定连接有连接板，连接板上固定用于采集河道图像的图像采集装置；箱体的上表面设太阳能转化利用装置、电子显示屏和照明灯，箱体内设有控制器和蓄电池。本发明功能多，自动化程度高，实用性强，值得推广。

Description

一种水文监测装置

技术领域

本发明属于测量装置技术领域，具体涉及一种水文监测装置。

背景技术

目前，水文单位要对水库的水文信息进行监测，大多还是采用传统的人工巡逻警戒，人工采集测量的工作方式，这种水文测量方式成本低，但是工人的劳动强度很大，同时也难以获得需要的连续稳定的测量数据，而且在天气不好的情况下，获得可靠的测量数据更是困难，并且，目前水文监测装置的功能比较单一，对监控人员的工作带来很多不便。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种水文监测装置。

本发明的技术方案是：

一种水文监测装置，包括基座，所述基座上设置有支柱，所述支柱的上部设置有箱体，所述箱体的上表面内侧设置有板体一，所述板体一上设置有用于调整板体一的延伸量的平移装置；所述板体一远离箱体的一端设置有用于封闭箱体的板体二，所述板体二与板体一垂直，所述板体二的下端设置有支撑板二，所述支撑板二上设置有水流及水质参数采集装置；所述板体一的下表面上还设置有升降装置，所述升降装置的末端设置有板体三，所述板体三上设置有用于调节角度的驱动装置一，所述驱动装置一的输出轴上固定连接有连接板，所述连接板上固定用于采集河道图像的图像采集装置；所述箱体的上表面设置有太阳能转化利用装置、声光报警器、电子显示屏和照明灯，所述箱体内设有控制器和蓄电池，所述太阳能转化利用装置、电子显示屏、照明灯、控制器分别与蓄电池电连接，所述水流及水质参数采集装置、升降装置、驱动装置一、声光报警器、电子显示屏、照明灯、图像采集装置分别与控制器电连接，所述照明灯上还设置有感应光线强度的光敏元件，所述光敏元件和控制器电连接，所述控制器还电连接有无线信号收发器，所述无线信号收发器与防汛指挥中心通过无线信号连接。

优选的，所述驱动装置一为舵机。

优选的，所述太阳能转化利用装置包括与箱体的上表面固定连接的支座，支座左右两端分别固定连接支承架，两个支承架上通过轴承连接有主动轴和从动轴，主动轴右端通过联轴器连接驱动装置二的输出轴，主动轴左端固定连接有主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合，从动齿轮固定连接于从动轴的左端，从动轴中间固定连接连接架，连接架与太阳能电池板固定连接，太阳能电池板四个角上设有光照传感器，所述驱动装置二、太阳能电池板分别与蓄电池电连接，驱动装置二、光照传感器分别与控制器电连接。

优选的，所述平移装置包括两个平行布置的导轨，两个导轨之间滑动连接板体一，所述板体一的下表面固定螺母座，所述螺母座滑动连接在丝杆上，所述丝杆的一端通过轴承与支座连接，所述支座与箱体的上表面固定，所述丝杆的另一端穿过箱体的右侧面后在其末端设置有传动件一，所述传动件一与传动件二传动连接，所述传动件二设置在驱动装置三的输出轴上，所述驱动装置三与支撑板一固定，所述支撑板一与箱体的右侧面固定。

优选的，所述传动件一与传动件二均为锥齿轮。

优选的，所述水流及水质参数采集装置包括与支撑板二固定的驱动装置四，所述驱动装置四的输出轴上设置有线辊，所述线辊上缠绕着连接绳，所述连接绳的末端设置有铅鱼，所述铅鱼上设置有水质检测及水流检测用传感器，所述水质检测及水流检测用传感器均与控制器电连接。

优选的，所述驱动装置二、驱动装置三、驱动装置四均为步进电机。

与现有技术相比，本发明提供的一种水文监测装置，水文测量工作简单，容易获得连续稳定的测量数据，工人的劳动强度低，同时整个装置的功能多，自动化程度高，实用性强，值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种水文监测装置，下面结合图1和图2的结构示意图，对本发明进行说明。

如图1所示，本发明提供的一种水文监测装置，包括基座1，所述基座1上设置有支柱2，所述支柱2的上部设置有箱体3，所述箱体3的上表面内侧设置有板体一16，所述板体一16上设置有用于调整板体一16的延伸量的平移装置；所述板体一16远离箱体3的一端设置有用于封闭箱体3的板体二18，所述板体二18与板体一16垂直，所述板体二18的下端设置有支撑板二23，所述支撑板二23上设置有水流及水质参数采集装置；所述板体一16的下表面上还设置有升降装置17，所述升降装置17的末端设置有板体三19，所述板体三19上设置有用于调节角度的驱动装置一20，所述驱动装置一20的输出轴上固定连接有连接板22，所述连接板22上固定用于采集河道图像的图像采集装置21；所述箱体3的上表面设置有太阳能转化利用装置、声光报警器、电子显示屏和照明灯11，所述箱体3内设有控制器4和蓄电池，所述太阳能转化利用装置、电子显示屏、照明灯11、控制器4分别与蓄电池电连接，所述水流及水质参数采集装置、升降装置17、驱动装置一20、声光报警器、电子显示屏、照明灯11、图像采集装置21分别与控制器4电连接，所述照明灯11上还设置有感应光线强度的光敏元件，所述光敏元件和控制器电连接，所述控制器还电连接有无线信号收发器，所述无线信号收发器与防汛指挥中心通过无线信号连接。

进一步的，所述驱动装置一20为舵机，舵机选用MG995或者MG996R型舵机的其中一种，实现一定角度范围内的转动。

进一步的，所述太阳能转化利用装置包括与箱体3的上表面固定连接的支座13，支座13左右两端分别固定连接支承架32，两个支承架32上通过轴承连接有主动轴27和从动轴14，主动轴27右端通过联轴器连接驱动装置二31的输出轴，主动轴27左端固定连接有主动齿轮30，主动齿轮30和从动齿轮29啮合，从动齿轮29固定连接于从动轴14的左端，从动轴14中间固定连接连接架28，连接架28与太阳能电池板固定连接，太阳能电池板四个角上设有光照传感器，所述驱动装置二31、太阳能电池板分别与蓄电池电连接，驱动装置二31、光照传感器分别与控制器4电连接。

进一步的，所述平移装置包括两个平行布置的导轨10，两个导轨10之间滑动连接板体一16，所述板体一16的下表面固定螺母座12，所述螺母座12滑动连接在丝杆9上，所述丝杆9的一端通过轴承与支座15连接，所述支座15与箱体3的上表面固定，所述丝杆9的另一端穿过箱体3的右侧面后在其末端设置有传动件一8，所述传动件一8与传动件二7传动连接，所述传动件二7设置在驱动装置三6的输出轴上，所述驱动装置三6与支撑板一5固定，所述支撑板一5与箱体3的右侧面固定。

进一步的，所述传动件一8与传动件二7均为锥齿轮。

进一步的，所述水流及水质参数采集装置包括与支撑板二23固定的驱动装置四24，所述驱动装置四24的输出轴上设置有线辊25，所述线辊25上缠绕着连接绳，所述连接绳的末端设置有铅鱼26，所述铅鱼26上设置有水质检测及水流检测用传感器，所述水质检测及水流检测用传感器均与控制器4电连接。

进一步的，所述驱动装置二31、驱动装置三6、驱动装置四24均为步进电机。

其中，基座1与堤坝固定，基座1的上表面和支柱2的下端面固定，支柱2的上端面与箱体3的下面固定。

其中，箱体3的上表面内侧设置有板体一16，板体一16可以相对箱体3发生左右方向上的移动，板体一16远离箱体3的一端固定板体二18，板体二18移动到最右侧位置时，即可封闭箱体3。

其中，水流及水质参数采集装置设置在板体二18的最下方，使用状态下，根据使用状态的需求，可以利用平移装置来调整板体一16的延伸量，从而使得铅鱼的投放位置发生变化，通过调整线辊25，还可以调整铅鱼的入水深度。

其中，板体一16的下表面上固定升降装置17，升降装置17的下端固定板体三19，板体三19上固定驱动装置一20，驱动装置一20的输出轴与连接板22固定，连接板22上固定图像采集装置21，通过调整升降装置17的高度，即可改变图像采集装置21的高度，通过改变驱动装置一20的输出轴的转角，即可改变图像采集装置21与水平面的相对夹角，从而可以扩大图像采集装置21的图像采集范围，使得采样图片更全面。

其中，太阳能转化利用装置是一个单轴随动的太阳能逐日系统，其可以随着太阳的升角的不同跟着太阳转动，使得太阳光线的入射角始终与太阳能电池板保持垂直，以方便最大程度的采集光线，转化为可以利用的电能存储起来以方便其他的电子元器件进行使用，免除了再次拉线的成本，减小了经济开支。

其中，电子显示屏用于和控制器电连接，以显示当前的水文监测信息和发布水文预警信息。

其中，图像采集装置21使用照相机，raspberry3代B+型，以方便对河道周边的信息进行检测，其可以根据控制器预定的时间或者随时定点的采集河道周边的图像，作为水文监测的基础样本，还可以起到安防的作用。

其中，照明灯11与光敏元件电连接，光敏元件可检测光线的强弱，同时将其检测到的光线的强弱信号发送给控制器进行对比，当检测到的光线信号数值大于控制器的预定上阈值时，控制器发出控制指令给照明灯11使得照明灯11关闭，当检测到的光线信号数值小于控制器的预定下阈值时，控制器发出控制指令给照明灯11使得照明灯11打开。

其中，平移装置完成板体一16沿着导轨10的左右移动，工作时，驱动装置三6提供动力，使得传动件二7转动，传动件二7带动传动件一8、丝杆9同步转动，使得螺母座12沿着丝杆9滑动，从而带动板体一16移动，实现板体一16的延伸量的变化。

其中，水流及水质参数采集装置采用流速传感器和水质传感器实现，流速传感器和水质传感器实现设置在铅鱼上，驱动装置四24转动时带动线辊转动，使得连接绳外伸的长度发生变化，连接绳的末端的铅鱼26的高度发生变化，铅鱼26的入水深度即可改变。

其中，所述控制器是单片机，所述单片机是西门子S7-300。

使用时，可以通过平移装置带动板体一16移动，使得板体二18远离箱体3，板体二18末端的驱动装置四24带动线辊转动，使得铅鱼26到达预定的入水深度后停止，同时，水流及水质参数采集装置开始采集信号，并将其检测到的数据信号上传给控制器进行储存和分析，同时，升降装置17将图像采集装置21送至预定高度，并利用舵机调整采集图片的角度后，进行图像信号采集，并将采集到的图像信号上传给控制器进行储存和分析，当上传的数据到达预警阈值时，控制器发出预警信号，并启动声光报警器，同时利用电子显示屏显示报警信息，同步上传报警信息到防汛指挥中心。

测量完毕后，驱动装置四24带动线辊反方向转动收起铅鱼26，并利用升降装置将图像采集装置21收回，通过平移装置带动板体一16反方向移动，使得板体二18向箱体3处移动，完成箱体3的封闭。

与现有技术相比，本发明提供的一种水文监测装置，水文测量工作简单，容易获得连续稳定的测量数据，工人的劳动强度低，同时整个装置的功能多，自动化程度高，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种水文监测装置，包括基座(1)，所述基座(1)上设置有支柱(2)，其特征在于，所述支柱(2)的上部设置有箱体(3)，所述箱体(3)的上表面内侧设置有板体一(16)，所述板体一(16)上设置有用于调整板体一(16)的延伸量的平移装置；所述板体一(16)远离箱体(3)的一端设置有用于封闭箱体(3)的板体二(18)，所述板体二(18)与板体一(16)垂直，所述板体二(18)的下端设置有支撑板二(23)，所述支撑板二(23)上设置有水流及水质参数采集装置；所述板体一(16)的下表面上还设置有升降装置(17)，所述升降装置(17)的末端设置有板体三(19)，所述板体三(19)上设置有用于调节角度的驱动装置一(20)，所述驱动装置一(20)的输出轴上固定连接有连接板(22)，所述连接板(22)上固定用于采集河道图像的图像采集装置(21)；所述箱体(3)的上表面设置有太阳能转化利用装置、声光报警器、电子显示屏和照明灯(11)，所述箱体(3)内设有控制器(4)和蓄电池，所述太阳能转化利用装置、电子显示屏、照明灯(11)、控制器(4)分别与蓄电池电连接，所述水流及水质参数采集装置、升降装置(17)、驱动装置一(20)、电子显示屏、声光报警器、照明灯(11)、图像采集装置(21)分别与控制器(4)电连接，所述照明灯(11)上还设置有感应光线强度的光敏元件，所述光敏元件和控制器电连接，所述控制器还电连接有无线信号收发器，所述无线信号收发器与防汛指挥中心通过无线信号连接。

2.根据权利要求1的一种水文监测装置，其特征在于，所述驱动装置一(20)为舵机。

3.根据权利要求1的一种水文监测装置，其特征在于，所述太阳能转化利用装置包括与箱体(3)的上表面固定连接的支座(13)，支座(13)左右两端分别固定连接支承架(32)，两个支承架(32)上通过轴承连接有主动轴(27)和从动轴(14)，主动轴(27)右端通过联轴器连接驱动装置二(31)的输出轴，主动轴(27)左端固定连接有主动齿轮(30)，主动齿轮(30)和从动齿轮(29)啮合，从动齿轮(29)固定连接于从动轴(14)的左端，从动轴(14)中间固定连接连接架(28)，连接架(28)与太阳能电池板固定连接，太阳能电池板四个角上设有光照传感器，所述驱动装置二(31)、太阳能电池板分别与蓄电池电连接，驱动装置二(31)、光照传感器分别与控制器(4)电连接。

4.根据权利要求1的一种水文监测装置，其特征在于，所述平移装置包括两个平行布置的导轨(10)，两个导轨(10)之间滑动连接板体一(16)，所述板体一(16)的下表面固定螺母座(12)，所述螺母座(12)滑动连接在丝杆(9)上，所述丝杆(9)的一端通过轴承与支座(15)连接，所述支座(15)与箱体(3)的上表面固定，所述丝杆(9)的另一端穿过箱体(3)的右侧面后在其末端设置有传动件一(8)，所述传动件一(8)与传动件二(7)传动连接，所述传动件二(7)设置在驱动装置三(6)的输出轴上，所述驱动装置三(6)与支撑板一(5)固定，所述支撑板一(5)与箱体(3)的右侧面固定。

5.根据权利要求4的一种水文监测装置，其特征在于，所述传动件一(8)与传动件二(7)均为锥齿轮。

6.根据权利要求1的一种水文监测装置，其特征在于，所述水流及水质参数采集装置包括与支撑板二(23)固定的驱动装置四(24)，所述驱动装置四(24)的输出轴上设置有线辊(25)，所述线辊(25)上缠绕着连接绳，所述连接绳的末端设置有铅鱼(26)，所述铅鱼(26)上设置有水质检测及水流检测用传感器，所述水质检测及水流检测用传感器均与控制器(4)电连接。

7.根据权利要求6的一种水文监测装置，其特征在于，所述驱动装置二(31)、驱动装置三(6)、驱动装置四(24)均为步进电机。