CN113533777B - 水利工程安全监测移动物联网感知设备 - Google Patents

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CN113533777B CN202110860841.XA CN202110860841A CN113533777B CN 113533777 B CN113533777 B CN 113533777B CN 202110860841 A CN202110860841 A CN 202110860841A CN 113533777 B CN113533777 B CN 113533777B
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Abstract

本发明公开了水利工程安全监测移动物联网感知设备，属于水利工程安全监测领域，实现在监测过程中，当水流速过急时，冲击挤压球挤压挤压囊体吹动碰撞小球与吸附板碰撞产生静电，使吸附板带正电，吸引抽动板向其靠近，使弹性绝磁囊慢慢收缩，促使绝磁粉末进行密集起来，隔绝第一磁铁块和第二磁铁块之间的磁性影响，使物联网感知设备本体在水流作用下进行滑动，同时气体的吹动促使挤压瓣膜撑开，使水流入到释放筒内与水溶解膜相接触，带动其发生溶解，而拉力线失去固定，浮球向上浮起，同时浮球上的光变涂层随着向上浮起接受光照的强度越来越强，其颜色越来越深，并通过摄像头传输到监测站，方便工作人员及时了解信息。

Description

水利工程安全监测移动物联网感知设备
技术领域
本发明涉及水利工程安全监测领域，更具体地说，涉及水利工程安全监测移动物联网感知设备。
背景技术
水利工程，能够控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和 生产对水资源的需要，实现水灾防治和水资源的充分开发利用，水利工程安全监测是水利工程工作中的一项重要任务，需要对水流速和水位等因素进行监测，保证水坝等水利工程的稳定工作。
目前，随着物联网技术的快速发展，人们将其运用到水利工程安全监测上，实现监测感知，但是现有技术中，物联网技术监测感知不易观察，容易造成疏忽，不便于工作人员及时的了解监测信息。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供水利工程安全监测移动物联网感知设备，它可以实现在监测过程中，当水流速过急时，冲击挤压球挤压挤压囊体吹动碰撞小球与吸附板碰撞产生静电，使吸附板带正电，吸引抽动板向其靠近，使弹性绝磁囊慢慢收缩，促使绝磁粉末进行密集起来，隔绝第一磁铁块和第二磁铁块之间的磁性影响，使物联网感知设备本体在水流作用下进行滑动，同时气体的吹动促使挤压瓣膜撑开，使水流入到释放筒内与水溶解膜相接触，带动其发生溶解，而拉力线失去固定，浮球向上浮起，同时浮球上的光变涂层随着向上浮起接受光照的强度越来越强，其颜色越来越深，并通过摄像头传输到监测站，方便工作人员及时了解信息。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
水利工程安全监测移动物联网感知设备，包括水坝体，所述水坝体的外端安装有左右对称的两个监测站，所述水坝体的外端设有物联网感知设备本体，所述物联网感知设备本体与监测站之间通过信号连接，所述水坝体的外端安装有摄像头，所述摄像头与监测站之间通过信号连接，所述水坝体的外端开凿有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块体，所述滑块体的内部为空心设置，所述滑块体的外侧设有固定座，所述固定座的外端与物联网感知设备本体固定连接，所述固定座的内部为空心设置，所述固定座的内侧壁固定连接有固定筒，所述固定筒的左端依次贯穿固定座和滑块体的外端并延伸至滑块体的内部，所述滑槽的内侧壁开凿有固定槽，所述固定槽内安装有第一磁铁块，所述滑块体的内侧壁之间固定连接有第二磁铁块，所述滑块体的内侧壁固定连接有弹性绝磁囊体，所述弹性绝磁囊体内部填充有绝磁粉末，所述固定筒的左端与弹性绝磁囊体之间固定连接有导气管，所述导气管分别与固定筒和弹性绝磁囊体的内部相连通，所述导气管的内侧壁之间固定连接有透气隔膜，所述导气管位于第二磁铁块的后侧，所述固定筒的内部设有抽气机构，可以实现在监测过程中，当水流速过急时带动抽气机构通过导气管抽取弹性绝磁囊体内部的空气，使其从膨胀状态慢慢收缩，使绝磁粉末相互密集，阻隔第一磁铁块和第二磁铁块之间的磁性影响，使两者之间不再产生吸引力，促使物联网感知设备本体通过滑块体在滑槽内滑动的辅助下受水流冲击作用发生运动。
进一步的，所述抽气机构包括吸附板，所述吸附板与固定筒的内侧壁固定连接，所述吸附板的右端与固定座的内侧壁之间填充有多个均匀分布的碰撞小球，所述固定筒内滑动连接有抽动板，所述抽动板的内部为空心设置，所述抽动板的内部填充有负电粒子，所述固定筒与固定座之间固定连接有上下对称的两个挤压囊体，所述固定筒的上端和下端与两个挤压囊体之间均固定连接有连接管，所述连接管分别与固定筒和挤压囊体的内部相连通，所述连接管的内侧壁之间固定连接有橡胶封片，所述固定座的外端开凿有上下对称的两个挤压口，所述挤压口内设有挤压球，所述挤压球的外端与挤压口的内壁之间固定连接有挡水膜，所述挤压球的后端与挤压囊体的外端固定连接，水流速过急时，冲击挤压球使其挤压挤压囊体，促使挤压囊体内部的空气喷出至固定筒内，吹动碰撞小球发生运动撞击吸附板，产生静电，促使吸附板带正电，碰撞小球带负电，通过异性相互吸引的作用，吸引抽动板向吸附板方向运动，抽取弹性绝磁囊体内的空气。
进一步的，所述固定座的上端开凿有通孔，所述通孔的内壁固定连接有释放筒，所述释放筒的下端与位于上侧的挤压囊体的上端固定连接，所述释放筒与挤压囊体的内部相连通，所述释放筒内侧壁之间固定连接有密封膜，所述释放筒的内侧壁之间固定连接有水溶解膜，所述水溶解膜位于密封膜的上侧，所述水溶解膜的上端固定连接有拉力线，所述释放筒的上端开凿有释放孔，所述拉力线的上端穿过释放孔并延伸至其上侧固定连接有浮球，所述浮球的外端涂刷有光变涂层，所述释放孔的内侧壁固定连接有密封圈，所述密封圈的内壁与拉力线的外端紧密接触，所述密封圈的上端开凿有左右对称的两个透水孔，所述透水孔内固定连接有挤压瓣膜，随着挤压囊体内部空气的喷出，使挤压瓣膜被撑开，促使水透过释放孔流入到释放筒内，水溶解膜接触到水，发生溶解，使拉力线失去束缚，浮球在浮力作用下向上浮动，光变涂层在受到光照后变红，而随着浮球的向上浮动，光变涂层受光照的强度越来越强，其受光照发生变化的红色越来越深，而摄像头将实时记录的图像传输到监测站上，方便工作人员观察，及时了解监测信息。
进一步的，所述第一磁铁块的右端为S极设置，所述第二磁铁块的左端为N极设置，通过第一磁铁块和第二磁铁块相互靠近的一端之间的异性设置，实现初始状态下物联网感知设备本体的吸附固定。
进一步的，所述绝磁粉末采用Fe-Ni合金材料制成，所述Ni的含量为80%，所述弹性绝磁囊体的初始状态为膨胀状态，通过使用Fe-Ni合金材料制成的绝磁粉末在密集状态能够有效的隔绝第一磁铁块和第二磁铁块之间的磁性影响，弹性绝磁囊体初始为膨胀状态，使得绝磁粉末扩散，不能有效的对第一磁铁块和第二磁铁块之间的磁性进行隔绝。
进一步的，所述透气隔膜内部开凿有多个均匀分布的透气微孔，所述透气微孔的孔径小于绝磁粉末的直径，通过开凿有方便抽取弹性绝磁囊体内部的空气，而透气微孔的孔径小于绝磁粉末的直径可以防止绝磁粉末经过透气微孔泄漏出去。
进一步的，所述吸附板采用毛皮材料制成，所述碰撞小球采用橡胶材料制成，所述碰撞小球的内部为空心设置，通过使用毛皮材料制成的吸附板和橡胶材料制成的碰撞小球在撞击时产生静电，使吸附板带正电，碰撞小球带负电，且空心设置，能够减少碰撞小球的重量，方便其被吹动。
进一步的，所述采用水溶性高分子材料制成，所述挤压瓣膜的初始状态为收拢状态，通过使用水溶性高分子材料制成的水溶解膜在遇水后能够发生溶解，挤压瓣膜未受到挤压时为收拢状态，而在受到挤压后，会慢慢撑开。
进一步的，所述浮球和光变涂层均为透明设置，所述浮球的内部为空心设置。浮球和光变涂层的透明设置，方便观察光变涂层受光照后变红的变化，同时随着光照强度越来越强，红色越来越深。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本方案实现在监测过程中，当水流速过急时，冲击挤压球挤压挤压囊体吹动碰撞小球与吸附板碰撞产生静电，使吸附板带正电，吸引抽动板向其靠近，使弹性绝磁囊慢慢收缩，促使绝磁粉末进行密集起来，隔绝第一磁铁块和第二磁铁块之间的磁性影响，使物联网感知设备本体在水流作用下进行滑动，同时气体的吹动促使挤压瓣膜撑开，使水流入到释放筒内与水溶解膜相接触，带动其发生溶解，而拉力线失去固定，浮球向上浮起，同时浮球上的光变涂层随着向上浮起接受光照的强度越来越强，其颜色越来越深，并通过摄像头传输到监测站，方便工作人员及时了解信息。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中物联网感知设备本体的剖面结构示意图；
图3为图2中A处放大的结构示意图；
图4为本发明中固定座的剖面结构示意图；
图5为本发明中固定座的侧视剖面结构示意图；
图6为本发明中释放筒的剖面结构示意图；
图7为图6中B处放大的结构示意图。
图中标号说明：
1、水坝体；2、监测站；3、物联网感知设备本体；4、摄像头；5、滑槽；6、滑块体；7、第一磁铁块；8、弹性绝磁囊体；9、第二磁铁块；10、透气隔膜；11、固定筒；12、导气管；13、抽动板；14、吸附板；15、碰撞小球；16、固定座；17、挤压囊体；18、连接管；19、橡胶封片；20、挤压球；21、挡水膜；22、释放筒；23、密封膜；24、水溶解膜；25、拉力线；26、密封圈；27、挤压瓣膜；28、浮球。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
请参阅图1-5，水利工程安全监测移动物联网感知设备，包括水坝体1，水坝体1的外端安装有左右对称的两个监测站2，水坝体1的外端设有物联网感知设备本体3，物联网感知设备本体3与监测站2之间通过信号连接，水坝体1的外端安装有摄像头4，摄像头4与监测站2之间通过信号连接，水坝体1的外端开凿有滑槽5，滑槽5内滑动连接有滑块体6，滑块体6的内部为空心设置，滑块体6的外侧设有固定座16，固定座16的外端与物联网感知设备本体3固定连接，固定座16的内部为空心设置，固定座16的内侧壁固定连接有固定筒11，固定筒11的左端依次贯穿固定座16和滑块体6的外端并延伸至滑块体6的内部，滑槽5的内侧壁开凿有固定槽，固定槽内安装有第一磁铁块7，滑块体6的内侧壁之间固定连接有第二磁铁块9，滑块体6的内侧壁固定连接有弹性绝磁囊体8，弹性绝磁囊体8内部填充有绝磁粉末，固定筒11的左端与弹性绝磁囊体8之间固定连接有导气管12，导气管12分别与固定筒11和弹性绝磁囊体8的内部相连通，导气管12的内侧壁之间固定连接有透气隔膜10，导气管12位于第二磁铁块9的后侧，固定筒11的内部设有抽气机构，可以实现在监测过程中，当水流速过急时带动抽气机构通过导气管12抽取弹性绝磁囊体8内部的空气，使其从膨胀状态慢慢收缩，使绝磁粉末相互密集，阻隔第一磁铁块7和第二磁铁块9之间的磁性影响，使两者之间不再产生吸引力，促使物联网感知设备本体3通过滑块体6在滑槽5内滑动的辅助下受水流冲击作用发生运动。
请参阅图2-5，抽气机构包括吸附板14，吸附板14与固定筒11的内侧壁固定连接，吸附板14的右端与固定座16的内侧壁之间填充有多个均匀分布的碰撞小球15，固定筒11内滑动连接有抽动板13，抽动板13的内部为空心设置，抽动板13的内部填充有负电粒子，固定筒11与固定座16之间固定连接有上下对称的两个挤压囊体17，固定筒11的上端和下端与两个挤压囊体17之间均固定连接有连接管18，连接管18分别与固定筒11和挤压囊体17的内部相连通，连接管18的内侧壁之间固定连接有橡胶封片19，固定座16的外端开凿有上下对称的两个挤压口，挤压口内设有挤压球20，挤压球20的外端与挤压口的内壁之间固定连接有挡水膜21，挤压球20的后端与挤压囊体17的外端固定连接，水流速过急时，冲击挤压球20使其挤压挤压囊体17，促使挤压囊体17内部的空气喷出至固定筒11内，吹动碰撞小球15发生运动撞击吸附板14，产生静电，促使吸附板14带正电，碰撞小球带负电，通过异性相互吸引的作用，吸引抽动板13向吸附板14方向运动，抽取弹性绝磁囊体8内的空气。
请参阅图4-7，固定座16的上端开凿有通孔，通孔的内壁固定连接有释放筒22，释放筒22的下端与位于上侧的挤压囊体17的上端固定连接，释放筒22与挤压囊体17的内部相连通，释放筒22内侧壁之间固定连接有密封膜23，释放筒22的内侧壁之间固定连接有水溶解膜24，水溶解膜24位于密封膜23的上侧，水溶解膜24的上端固定连接有拉力线25，释放筒22的上端开凿有释放孔，拉力线25的上端穿过释放孔并延伸至其上侧固定连接有浮球28，浮球28的外端涂刷有光变涂层，释放孔的内侧壁固定连接有密封圈26，密封圈26的内壁与拉力线25的外端紧密接触，密封圈26的上端开凿有左右对称的两个透水孔，透水孔内固定连接有挤压瓣膜27，随着挤压囊体17内部空气的喷出，使挤压瓣膜27被撑开，促使水透过释放孔流入到释放筒22内，水溶解膜24接触到水，发生溶解，使拉力线25失去束缚，浮球28在浮力作用下向上浮动，光变涂层在受到光照后变红，而随着浮球28的向上浮动，光变涂层受光照的强度越来越强，其受光照发生变化的红色越来越深，而摄像头4将实时记录的图像传输到监测站2上，方便工作人员观察，及时了解监测信息。
请参阅图2-3，第一磁铁块7的右端为S极设置，第二磁铁块9的左端为N极设置，通过第一磁铁块7和第二磁铁块9相互靠近的一端之间的异性设置，实现初始状态下物联网感知设备本体3的吸附固定，绝磁粉末采用Fe-Ni合金材料制成，Ni的含量为80%，弹性绝磁囊体8的初始状态为膨胀状态，通过使用Fe-Ni合金材料制成的绝磁粉末在密集状态能够有效的隔绝第一磁铁块7和第二磁铁块9之间的磁性影响，弹性绝磁囊体8初始为膨胀状态，使得绝磁粉末扩散，不能有效的对第一磁铁块7和第二磁铁块9之间的磁性进行隔绝，透气隔膜10内部开凿有多个均匀分布的透气微孔，透气微孔的孔径小于绝磁粉末的直径，通过开凿有方便抽取弹性绝磁囊体8内部的空气，而透气微孔的孔径小于绝磁粉末的直径可以防止绝磁粉末经过透气微孔泄漏出去。
请参阅图4-7，吸附板14采用毛皮材料制成，碰撞小球15采用橡胶材料制成，碰撞小球15的内部为空心设置，通过使用毛皮材料制成的吸附板14和橡胶材料制成的碰撞小球15在撞击时产生静电，使吸附板14带正电，碰撞小球15带负电，且空心设置，能够减少碰撞小球15的重量，方便其被吹动，采用水溶性高分子材料制成，挤压瓣膜27的初始状态为收拢状态，通过使用水溶性高分子材料制成的水溶解膜24在遇水后能够发生溶解，挤压瓣膜27未受到挤压时为收拢状态，而在受到挤压后，会慢慢撑开，浮球28和光变涂层均为透明设置，浮球28的内部为空心设置。浮球28和光变涂层的透明设置，方便观察光变涂层受光照后变红的变化，同时随着光照强度越来越强，红色越来越深。
在本发明中，相关内的技术人员在使用该设备时，首先通过物联网感知设备本体3对水流速进行监测，而水流过急时，冲击挤压球20使其挤压挤压囊体17，促使挤压囊体17内部的空气喷出至固定筒11内，吹动碰撞小球15发生运动撞击吸附板14，产生静电，促使吸附板14带正电，碰撞小球带负电，通过异性相互吸引的作用，吸引抽动板13向吸附板14方向运动，抽取弹性绝磁囊体8内的空气，使其从膨胀状态慢慢收缩，使绝磁粉末相互密集，阻隔第一磁铁块7和第二磁铁块9之间的磁性影响，使两者之间不再产生吸引力，促使物联网感知设备本体3通过滑块体6在滑槽5内滑动的辅助下受水流冲击作用发生运动，同时随着挤压囊体17内部空气的喷出，使挤压瓣膜27被撑开，促使水透过释放孔流入到释放筒22内，水溶解膜24接触到水，发生溶解，使拉力线25失去束缚，浮球28在浮力作用下向上浮动，光变涂层在受到光照后变红，而随着浮球28的向上浮动，光变涂层受光照的强度越来越强，其受光照发生变化的红色越来越深，而摄像头4将实时记录的图像传输到监测站2上，方便工作人员观察，及时了解监测信息。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.水利工程安全监测移动物联网感知设备，包括水坝体(1)，其特征在于：所述水坝体(1)的外端安装有左右对称的两个监测站(2)，所述水坝体(1)的外端设有物联网感知设备本体(3)，所述物联网感知设备本体(3)与监测站(2)之间通过信号连接，所述水坝体(1)的外端安装有摄像头(4)，所述摄像头(4)与监测站(2)之间通过信号连接，所述水坝体(1)的外端开凿有滑槽(5)，所述滑槽(5)内滑动连接有滑块体(6)，所述滑块体(6)的内部为空心设置，所述滑块体(6)的外侧设有固定座(16)，所述固定座(16)的外端与物联网感知设备本体(3)固定连接，所述固定座(16)的内部为空心设置，所述固定座(16)的内侧壁固定连接有固定筒(11)，所述固定筒(11)的左端依次贯穿固定座(16)和滑块体(6)的外端并延伸至滑块体(6)的内部，所述滑槽(5)的内侧壁开凿有固定槽，所述固定槽内安装有第一磁铁块(7)，所述滑块体(6)的内侧壁之间固定连接有第二磁铁块(9)，所述滑块体(6)的内侧壁固定连接有弹性绝磁囊体(8)，所述弹性绝磁囊体(8)内部填充有绝磁粉末，所述固定筒(11)的左端与弹性绝磁囊体(8)之间固定连接有导气管(12)，所述导气管(12)分别与固定筒(11)和弹性绝磁囊体(8)的内部相连通，所述导气管(12)的内侧壁之间固定连接有透气隔膜(10)，所述导气管(12)位于第二磁铁块(9)的后侧，所述固定筒(11)的内部设有抽气机构；
所述抽气机构包括吸附板(14)，所述吸附板(14)与固定筒(11)的内侧壁固定连接，所述吸附板(14)的右端与固定座(16)的内侧壁之间填充有多个均匀分布的碰撞小球(15)，所述固定筒(11)内滑动连接有抽动板(13)，所述抽动板(13)的内部为空心设置，所述抽动板(13)的内部填充有负电粒子，所述固定筒(11)与固定座(16)之间固定连接有上下对称的两个挤压囊体(17)，所述固定筒(11)的上端和下端与两个挤压囊体(17)之间均固定连接有连接管(18)，所述连接管(18)分别与固定筒(11)和挤压囊体(17)的内部相连通，所述连接管(18)的内侧壁之间固定连接有橡胶封片(19)，所述固定座(16)的外端开凿有上下对称的两个挤压口，所述挤压口内设有挤压球(20)，所述挤压球(20)的外端与挤压口的内壁之间固定连接有挡水膜(21)，所述挤压球(20)的后端与挤压囊体(17)的外端固定连接；
所述固定座(16)的上端开凿有通孔，所述通孔的内壁固定连接有释放筒(22)，所述释放筒(22)的下端与位于上侧的挤压囊体(17)的上端固定连接，所述释放筒(22)与挤压囊体(17)的内部相连通，所述释放筒(22)内侧壁之间固定连接有密封膜(23)，所述释放筒(22)的内侧壁之间固定连接有水溶解膜(24)，所述水溶解膜(24)位于密封膜(23)的上侧，所述水溶解膜(24)的上端固定连接有拉力线(25)，所述释放筒(22)的上端开凿有释放孔，所述拉力线(25)的上端穿过释放孔并延伸至其上侧固定连接有浮球(28)，所述浮球(28)的外端涂刷有光变涂层，所述释放孔的内侧壁固定连接有密封圈(26)，所述密封圈(26)的内壁与拉力线(25)的外端紧密接触，所述密封圈(26)的上端开凿有左右对称的两个透水孔，所述透水孔内固定连接有挤压瓣膜(27)。
2.根据权利要求1所述的水利工程安全监测移动物联网感知设备，其特征在于：所述第一磁铁块(7)的右端为S极设置，所述第二磁铁块(9)的左端为N极设置。
3.根据权利要求1所述的水利工程安全监测移动物联网感知设备，其特征在于：所述绝磁粉末采用Fe-Ni合金材料制成，所述Ni的含量为80％，所述弹性绝磁囊体(8)的初始状态为膨胀状态。
4.根据权利要求1所述的水利工程安全监测移动物联网感知设备，其特征在于：所述透气隔膜(10)内部开凿有多个均匀分布的透气微孔，所述透气微孔的孔径小于绝磁粉末的直径。
5.根据权利要求1所述的水利工程安全监测移动物联网感知设备，其特征在于：所述吸附板(14)采用毛皮材料制成，所述碰撞小球(15)采用橡胶材料制成，所述碰撞小球(15)的内部为空心设置。
6.根据权利要求1所述的水利工程安全监测移动物联网感知设备，其特征在于：所述水溶解膜(24)采用水溶性高分子材料制成，所述挤压瓣膜(27)的初始状态为收拢状态。
7.根据权利要求1所述的水利工程安全监测移动物联网感知设备，其特征在于：所述浮球(28)和光变涂层均为透明设置，所述浮球(28)的内部为空心设置。
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