CN114152293A - 装配式明渠流水深流量监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了装配式明渠流水深流量监测装置，包括矩形渠道，安装槽安装有流速传感设备，安装支架安装有控制器，流速传感设备上连接有泥沙传感器，传感器保护壳压盖的一侧安装有限位机构；流速传感设备包括压力传感器、流速超声波传感器和传感器保护壳壳体，控制器包括水位雷达传感器、控制器电路板、控制器保护壳体、安装座和天线。本发明利用流速超声波传感器和控制器相配合的设置方式，先通过水位雷达传感器、流速超声波传感器、泥沙传感器依次监测该水流的液面水位、不同水深对应的水流流速和水下泥沙淤积处水位，然后由控制器内部存储器进行数据的存储，并通过GMS、Rola等无线网络装置传输至远端计算机实现实时监测功能。

Description

装配式明渠流水深流量监测装置

技术领域

本发明涉及明渠流水深流量监测设备领域，特别涉及装配式明渠流水深流量监测装置。

背景技术

由于全世界水资源短缺的情况日益严重，水资源受到的重视程度越来越高，水资源也越来越凸显其对一个国家发展的重要性，各个国家都开始研究节约水资源的方法和技术，农业灌溉用水作为用水大户也应该采取节水措施。随着农业现代化建设进程的加快，以及全国实行最严格水资源管理制度的推行，凸显了精准的量测水和信息化监测技术对农业用水的精确计量的重要性，因此对于精准的水位流量计量设备的研究与开发暂时成为了现阶段的研究热点。

目前，在明渠量测水技术方面涌现出了大量先近的仪器设备和监测方法，也显著提高了测量的精度和自动化管理水平。但就目前市场上的水位流量监测设备应用条件而言，对于渠道泥沙沉积的因素基本没有考虑，例如CN 107202570 A专利技术中含有雷达水位测量模块、雷达流速测量模块、风速测量模块和流量计算模块；CN 103162750 A专利技术中含有雷达监测河流或海峡的表面流速和流量技术。因而本次专利技术将综合雷达技术和超声波技术针对渠道泥沙淤积问题，研发一种装配式明渠流水深流量监测装置，解决新疆乃至西北干旱地区的河流泥沙含量大，渠道淤积显著的问题，同时该专利技术也可用于无泥沙或泥沙含量小的渠道的水位流量监测。

发明内容

本发明的目的在于提供装配式明渠流水深流量监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：装配式明渠流水深流量监测装置，包括矩形渠道，所述矩形渠道的内侧壁开设有安装槽，所述安装槽的内部安装有流速传感设备，所述流速传感设备的两侧均配合有传感器保护壳压盖，所述传感器保护壳压盖配合于安装槽的内腔中，所述流速传感设备的边侧设置有安装支架，所述安装支架顶部安装有控制器，所述流速传感设备上连接有泥沙传感器，所述传感器保护壳压盖的一侧安装有限位机构；

所述流速传感设备包括压力传感器、流速超声波传感器和传感器保护壳壳体，多个所述压力传感器安装于传感器保护壳壳体的底部，多个所述流速超声波传感器安装于传感器保护壳壳体的两侧，多个所述流速超声波传感器呈等距设置；

所述控制器包括水位雷达传感器、控制器电路板、控制器保护壳体、安装座和天线，所述控制器电路板安装于控制器保护壳体内腔的顶部，所述水位雷达传感器安装于控制器保护壳体内壁的底端，所述安装座固定连接于控制器保护壳体的一侧，所述控制器保护壳体与安装座呈一体化设置，所述天线安装于控制器保护壳体的顶端。

优选的，所述泥沙传感器的一端与传感器保护壳壳体的内侧壁连接。

优选的，所述安装支架的一边侧设置有第一传感器连接线缆，所述安装支架的另一边侧设置有第二传感器连接线缆。

优选的，所述传感器保护壳壳体两侧的外侧壁均开设有第一卡槽，所述流速超声波传感器与第一卡槽的内腔相互配合，所述传感器保护壳壳体的底端开设有第二卡槽，所述压力传感器与第二卡槽的内腔相互配合。

优选的，所述限位机构包括螺栓杆、换向推进机构和限位插块，所述螺栓杆与矩形渠道的顶部螺纹穿插连接，所述矩形渠道的顶部开设有空腔，所述换向推进机构安装于空腔的内部，所述限位插块与矩形渠道滑动穿插连接，两个所述传感器保护壳压盖的顶部均开设有通孔，所述传感器保护壳壳体外侧壁的顶部均开设有限位槽，所述限位插块穿过通孔与限位槽的内腔相互配合。

优选的，所述换向推进机构包括第一挤压块和第二挤压块，所述螺栓杆与第二挤压块的顶部转动连接，所述限位插块的一端与第一挤压块固定连接。

本发明的技术效果和优点：

（1）本发明利用流速超声波传感器和控制器相配合的设置方式，先通过水位雷达传感器、流速超声波传感器、泥沙传感器依次监测该水流的液面水位、不同水深对应的水流流速和水下泥沙淤积处水位，然后由控制器内部存储器进行数据的存储，并通过GMS、Rola等无线网络装置传输至远端计算机实现实时监测功能，结构比较完善、可靠性较高，而且采用装配式结构，使得设计更加的合理，通过水下泥沙和水体的分界线的监测以及不同水深条件下水流速度的计量，用于解决河流泥沙含量大、渠道淤积显著的问题；

（2）本发明利用流速超声波传感器和控制器相配合的设置方式，采用装配式结构，可根据水质条件进行选择性安装，并且结构简单、使用方便、能够实现水深及流量的实时监测，通过水下泥沙和水体的分界线的监测以及不同水深条件下水流速度的计量，用于解决河流泥沙含量大、渠道淤积显著的问题；

（3）本发明利用流速超声波传感器和控制器相配合的设置方式，采用装配式结构，可根据水质条件进行选择性安装，并且结构简单、使用方便、能够实现水深及流量的实时监测。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图之一。

图2为本发明整体结构示意图之二。

图3为本发明图1中A处放大结构示意图。

图4为本发明控制器处内部结构示意图。

图5为本发明天线处结构示意图。

图6为本发明矩形渠道处内部结构示意图。

图7为本发明限位机构处内部结构示意图。

图中：1、压力传感器；2、流速超声波传感器；3、传感器保护壳壳体；4、传感器保护壳压盖；5、第一传感器连接线缆；6、矩形渠道；7、安装支架；8、控制器；81、水位雷达传感器；82、控制器电路板；83、控制器保护壳体；84、安装座；85、天线；9、第二传感器连接线缆；10、泥沙传感器；11、限位机构；101、螺栓杆；103、限位插块；112、第一挤压块；122、第二挤压块。

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。

本发明提供了如图1-7所示的装配式明渠流水深流量监测装置，包括矩形渠道6，矩形渠道6的内侧壁开设有安装槽，安装槽呈C字型，便于对传感器保护壳壳体3的安装，实现将传感器保护壳壳体3嵌入矩形渠道6的内部，安装槽的内部安装有流速传感设备，流速传感设备的两侧均配合有传感器保护壳压盖4，通过传感器保护壳压盖4便于对传感器保护壳壳体3的垫起，避免传感器保护壳壳体3在安装槽的内腔中晃动，传感器保护壳压盖4配合于安装槽的内腔中，流速传感设备的边侧设置有安装支架7，安装支架7的底端固定连接有卡条，矩形渠道6的顶部开设有卡槽，卡条与卡槽的内腔相互卡接配合，便于实现对安装支架7的安装，通过安装支架7便于对控制器8的支撑，安装支架7的一边侧设置有第一传感器连接线缆5，安装支架7的另一边侧设置有第二传感器连接线缆9，安装支架7顶部安装有控制器8，流速传感设备上连接有泥沙传感器10，泥沙传感器10的一端与传感器保护壳壳体3的内侧壁连接，传感器保护壳压盖4的一侧安装有限位机构11，通过水位雷达传感器81及表面流量的水位雷达传感器81、监测水下渠道泥沙深度监测的泥沙传感器10、监测渠道内不同水深条件下流速的流速超声波传感器2及底部压力传感器1，可以根据被监测渠道泥沙条件选择性安装需要的传感器，如水位雷达传感器81或泥沙传感器10，通过各种监测装置由水位雷达传感器81的监测表面水位和泥沙传感器10监测的水下渠道泥沙深度可以得到精确的渠道水深、而流速超声波传感器2能够监测到的不同水深条件下的精准的水流流速，同时通过水位雷达传感器81的表面流速的监测和底部压力传感器进行二次校核，有效地保障了测量的准确性等。

流速传感设备包括压力传感器1、流速超声波传感器2和传感器保护壳壳体3，多个压力传感器1安装于传感器保护壳壳体3的底部，多个流速超声波传感器2安装于传感器保护壳壳体3的两侧，多个流速超声波传感器2呈等距设置，传感器保护壳壳体3两侧的外侧壁均开设有第一卡槽，流速超声波传感器2与第一卡槽的内腔相互配合，传感器保护壳壳体3的底端开设有第二卡槽，压力传感器1与第二卡槽的内腔相互配合，通过第一卡槽和第二卡槽，便于对流速超声波传感器2和压力传感器1的位置进行安装限位，便于流速超声波传感器2和压力传感器1的装配。

控制器8包括水位雷达传感器81、控制器电路板82、控制器保护壳体83、安装座84和天线85，控制器电路板82安装于控制器保护壳体83内腔的顶部，水位雷达传感器81安装于控制器保护壳体83内壁的底端，安装座84固定连接于控制器保护壳体83的一侧，控制器保护壳体83与安装座84呈一体化设置，天线85安装于控制器保护壳体83的顶端，控制器保护壳体83安装有太阳能板，太阳能板吸收光能，然后将光能转化为电能，供电给控制器电路板82，控制器电路板82存储并分析通过第一传感器连接线缆5和第二传感器连接线缆9接收到的数据，然后将分析后的数据经由控制器电路板82中系统的GMS、Rola等无线网络装置经由天线85传输至远端计算机实现实时监测功能；水位雷达传感器81、控制器电路板82和太阳能板由控制器控制器保护壳体83保护控制器8内部含有liunx系统，在该系统内部能够将各种传感器传输过来的数据进行分析校验，并连接上网，通过安装座84的设置，使得安装座84与安装支架7进行穿插，便于使得控制器保护壳体83快速与安装支架7进行穿插连接安装。

限位机构11包括螺栓杆101、换向推进机构和限位插块103，螺栓杆101与矩形渠道6的顶部螺纹穿插连接，矩形渠道6的顶部开设有空腔，换向推进机构安装于空腔的内部，限位插块103与矩形渠道6滑动穿插连接，两个传感器保护壳压盖4的顶部均开设有通孔，传感器保护壳壳体3外侧壁的顶部均开设有限位槽，限位插块103穿过通孔与限位槽的内腔相互配合，换向推进机构包括第一挤压块112和第二挤压块122，螺栓杆101与第二挤压块122的顶部转动连接，限位插块103的一端与第一挤压块112固定连接，当将传感器保护壳壳体3和传感器保护壳压盖4均安装至安装槽的内腔中之后，通过拧紧螺栓杆101，使得螺栓杆101相对矩形渠道6向下螺纹运动，然后便可使得螺栓杆101对第二挤压块122进行向下推动，通过第一挤压块112与第二挤压块122之间斜面的配合，实现换向的功能，从而也就便于使得第二挤压块122的竖直运动，可以推动第二挤压块122进行水平方向上的滑动，然后便可带动限位插块103进行水平方向上的运动，从而也就便于使得限位插块103穿过通孔的内腔与限位槽的内腔相互配合，在限位插块103的限位下，便于对传感器保护壳壳体3、传感器保护壳压盖4和矩形渠道6之间的相对位置进行限位，使得传感器保护壳壳体3和传感器保护壳压盖4在安装槽的内腔中更加稳定。

本发明工作原理：

先通过水位雷达传感器81、流速超声波传感器2、泥沙传感器10依次监测该水流的液面水位、不同水深对应的水流流速和水下泥沙淤积处水位，然后由控制器8内部存储器进行数据的存储，并通过GMS、Rola等无线网络装置传输至远端计算机实现实时监测功能。本发明结构比较完善、可靠性较高，而且采用装配式结构，使得设计更加的合理，通过水下泥沙和水体的分界线的监测以及不同水深条件下水流速度的计量，用于解决河流泥沙含量大、渠道淤积显著的问题。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.装配式明渠流水深流量监测装置，包括矩形渠道（6），其特征在于，所述矩形渠道（6）的内侧壁开设有安装槽，所述安装槽的内部安装有流速传感设备，所述流速传感设备的两侧均配合有传感器保护壳压盖（4），所述传感器保护壳压盖（4）配合于安装槽的内腔中，所述流速传感设备的边侧设置有安装支架（7），所述安装支架（7）顶部安装有控制器（8），所述流速传感设备上连接有泥沙传感器（10），所述传感器保护壳压盖（4）的一侧安装有限位机构（11）；

所述流速传感设备包括压力传感器（1）、流速超声波传感器（2）和传感器保护壳壳体（3），多个所述压力传感器（1）安装于传感器保护壳壳体（3）的底部，多个所述流速超声波传感器（2）安装于传感器保护壳壳体（3）的两侧，多个所述流速超声波传感器（2）呈等距设置；

所述控制器（8）包括水位雷达传感器（81）、控制器电路板（82）、控制器保护壳体（83）、安装座（84）和天线（85），所述控制器电路板（82）安装于控制器保护壳体（83）内腔的顶部，所述水位雷达传感器（81）安装于控制器保护壳体（83）内壁的底端，所述安装座（84）固定连接于控制器保护壳体（83）的一侧，所述控制器保护壳体（83）与安装座（84）呈一体化设置，所述天线（85）安装于控制器保护壳体（83）的顶端。

2.根据权利要求1所述的装配式明渠流水深流量监测装置，其特征在于，所述泥沙传感器（10）的一端与传感器保护壳壳体（3）的内侧壁连接。

3.根据权利要求1所述的装配式明渠流水深流量监测装置，其特征在于，所述安装支架（7）的一边侧设置有第一传感器连接线缆（5），所述安装支架（7）的另一边侧设置有第二传感器连接线缆（9）。

4.根据权利要求1所述的装配式明渠流水深流量监测装置，其特征在于，所述传感器保护壳壳体（3）两侧的外侧壁均开设有第一卡槽，所述流速超声波传感器（2）与第一卡槽的内腔相互配合，所述传感器保护壳壳体（3）的底端开设有第二卡槽，所述压力传感器（1）与第二卡槽的内腔相互配合。

5.根据权利要求1所述的装配式明渠流水深流量监测装置，其特征在于，所述限位机构（11）包括螺栓杆（101）、换向推进机构和限位插块（103），所述螺栓杆（101）与矩形渠道（6）的顶部螺纹穿插连接，所述矩形渠道（6）的顶部开设有空腔，所述换向推进机构安装于空腔的内部，所述限位插块（103）与矩形渠道（6）滑动穿插连接，两个所述传感器保护壳压盖（4）的顶部均开设有通孔，所述传感器保护壳壳体（3）外侧壁的顶部均开设有限位槽，所述限位插块（103）穿过通孔与限位槽的内腔相互配合。

6.根据权利要求5所述的装配式明渠流水深流量监测装置，其特征在于，所述换向推进机构包括第一挤压块（112）和第二挤压块（122），所述螺栓杆（101）与第二挤压块（122）的顶部转动连接，所述限位插块（103）的一端与第一挤压块（112）固定连接。

Images