CN115682997A - 一种浮球式应急洪涝水深测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浮球式应急洪涝水深测定装置，包括上半球壳、下半球壳、半球形太阳能板、防撞球壳和密封板，所述的上半球壳与下半球壳活动固定在一起，所述的半球形太阳能板固定在所述的上半球壳上，所述的防撞球壳固定在下半球壳上，所述的密封板固定在下半球壳内，所述的下半球壳内设置有太阳能发电装置、GPS模块、中央处理器、超声波探头和无线发射模块，所述的太阳能发电装置与所述的半球形太阳能板连接。本发明装置体积小、重量轻、成本低，能够准确、实时、自动、高效的获取淹没深度数据，为抗洪减灾提供有利支撑。

Description

一种浮球式应急洪涝水深测定装置

技术领域

本发明涉及一种浮球式应急洪涝水深测定装置，属于洪水深度测定设备。

背景技术

洪涝灾害发生时，快速地指挥救援力量及时减灾、救灾甚为重要。快速、全面、准确的灾情数据是灾中阶段救灾抗灾的前提和保障，有助于我们集中人力、物力进行抗灾减灾，并指导区域管理。淹没面积和淹没深度是洪涝灾情获取的主要任务。现有技术中对于淹没面积和淹没深度的数据获取一般是遥感影像（空、天）进行快速反演分析。对于淹没面积来说，通过遥感影像分析达到的数据比较准确。但是对于淹没深度来说，从降雨到产汇流过程是一个极其复杂的变化，现有水文模型可以进行降雨、林间截留、土壤下渗、蒸散发、壤中流运动和汇流等一系列过程的模拟。现有水文模型在相对原始的河流地带会有很好的模拟预测效果，但在我国高度城市化的地区，人类活动对自然的改变越来越大，洪涝径流不仅受自然因素的影响，还会受到建筑、

堤坝、人工湖等人为因素的影响，在多重因素的影响下，水文径流会产生更多高度非线性的变化，使得物理水文模型的模拟效果与实际情况产生较大的偏差。因此通过遥感等方式反演的淹没水深精度达不到要求，需要进行实地测量。而洪涝灾情发生时，大多数道路状况一般比较差，使测量人员通行不便，进而导致测量不及时，不利于抗洪救灾工作的开展。

发明内容

本发明涉及一种浮球式应急洪涝水深测定装置，解决了现有洪涝灾害时，洪水深度测定不准确以及不方便的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种浮球式应急洪涝水深测定装置，包括上半球壳、下半球壳、半球形太阳能板、防撞球壳和密封板，所述的上半球壳与下半球壳活动固定在一起，所述的半球形太阳能板固定在所述的上半球壳上，所述的防撞球壳固定在下半球壳上，所述的密封板固定在下半球壳内，所述的下半球壳内设置有太阳能发电装置、GPS模块、中央处理器、超声波探头和无线发射模块，所述的太阳能发电装置与所述的半球形太阳能板连接，所述的太阳能发电装置、GPS模块、超声波探头和无线发射模块分别于所述中央处理器连接，所述的无线发射模块与远程终端连接。

进一步，优选地：所述的防撞球壳的边缘设置有锥形密封环，所述的锥形密封环包覆在所述的半球形太阳能板的下部。

进一步，优选地：所述的下半球壳下部固定有安装框架，所述的太阳能发电装置、GPS模块、中央处理器、超声波探头和无线发射模块安装在所述的安装框架上。

进一步，优选地：所述的下半球壳和所述防撞球壳的中心设置有穿孔，所述的超声波探头穿过所述的下半球壳的穿孔，伸入在所述防撞球壳的穿孔内。

进一步，优选地：所述的下半球壳的穿孔内设置有密封环。

进一步，优选地：所述的下半球壳内设置有配重颗粒。

进一步，优选地：所述的浮球式应急洪涝水深测定装置还包括防撞环，所述的防撞环设置在上半球壳和下半球壳的结合部。

进一步，优选地：所述的防撞环上部设置有锥形部，所述的锥形部包覆在所述的半球形太阳能板的下部。

进一步，优选地：所述的浮球式应急洪涝水深测定装置还包括微型供电机构。

进一步，优选地：所述的微型供电机构为锂电池。

本发明的有益效果：

本发明装置体积小、重量轻、成本低，能够准确、实时、自动、高效的获取淹没深度数据，为抗洪减灾提供有利支撑。

本发明装置供电使用太阳能板+小块锂电池方案，可使装置实现连续监测。

本发明设置防撞球壳和密封板，可以有效地提高装置的撞击抗性，提高装置的使用安全、稳定性，另外可以有效地防止水进入装置内部，对内部设备造成损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图中，1为密封板，2为上半球壳，3为半球形太阳能板，4为天线，5为远程终端，6为防撞球壳，7为太阳能发电装置，8为下半球壳，9为锂电池，10为GPS模块，11为超声波探头，12为密封环，13为中央处理器，14为配重颗粒，15为网状框架，16为无线发射模块，17为锥形部，18为锥形密封环，19为防撞环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本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作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。

实施例1

如图1和2所示，一种浮球式应急洪涝水深测定装置，包括上半球壳2、下半球壳8、半球形太阳能板3、防撞球壳6和密封板1，上半球壳2和下半球壳8采用高浮力、高弹性的塑料制成，所述的上半球壳2与下半球壳8通过螺纹活动固定在一起。

半球形太阳能板3由若干小块太阳能板组成，其外形为半球形，半球形太阳能板3固定在所述的上半球壳2上，采用半球形太阳能板3可以有效地提高太阳能利用率。而且半球形太阳能板3由若干小块太阳能板组成，一旦在湍急的洪水中，本装置激烈碰撞，有可能造成太阳能板损坏，本发明采用干小块太阳能板组成，即使有几个太阳能板不能工作，不影响其他太阳能板工作，不会对装置供电产生大的影响。而且采用太阳能供电可以实现连续供电，相比普通电池，其连续性更好，更适用于爆发洪水时缺电情况。

所述的防撞球壳6固定在下半球壳8上，防撞球壳6主要作用是保护沉入洪水中球体的安全，降低其碰撞硬物造成的损害，一般采用弹性塑料制成，本发明中的防撞球壳6比下半球壳8大，可以包覆下半球壳8以及上下半球壳的结合部。

防撞球壳6的边缘设置有锥形密封环18，所述的锥形密封环18包覆在所述的半球形太阳能板3的下部。采用锥形密封环18有助于半球形太阳能板3上面的水流快速向下流动，防止其渗入球体内部。

所述的密封板1固定在下半球壳8顶部，设置密封板1一方面可以增加本发明装置的内部支撑力，有效地防止碰撞对装置的损害；另一方面密封板1将下半球壳8密封，可以有效地防止上下半球壳连接部以及上半球壳2破损，导致水流进入下半球壳8，对其内设置的设备损害。

下半球壳8内设置有太阳能发电装置7、GPS模块10、中央处理器13、超声波探头11和无线发射模块16，所述的太阳能发电装置7与所述的半球形太阳能板3连接，所述的太阳能发电装置7、GPS模块10、超声波探头11和无线发射模块16分别于所述中央处理器13连接，所述的无线发射模块16与远程终端5连接。无线发射模块16的天线4设置在半球形太阳能板3上。

本发明中的太阳能发电装置7属于常规设备，包括太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器等，太阳能电池组件采用上面所述的半球形太阳能板3。采用太阳能供电系统，可以实现连续测定，无需外部供电，更适用于户外无电的情况。

太阳能发电装置7、GPS模块10、中央处理器13、超声波探头11和无线发射模块16等属于精密仪器，对其安装要特别注意。本发明通过在下半球壳8下部固定有安装框架，安装框架选择网状框架15，所述的太阳能发电装置7、GPS模块10、中央处理器13、超声波探头11和无线发射模块16安装在所述的安装框架上。上述结构可以使下半球壳8内的设备牢固的悬空固定在下半球壳8内部，不与球壳接触，可以有效地降低碰撞对它们的影响，有助于提高设备稳定性和使用寿命。

下半球壳8和所述防撞球壳6的中心设置有穿孔，所述的超声波探头11穿过所述的下半球壳8的穿孔，伸入在所述防撞球壳6的穿孔内。下半球壳8的穿孔内设置有密封环12。设置上述结构可以有效地保护超声波探头11在湍急的水流中不容易磕碰到，降低其损害率，另外还可以防止水流伸入下半球壳8，有效地保护设备。

本发明的装置球形，一般直径为10-20cm，本发明要保证在水流中上半球壳2的半球形太阳能板3绝大部分露出水面，一般发明装置的自身重量比较轻，导致其露出水面的部分高，这样本发明的装置运行不平稳，因此在下半球壳8内设置有配重颗粒14，调整整体重量，使其露出水面部分符合要求，一般球体的1/2-1/3漏出水面即可。配重颗粒14可以选择一些吸湿性颗粒，如硅胶干燥颗粒，一方面可以进行配重，另一方面可以有效地吸收设备内的潮气，使设备处理干燥环境，另一方面可以填充球体，降低撞击对装置的损害。

本发明的装置主要要解决的问题：防撞问题。因为洪水一般流速快，而且水里面地形复杂，撞击物比较多，因此提高设备的防撞性能至关重要。为了提高本装置的防撞击性能，本发明还设置防撞环19，所述的防撞环19设置在上半球壳2和下半球壳8的结合部。防撞环19上部设置有锥形部17，所述的锥形部17包覆在所述的半球形太阳能板3的下部。设置成锥形，有利于水流流动，降低水流渗入球体内部的几率。上下半球连接部是撞击发生几率最高，而且最容易损害的部位，设置防撞环19可以有效地提高防撞击性能，提高设备的寿命。另外防撞环19还可以起到密封作用，有效降低洪水伸入球体内部的几率。

本发明主要采用太阳能供电装置提供装置电力。但是洪水期存在阴天，太阳能效果不好的问题，因此所述的浮球式应急洪涝水深测定装置还包括微型供电机构。所述的微型供电机构为锂电池9。

采用太阳能+锂电池9的组合，会更科学，适用范围更广。

本发明的运行过程：

当洪水爆发后，需要检测洪涝情况时，将本发明的装置快速、大量的投放在洪水中，由于本发明的装置下重上轻，使其在洪水中半球形太阳能板3始终处理水面之上，吸收太阳能，通过太阳能供电装置为GPS模块10、中央处理器13、超声波探头11和无线发射模块16提供电源，超声波探头11将测到的洪水深度的数据传输给中央处理器13，中央护理器通过无线发射模块16将洪水深度数据传输给远程终端5，同时GPS模块10将测定位置信息发给远程终端5，保证数据处理更准确，也可方便后期装置的回收。本发明的洪水深度测定设备可以更加及时、准确、高效的测定洪水深度，为抗洪工作提供有利的数据信息，有助于抗洪工作的顺利高效进行。

虽然上文已经描述了本发明的实施例，但对于本领域的技术人员而言，在不偏离本发明的原理和精神的情况下所做的修改和替换，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：包括上半球壳、下半球壳、半球形太阳能板、防撞球壳和密封板，所述的上半球壳与下半球壳活动固定在一起，所述的半球形太阳能板固定在所述的上半球壳上，所述的防撞球壳固定在下半球壳上，所述的密封板固定在下半球壳内，所述的下半球壳内设置有太阳能发电装置、GPS模块、中央处理器、超声波探头和无线发射模块，所述的太阳能发电装置与所述的半球形太阳能板连接，所述的太阳能发电装置、GPS模块、超声波探头和无线发射模块分别于所述中央处理器连接，所述的无线发射模块与远程终端连接。

2.根据权利要求1所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的防撞球壳的边缘设置有锥形密封环，所述的锥形密封环包覆在所述的半球形太阳能板的下部。

3.根据权利要求1所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的下半球壳下部固定有安装框架，所述的太阳能发电装置、GPS模块、中央处理器、超声波探头和无线发射模块安装在所述的安装框架上。

4.根据权利要求1所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的下半球壳和所述防撞球壳的中心设置有穿孔，所述的超声波探头穿过所述的下半球壳的穿孔，伸入在所述防撞球壳的穿孔内。

5.根据权利要求1所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的下半球壳的穿孔内设置有密封环。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的下半球壳内设置有配重颗粒。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的浮球式应急洪涝水深测定装置还包括防撞环，所述的防撞环设置在上半球壳和下半球壳的结合部。

8.根据权利要求7所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的防撞环上部设置有锥形部，所述的锥形部包覆在所述的半球形太阳能板的下部。

9.根据权利要求1所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的浮球式应急洪涝水深测定装置还包括微型供电机构。

10.根据权利要求9所述的一种浮球式应急洪涝水深测定装置，其特征在于：所述的微型供电机构为锂电池。

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