CN117537233A - 一种基于物联网的水利大坝安全监测装置 - Google Patents

一种基于物联网的水利大坝安全监测装置 Download PDF

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CN117537233A CN202311611793.6A CN202311611793A CN117537233A CN 117537233 A CN117537233 A CN 117537233A CN 202311611793 A CN202311611793 A CN 202311611793A CN 117537233 A CN117537233 A CN 117537233A
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，包括有底座，底座上端面固定有外杆，外杆一侧固定安装有物联网控制柜，外杆内腔套接有内杆，内杆上端面固定有横架，横架一端固定安装有太阳能电池板，横架内部嵌合固定有滚珠螺母，外杆一侧固定有托板，托板上端面转动安装有丝杆。本发明中，在对水利大坝进行监测时，监控摄像头与液位监测探头的高度能够升降调节，同时液位监测探头的横向位置可以调节，使其监控摄像头可以完全监测工作区域，液位监测探头可以横向调节，匹配在水域上方，可以在大坝水深改变时，保持对液位的监测工作，同时通过液泵与取样管，可以将取样管置于深水处进行水域取样，从而可以更精准的检测掌握水质。

Description

一种基于物联网的水利大坝安全监测装置
技术领域
本发明涉及水利监测设备技术领域，尤其涉及一种基于物联网的水利大坝安全监测装置。
背景技术
基于物联网的水利大坝安全监测装置的技术背景是现代信息技术与水利工程相结合的产物，随着技术的发展，物联网技术在水利大坝安全监测领域的应用不断深入，物联网是一种将各种传感器、设备和网络连接起来的技术体系，通过无线通信和互联网实现设备之间的数据传输、交互和共享，物联网技术为水利大坝安全监测提供了高效、智能的解决方案，传感器是物联网系统的核心组成部分，用于采集大坝的结构、环境和水文信息，通过各种传感器，如力位传感器、压力传感器、温湿度传感器、倾斜传感器等，可以实时监测大坝的工作状态和周围环境的变化；
公开号为CN217211036U专利文件公开了一种用于水利工程的水位监测装置，包括支撑架和浮箱，所述支撑架的顶端安装有连接杆，且支撑架的底部右侧设置有固定条，所述连接杆的上端设置有连接绳，且连接绳的一端连接有浮箱，所述连接绳的另一端安装有连接块，且连接块的中部设置有安装块，所述安装块的前后两端均设置有插接杆，所述固定块远离插接杆的一侧设置有警示刻度条；
在上述装置中，虽然方便在水位将要达到临界值时能够进行直观显示，警示效果好，但其在使用的过程中，设备为固定式的，当水利大坝水位过低时，液位监测探头无法置于水面上方，使其对液位不能继续监测，不具备灵活调节监测探头的功能，同时设备不具备对水域取样的功能，取样时检测人员手持取样瓶，只能对液位表面取样，水域深处无法取样。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的水利大坝安全监测装置，设备为固定式的，当水利大坝水位过低时，液位监测探头无法置于水面上方，使其对液位不能继续监测，不具备灵活调节监测探头的功能，同时设备不具备对水域取样的功能，取样时检测人员手持取样瓶，只能对液位表面取样，水域深处无法取样的缺点。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，包括有底座，所述底座上端面固定有外杆，所述外杆一侧固定安装有物联网控制柜，所述外杆内腔套接有内杆，所述内杆上端面固定有横架，所述横架一端固定安装有太阳能电池板，所述横架内部嵌合固定有滚珠螺母，所述外杆一侧固定有托板，所述托板上端面转动安装有丝杆，所述托板下端面固定有电机；
所述横架一端通过螺栓装配安装有安装架，所述安装架上端面固定有雨量计，所述安装架内腔固定有滑轨，所述滑轨表面滑动套接有滑套，所述滑套上端面一侧固定有抵板，所述安装架一侧嵌合固定有伸缩气缸，所述安装架下端面固定安装有监控摄像头，所述滑套上端面另一侧固定有连接架一；
所述连接架一延长端固定有套筒，所述套筒内腔套接有液位监测探头，所述套筒表面螺纹啮合有手拧螺栓，所述手拧螺栓延长端固定有夹板；
所述底座上端面一侧固定有蓄液仓，所述蓄液仓内腔底端安装有液泵，所述液泵输入端固定有取样管，所述蓄液仓上端面一侧固定有托槽，所述托槽下端面固定有连接架二，所述连接架二延长端转动安装有导辊，所述托槽上端面套接插设有工型块，所述工型块内部贯穿套接有手柄，所述手柄与工型块上端面之间固定有复位弹簧，所述工型块下端面固定有转辊座，所述转辊座内腔转动安装有挤压辊，所述蓄液仓内壁一侧固定有连接板，所述连接板内部活动套接有标杆，所述标杆下端面固定有浮动球。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述电机输出端穿过托板与丝杆传动连接，用于驱动丝杆旋转。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述连接架一呈倒“L”字形，所述连接架一通过滑套与滑轨之间构成可滑动结构。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述伸缩气缸的伸缩端与抵板固定连接，所述抵板通过伸缩气缸与安装架之间构成可伸缩结构。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述夹板活动设于套筒内腔，所述夹板通过手拧螺栓与套筒之间构成可伸缩结构。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述夹板与液位监测探头表面活动连接，且所述液位监测探头通过夹板与套筒之间构成可夹持固定结构。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述导辊设于所述取样管表面，所述挤压辊与取样管上端面活动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述手柄通过复位弹簧与托槽之间构成弹性伸缩结构。
综上，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，在对水利大坝进行监测时，监控摄像头与液位监测探头的高度能够升降调节，同时液位监测探头的横向位置可以调节，使其监控摄像头可以完全监测工作区域，液位监测探头可以横向调节，匹配在水域上方，可以在大坝水深改变时，保持对液位的监测工作，同时通过液泵与取样管，可以将取样管置于深水处进行水域取样，从而可以更精准的检测掌握水质综上解决了背景技术中的问题。
2、本发明中，液位监测探头套接在套筒内，转动手拧螺栓可以使其夹板夹持固定液位监测探头，使其液位监测探头的拆装便捷，便于后期更换检修液位监测探头。
3、本发明中，手动横向拉动手柄，可以使其工型块在托槽表面滑动，带动着挤压辊在取样管表面滚动，挤压辊可以将取样管内的残液挤压排出，防止残留残液，影响二次取样检测水质，保障多次取样检测的精准度。
附图说明
图1为本发明中一种基于物联网的水利大坝安全监测装置前视的结构示意图；
图2为本发明中一种基于物联网的水利大坝安全监测装置后视的结构示意图；
图3为本发明中横架与外杆连接处的结构示意图；
图4为本发明中安装架处的结构示意图；
图5为本发明中蓄液仓处的结构示意图；
图6为本发明中托槽处的结构示意图。
图例说明：
1、底座；2、外杆；3、物联网控制柜；4、内杆；5、横架；6、太阳能电池板；7、滚珠螺母；8、托板；9、丝杆；10、电机；11、安装架；12、雨量计；13、滑轨；14、滑套；15、抵板；16、伸缩气缸；17、监控摄像头；18、连接架一；19、套筒；20、液位监测探头；21、手拧螺栓；22、夹板；23、蓄液仓；24、液泵；25、取样管；26、托槽；27、连接架二；28、导辊；29、工型块；30、手柄；31、复位弹簧；32、转辊座；33、挤压辊；34、连接板；35、标杆；36、浮动球。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1－图6，一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，包括有底座1，底座1上端面固定有外杆2，外杆2一侧固定安装有物联网控制柜3，外杆2内腔套接有内杆4，内杆4上端面固定有横架5，横架5一端固定安装有太阳能电池板6，横架5内部嵌合固定有滚珠螺母7，外杆2一侧固定有托板8，托板8上端面转动安装有丝杆9，托板8下端面固定有电机10；
横架5一端通过螺栓装配安装有安装架11，安装架11上端面固定有雨量计12，安装架11内腔固定有滑轨13，滑轨13表面滑动套接有滑套14，滑套14上端面一侧固定有抵板15，安装架11一侧嵌合固定有伸缩气缸16，安装架11下端面固定安装有监控摄像头17，滑套14上端面另一侧固定有连接架一18；
连接架一18延长端固定有套筒19，套筒19内腔套接有液位监测探头20，套筒19表面螺纹啮合有手拧螺栓21，手拧螺栓21延长端固定有夹板22；
底座1上端面一侧固定有蓄液仓23，蓄液仓23内腔底端安装有液泵24，液泵24输入端固定有取样管25，蓄液仓23上端面一侧固定有托槽26，托槽26下端面固定有连接架二27，连接架二27延长端转动安装有导辊28，托槽26上端面套接插设有工型块29，工型块29内部贯穿套接有手柄30，手柄30与工型块29上端面之间固定有复位弹簧31，工型块29下端面固定有转辊座32，转辊座32内腔转动安装有挤压辊33，蓄液仓23内壁一侧固定有连接板34，连接板34内部活动套接有标杆35，标杆35下端面固定有浮动球36；
液位监测探头20工作原理是基于超声波的原理，这种探头通过发射和接收超声波来测量液体的高度，探头会发射超声波信号，并通过计算超声波从发射到接收的时间来确定液位的高度，由于超声波在液体和空气之间传播速度的差异，可以准确测量液体的高度；
太阳能电池板6连接有蓄电模块，可以用于对装置作业供电；
将液位监测探头20放入套筒19内腔，再手动转动手拧螺栓21，使其手拧螺栓21带动着夹板22伸缩移动，夹板22挤压着套筒19内腔的液位监测探头20，将其夹持固定在套筒19的内腔，并将液位监测探头20的连接线与物联网控制柜3相连接，雨量计12的连接线与物联网控制柜3相连接，监控摄像头17的连接线与物联网控制柜3相连接；
将装置安装在水利大坝监测处，再通过电机10的输出端转动，带动着丝杆9旋转，丝杆9旋转时，表面螺纹啮合的滚珠螺母7升降移动，滚珠螺母7带动着横架5升降移动，同时横架5底端固定的内杆4在外杆2的内腔升降调节，使其横架5一端安装的液位监测探头20与监控摄像头17调节至合适高度，监控摄像头17能够完全监测装置工作区域；
物联网控制柜3通过连接线控制伸缩气缸16的伸缩端移动，伸缩气缸16带动着抵板15移动，抵板15带动着滑套14在滑轨13的表面滑动，从而使其连接架一18一端安装的液位监测探头20横向调节位置，直至液位监测探头20安装监测水域上方，通过液位监测探头20对液位信息实时监控；
当需要对水域质量进行监测取样时，检测人员拉动取样管25，使其在导辊28处抽出，将取样管25的一端放入大坝水域中，手动向上提拉手柄30，使其带动着挤压辊33从取样管25表面移开，物联网控制柜3通过连接线控制液泵24作业，使其液泵将水域的水从取样管25泵入蓄液仓23，蓄液仓23内液位上升时，通过浮力拖动着浮动球36向上移动，浮动球36带动着标杆35向上移动，观察标杆35表面预设的刻度线，可以查看蓄液仓23内的液量，泵取合适的水量后关闭液泵24，松开手柄30后，通过复位弹簧31的弹性特，使其挤压辊33向下挤压在取样管25上，再手动横向拉动手柄30，使其工型块29在托槽26表面滑动，带动着挤压辊33在取样管25表面滚动，挤压辊33可以将取样管25内的残液挤压排出，检测人员再取出蓄液仓23内的取样水进行检测。
进一步的，卡电机10输出端穿过托板8与丝杆9传动连接，用于驱动丝杆9旋转。
进一步的，连接架一18呈倒“L”字形，连接架一18通过滑套14与滑轨13之间构成可滑动结构。
进一步的，伸缩气缸16的伸缩端与抵板15固定连接，抵板15通过伸缩气缸16与安装架11之间构成可伸缩结构。
进一步的，夹板22活动设于套筒19内腔，夹板22通过手拧螺栓21与套筒19之间构成可伸缩结构。
进一步的，夹板22与液位监测探头20表面活动连接，且液位监测探头20通过夹板22与套筒19之间构成可夹持固定结构。
进一步的，导辊28设于取样管25表面，挤压辊33与取样管25上端面活动连接。
进一步的，手柄30通过复位弹簧31与托槽26之间构成弹性伸缩结构。
工作原理：使用时，首先将液位监测探头20放入套筒19内腔，再手动转动手拧螺栓21，使其手拧螺栓21带动着夹板22伸缩移动，夹板22挤压着套筒19内腔的液位监测探头20，将其夹持固定在套筒19的内腔，并将液位监测探头20的连接线与物联网控制柜3相连接，雨量计12的连接线与物联网控制柜3相连接，监控摄像头17的连接线与物联网控制柜3相连接，将装置安装在水利大坝监测处，再通过电机10的输出端转动，带动着丝杆9旋转，丝杆9旋转时，表面螺纹啮合的滚珠螺母7升降移动，滚珠螺母7带动着横架5升降移动，同时横架5底端固定的内杆4在外杆2的内腔升降调节，使其横架5一端安装的液位监测探头20与监控摄像头17调节至合适高度，监控摄像头17能够完全监测装置工作区域，物联网控制柜3通过连接线控制伸缩气缸16的伸缩端移动，伸缩气缸16带动着抵板15移动，抵板15带动着滑套14在滑轨13的表面滑动，从而使其连接架一18一端安装的液位监测探头20横向调节位置，直至液位监测探头20安装监测水域上方，通过液位监测探头20对液位信息实时监控，当需要对水域质量进行监测取样时，检测人员拉动取样管25，使其在导辊28处抽出，将取样管25的一端放入大坝水域中，手动向上提拉手柄30，使其带动着挤压辊33从取样管25表面移开，物联网控制柜3通过连接线控制液泵24作业，使其液泵将水域的水从取样管25泵入蓄液仓23，蓄液仓23内液位上升时，通过浮力拖动着浮动球36向上移动，浮动球36带动着标杆35向上移动，观察标杆35表面预设的刻度线，可以查看蓄液仓23内的液量，泵取合适的水量后关闭液泵24，松开手柄30后，通过复位弹簧31的弹性特，使其挤压辊33向下挤压在取样管25上，再手动横向拉动手柄30，使其工型块29在托槽26表面滑动，带动着挤压辊33在取样管25表面滚动，挤压辊33可以将取样管25内的残液挤压排出，检测人员再取出蓄液仓23内的取样水进行检测，就这样完成了本发明的工作原理。
以上，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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，包括有底座(1)，其特征在于，所述底座(1)上端面固定有外杆(2)，所述外杆(2)一侧固定安装有物联网控制柜(3)，所述外杆(2)内腔套接有内杆(4)，所述内杆(4)上端面固定有横架(5)，所述横架(5)一端固定安装有太阳能电池板(6)，所述横架(5)内部嵌合固定有滚珠螺母(7)，所述外杆(2)一侧固定有托板(8)，所述托板(8)上端面转动安装有丝杆(9)，所述托板(8)下端面固定有电机(10)；
所述横架(5)一端通过螺栓装配安装有安装架(11)，所述安装架(11)上端面固定有雨量计(12)，所述安装架(11)内腔固定有滑轨(13)，所述滑轨(13)表面滑动套接有滑套(14)，所述滑套(14)上端面一侧固定有抵板(15)，所述安装架(11)一侧嵌合固定有伸缩气缸(16)，所述安装架(11)下端面固定安装有监控摄像头(17)，所述滑套(14)上端面另一侧固定有连接架一(18)；
所述连接架一(18)延长端固定有套筒(19)，所述套筒(19)内腔套接有液位监测探头(20)，所述套筒(19)表面螺纹啮合有手拧螺栓(21)，所述手拧螺栓(21)延长端固定有夹板(22)；
所述底座(1)上端面一侧固定有蓄液仓(23)，所述蓄液仓(23)内腔底端安装有液泵(24)，所述液泵(24)输入端固定有取样管(25)，所述蓄液仓(23)上端面一侧固定有托槽(26)，所述托槽(26)下端面固定有连接架二(27)，所述连接架二(27)延长端转动安装有导辊(28)，所述托槽(26)上端面套接插设有工型块(29)，所述工型块(29)内部贯穿套接有手柄(30)，所述手柄(30)与工型块(29)上端面之间固定有复位弹簧(31)，所述工型块(29)下端面固定有转辊座(32)，所述转辊座(32)内腔转动安装有挤压辊(33)，所述蓄液仓(23)内壁一侧固定有连接板(34)，所述连接板(34)内部活动套接有标杆(35)，所述标杆(35)下端面固定有浮动球(36)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，其特征在于，所述电机(10)输出端穿过托板(8)与丝杆(9)传动连接，用于驱动丝杆(9)旋转。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，其特征在于，所述连接架一(18)呈倒“L”字形，所述连接架一(18)通过滑套(14)与滑轨(13)之间构成可滑动结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，其特征在于，所述伸缩气缸(16)的伸缩端与抵板(15)固定连接，所述抵板(15)通过伸缩气缸(16)与安装架(11)之间构成可伸缩结构。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，其特征在于，所述夹板(22)活动设于套筒(19)内腔，所述夹板(22)通过手拧螺栓(21)与套筒(19)之间构成可伸缩结构。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，其特征在于，所述夹板(22)与液位监测探头(20)表面活动连接，且所述液位监测探头(20)通过夹板(22)与套筒(19)之间构成可夹持固定结构。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，其特征在于，所述导辊(28)设于所述取样管(25)表面，所述挤压辊(33)与取样管(25)上端面活动连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利大坝安全监测装置，其特征在于，所述手柄(30)通过复位弹簧(31)与托槽(26)之间构成弹性伸缩结构。
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