CN202928654U

CN202928654U - 一种拍照式电子水尺装置

Info

Publication number: CN202928654U
Application number: CN 201220506517
Authority: CN
Inventors: 秦金涛; 杨鲲; 李华明; 田春和; 张彦昌; 裴文斌; 牛景发
Original assignee: JIAN AN COMPANY SHANDONG HAISHENG OCEAN ENGINEERING GROUP Co Ltd; Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT; Tianjin Water Transport Engineering Survey and Design Institute
Current assignee: JIAN AN COMPANY SHANDONG HAISHENG OCEAN ENGINEERING GROUP Co Ltd; Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT; Tianjin Water Transport Engineering Survey and Design Institute
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-09-29

Abstract

本实用新型公开了一种拍照式电子水尺装置，包括水尺，还包括悬浮装置以及固定在悬浮装置内的拍照装置，所述拍照装置包括相互连接的摄像头及摄像控制存储模块，所述悬浮装置设有通孔，所述水尺穿过所述通孔，并与所述悬浮装置在所述通孔的轴向方向上相对滑动且在水平方向无相对转动，所述摄像头与所述水尺的刻度相对，所述悬浮装置在所述摄像头与所述水尺之间设有透视窗。本实用新型能够通过拍照装置，可以实时拍照并记录现场水尺的刻度，从而代替人工观测水位，而且可以昼夜工作，受环境因素影响很小，操作简便，节省工时，同时减少人为原因导致的数据错误，可用于水位观测。

Description

一种拍照式电子水尺装置

技术领域

本实用新型涉及一种水尺装置，特别涉及一种拍照式电子水尺装置。

背景技术

水位是反映水体、水流变化的重要标志，是水文监测中最基本的观测要素，是水文观测站常规的观测项目。水位观测资料可以直接应用于堤防、水库、电站、堰闸、浇灌、排涝、航道、桥梁等工程的规划、设计、施工等过程中。水位资料是掌握水文情况和进行水文预报的依据，同时水位也是推算其它水文要素并掌握其变化过程的间接资料。在水文监测中，常用水位直接或间接的推算其它水文要素，如由水位通过水位流量关系，推求流量；通过流量推算输沙率；由水位计算水面比降等，从而确定其它水文要素的变化特征。科学开发海洋资源必须进行海洋科研勘探和工程测量，在海洋科研勘探、工程测量过程中，水位监测是其中的重要内容。水位的观测设备可分为直接观测设备和间接观测设备两种，直接观测设备是传统式的水尺，人工直接读取水尺读数加水尺零点高程即得水位。水尺的材质一般由铁板搪瓷、铝合金、不锈钢以及高分子材料制成，本体上的刻度即是示数，不受传感器等元器件精度影响，具有观测直观、读数稳、抗干扰、抗腐蚀、寿命长等特点，适于江河、湖泊、水库、水电站以及港口码头等，可直接观察水位,以及用以观测地下水位和海洋潮汐水位的变化。传统的水尺结构简单，使用方便，但工作量大，需人值守。间接观测设备是利用电子、机械、压力等感应作用，间接反映水位变化，设备构造比水尺复杂，技术要求高；不须人值守，工作量小，可以实现自记，是实现水位观测自动化的重要条件。间接观测设备主要由感应器、传感器与记录装置三部分组成，感应水位的方式有浮筒式、水压式、超声波式等多种类型。浮筒式水位计，利用浮子跟踪水位升降，以机械方式直接传动记录，用浮筒式水位计需有测井设备(包括进水管)，适合岸坡稳定、河床冲淤不大的低含沙河段；水压式水位计，是通过将扩散硅集成压阻式半导体压力传感器或压力变换器直接投入水下测点，来感应静水压力的水位测量装置，适用于江河、湖泊、水库及其它密度比较稳定的天然水体中，无需建造水位测井，实现水位测量和存贮记录；超声波水位计通过超声换能器，将具有一定频率、功能和宽度的电脉冲信号转换成同频率的声脉冲波，定向朝水面发射；此声波束到达水面后被反射回来，其中部分超声能量被换能器接收又将其转换成微弱的电信号，这组发射与接收脉冲经专门电路放大处理后，可形成一组与声波传播时间直接关联的发、收信号，根据需要，经后续处理可转换成水位数据，并进行显示或存贮，由于超声波在空气中的传播速度是温度的函数，正确的修正波速是保证测量精度的关键。目前，上述间接观测水位的仪器设备由于受到监测环境的影响，比如海水温度、风浪、水质以及水中生物等因素影响，监测的水位数值有误差，需要对这些仪器设备所测量的数值进行校对，校对的方法，将水位计上的读数，与人工观测水尺读数相比较，以人工为准，进行校核调准。校对时，由于传统水尺具有固定刻度，通过人肉眼近距离观测水面位置所在刻度示值，由于水尺本身不能记录水位刻度值，也不能传输相应的数据信息，需要人工定点定时观测相应的水尺显示刻度，通过手工记录水位数据，然后人工录入数据，对间接观测的设备仪器监测的数值进行修正，以及对间接监测水位的仪器设备进行校正等，这种校对方法的缺点是，校对人员必须按照采样时间要求，需定时到达现场查看水位，手工记录及手工数据录入，操作既不方便，工时成本又高，还容易发生人为原因数据错误。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种操作简单、无需人工现场观测水尺刻度的拍照式电子水尺装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种拍照式电子水尺装置，包括水尺，还包括悬浮装置以及固定在悬浮装置内的拍照装置，所述拍照装置包括相互连接的摄像头及摄像控制存储模块，所述悬浮装置设有通孔，所述水尺穿过所述通孔，并与所述悬浮装置在所述通孔的轴向方向上相对滑动且在水平方向无相对转动，所述摄像头与所述水尺的刻度相对，所述悬浮装置在所述摄像头与所述水尺之间设有透视窗。

所述摄像控制存储模块，包括电子定时器、继电器和摄像头模块，所述电子定时器连接控制所述继电器，所述继电器连接控制所述摄像头模块。

所述摄像控制存储模块内设SD存储卡。

所述摄像控制存储模块还包括无线遥控开关，所述无线遥控开关连接控制电子定时器。

所述拍照装置还包括无线收发模块，所述无线收发模块连接所述摄像控制存储模块。

所述无线收发模块为GPRS无线收发模块或者CDMA无线收发模块。

所述悬浮装置为整体防水装置。

所述悬浮装置设有配重装置。

所述透视窗为带水平基准线的玻璃片，所述水平基准线与所述摄像头中心水平相对。

所述水尺为方柱形。

本实用新型具有的优点和积极效果是：通过拍照装置，可以实时拍照并记录现场水尺的刻度，从而代替人工观测水位，而且可以昼夜工作，受环境因素影响很小，操作简便，节省工时，同时减少人为原因导致的数据错误。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型的摄像控制存储模块的电路原理图。

图1及图2中：1、水尺，2、水平基准线，3、摄像头，4、摄像控制存储模块，5、悬浮装置。

图3中：RP、可调电阻，R1、电阻，R2、电阻，R3、电阻，C1、电容，C2、电容，D、二极管，BG1、三极管，S1、开关，S2、开关，IC1、NE555时基电路，IC2、十进制计数器，KV、继电器，K1、KV继电器触点1，K2、KV继电器触点2,CCD、摄像头模块。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图3，一种拍照式电子水尺装置，包括水尺1，还包括悬浮装置5以及固定在悬浮装置内的拍照装置，所述拍照装置包括相互连接的摄像头3及摄像控制存储模块4，所述悬浮装置5设有通孔，所述水尺1穿过所述通孔，并与所述悬浮装置5在所述通孔的轴向方向上相对滑动且在水平方向无相对转动，所述摄像头3与所述水尺1的刻度相对，所述悬浮装置5在所述摄像头3与所述水尺1之间设有透视窗。

所述摄像控制存储模块4，控制摄像头的工作及存储和传输摄像所得图像等数据，可包括电子定时器、继电器和摄像头模块，所述电子定时器连接控制所述继电器，所述继电器连接控制所述摄像头模块，所述摄像头模块完成摄像头的摄像。所述摄像控制存储模块4还可内设SD存储卡。

所述摄像控制存储模块4还可包括无线遥控开关，所述无线遥控开关连接控制电子定时器。

所述拍照装置还可包括无线收发模块，所述无线收发模块连接所述摄像控制存储模块4。所述无线收发模块可为GPRS无线收发模块或者CDMA无线收发模块。

所述悬浮装置5可为整体防水装置。所述悬浮装置5还可设有配重装置。

所述透视窗可为带水平基准线2的玻璃片，所述水平基准线2与所述摄像头3的中心水平相对。

所述水尺1可为方柱形。

本实用新型的实施例之一的工作原理：

悬浮装置5可为圆柱形以及整体防水，在其内装有摄像头3和摄像控制存储模块4，摄像头可为微型，悬浮装置5上有通孔，可使带刻度的方柱形水尺1穿过，这样悬浮装置5就可以在通孔的轴向方向上，随水位的升降相对于方柱形刻度尺上下滑动。防水的悬浮装置5还可以固定配重块，确保悬浮装置和配重块总重力与水的浮力保持平衡，从而保证摄像头同水位的升降保持一致。在摄像头3前部与刻度尺之间，设有透视窗，其上做一条水平基准线2，此水平基准线与微型摄像头3中心位置固定，这样在所拍图片上就留有清晰的基准线，从而得到准确水位数据。

请参阅图3,由可调电阻Rp、电阻R1、电容C1、时基电路555IC1和继电器触点K1组成一个无稳态多谐振荡器，它的输出脉冲作为IC2计数电路的时钟信号，IC2计数电路构成电子定时器，其中，IC1的振荡周期为：

T=0.693（Rp+2R1）C1

其振荡周期可通过电位器Rp来调节，CD4017是一个10位计数器，C2、R2是计数电路的开机自动复位电路。通电后，计数电路自动复位，Q0呈高电平，Q1-Q9呈低电平，经过继电器常闭触点给Rp、R1和C1通电，计时开始，随着IC1输出时钟脉冲高电平到计数器CP端，Q1-Q9依次呈高电平，当S1选择Q9时，Q9呈高电平时三极管BG1导通，继电器KV开始工作，常开触点K2闭合，拍照一次，同时常闭触点K1断开，使得电路断电，Q9呈低电平，三极管BG1截止，常开触点K2断开，同时常闭触点K1闭合，电路通电C2、R2自动复位电路使IC2清零复位，计时重新开始。

我们知道脉冲时间是由无稳态多谐振荡器周期决定的。

本实施例中，上述各元器件选取参数值和型号如下：

Rp=1MΩ，R1=100KΩ，R2=10KΩ，R4=1kΩ，C1=100μF,C2=0.01μF；

D1为IN4001,IC1为NE555，IC2为CD4017，KV为DS2Y-S-DC3V。

我们设定脉冲周期为60秒时，可通过调整可调电阻Rp的阻值得到。运用公式T=0.693（Rp+2R1）C1，可以得到大概Rp取值为840KΩ。这样我选择开关S1置于Q5，当经过5个脉冲周期后，Q5就为高电平，拍照开始一次，这样拍周期就是5分钟。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之。

Claims

1.一种拍照式电子水尺装置，包括水尺，其特征在于，还包括悬浮装置以及固定在悬浮装置内的拍照装置，所述拍照装置包括相互连接的摄像头及摄像控制存储模块，所述悬浮装置设有通孔，所述水尺穿过所述通孔，并与所述悬浮装置在所述通孔的轴向方向上相对滑动且在水平方向无相对转动，所述摄像头与所述水尺的刻度相对，所述悬浮装置在所述摄像头与所述水尺之间设有透视窗。

2.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述摄像控制存储模块，包括电子定时器、继电器和摄像头模块，所述电子定时器连接控制所述继电器，所述继电器连接控制所述摄像头模块。

3.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述摄像控制存储模块内设SD存储卡。

4.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述摄像控制存储模块还包括无线遥控开关，所述无线遥控开关连接控制电子定时器。

5.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述拍照装置还包括无线收发模块，所述无线收发模块连接所述摄像控制存储模块。

6.根据权利要求5所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述无线收发模块为GPRS无线收发模块或者CDMA无线收发模块。

7.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述悬浮装置为整体防水装置。

8.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述悬浮装置设有配重装置。

9.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述透视窗为带水平基准线的玻璃片，所述水平基准线与所述摄像头中心水平相对。

10.根据权利要求1所述的拍照式电子水尺装置，其特征在于，所述水尺为方柱形。