CN204902955U - 用于路面积水监测的振弦式一体化水位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，包括地面固定防护筒、浮子、振弦式传感部件、万向节、太阳能装置和无线传输模块组成，所述地面固定防护筒上方设置有加长防护筒，所述万向节悬挂于地面固定防护筒的内部，所述万向节的下方设置有振弦式传感部件，所述振弦式传感部件下方设置有浮子，所述加长防护筒的上方设置有无线传输模块，太阳能装置通过抱箍固定在加长防护筒的筒体上；本实用新型所述一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计实现了集成高精度水位实时监测、无线长距离传输通信、太阳能供电及可无人值守为一体，所选用的水位监测传感器必须能实时自动监测、自主供电、无线数据传输的功能。

Description

用于路面积水监测的振弦式一体化水位计

技术领域

本实用新型涉及水位测量装置，尤其涉及一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计。

背景技术

随着社会经济的发展，城市化进程进一步加速，城市圈也不断的发展扩大，修建立交桥和下行交错隧道成为缓解交通压力，保证出行畅通的必然选择。而强降水引起的城市下行隧道、立交桥低洼处以及城市道路低洼处出现积水的情况时有发生，在特大暴雨的情况下，有时可能达到一米以上，且长时间无法及时排走，给人和车辆出行带来不便，严重时会损坏通行车辆以及危害到行人的生命。为此，及时的对路面积水情况进行实时通报，可以让行人提早知道路面积水情况，避免行人、车辆陷入积水之中。因此，对路面积水情况进行监测就显得尤为重要。

目前，应用到路面积水水位监测的振弦式水位计还没有较为成熟的产品，振弦式水位计主要应用在大坝堰槽渗流量监测，且量程一般较小，在500mm以下，无法用于路面积水（可能在1米以上）的积水监测。

如图1所示，为现有振弦式水位计的结构组成图。其主要有浮子24，防护筒25，安装固定抱箍26，振弦式传感部件27、电缆28等组成。防护筒25采用抱箍固定在堰槽边壁或者铅垂边坡上，浮子24悬挂在振弦式传感部件下部，并接触到监测水面以下，振弦式传感部件27在防护筒25上部，电缆28从振弦式传感部件27上引出，用于给振弦式传感部件27供电和数据传输。

目前，振弦式水位计应用到路面积水监测方面主要不足有：1）现有振弦式水位计量程较小，普遍在500mm以下，最大为1000mm：为适应道路积水的极端情况出现，道路积水监测量程一般较大，普遍积水监测最大应该在1米至2米之间，现有振弦式水位计无法满足如此较大量程范围内的水位监测；2）现有振弦式水位计安装固定方式无法应用到路面安装固定:现有振弦式水位计主要采用抱箍、卡箍等固定在堰槽边壁和监测边壁上，无法安装在路面上使用；3）现有振弦式水位计多为有线传输和有线供电方式，无法满足路面积水监测和长距离数据传输的要求。现有振弦式水位计多用于大坝廊道渗流量监测，因水电工程一般地处较为偏僻且大坝廊道较为封闭，无线信号难以传输出去，因此，主要采用有线的方式对传感器进行供电和数据传输，而道路积水监测常常在市区中心地带，且积水监测点分布范围较大，不适宜对振弦式水位计采用有线传输和有线供电的方式；4）现有振弦式水位计无太阳能板安装固定装置：现有振弦式水位计因使用场合和环境的限制，无需采用太阳能板供电，且便于采用有线供电的方式。而道路积水监测常用于空旷的路面使用，且监测范围较大，有线供电常常不易实现，便于采用太阳能板方式供电。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，解决了目前在道路积水方面无法实现自动化监测和实时监测的难题，并成功的将振弦式水位计引入到道路积水监测中，实现了集成高精度水位实时监测、无线长距离传输通信、太阳能供电及可无人值守的振弦式一体化水位计。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，包括地面固定防护筒、浮子、振弦式传感部件、万向节、太阳能装置和无线传输模块组成，所述地面固定防护筒上方设置有加长防护筒，所述万向节悬挂于地面固定防护筒的内部，所述万向节的下方设置有振弦式传感部件，所述振弦式传感部件下方设置有浮子，万向节、振弦式传感部件及浮子能自由铅垂的悬挂在地面固定防护筒的内部，太阳能装置通过抱箍固定在加长防护筒的筒体上，具体高度可根据实际需要，通过抱箍调节固定高度，所述加长防护筒的上方设置有无线传输模块，所述无线传输模块用于实时传输路面积水水位监测数据并控制太阳能装置仰角变化。

优选的是，所述加长防护筒由外筒、内部伸缩筒和止紧螺钉组成,内部伸缩筒以外筒内壁为导向，实现伸缩，达到指定的长度后，采用止紧螺钉固定。

优选的是，所述加长防护筒设置为两节或两节以上结构连接而成，所述加长防护筒为两节或两节以上可伸缩的钢管配合连接而成，运输时，可拆开或收缩到最短，方便运输和搬运，避免变形；安装时，可根据现场环境需要，伸缩加长防护筒，调整加长防护筒的长度，然后将加长防护筒安装固定在地面固定防护筒的上部。

优选的是，所述地面固定防护筒采用地脚螺栓或者膨胀螺栓固定在需要积水监测的路面上，确保安装稳固可靠。

优选的是，所述太阳能装置包括太阳能板部件和太阳能板安装固定部件，所述太阳能板部件和太阳能板安装固定部件通过转动铰链连接，太阳能装置可根据仪器安装的地区纬度和太阳方位，远程操作或自动调节太阳能板仰角，以便最大程度的利用太阳能。

优选的是，所述太阳能板安装固定部件包括上部支撑杆、导向护管、支撑轴、伺服电机、联轴器、丝杆，所诉上部支撑杆和导向护管通过抱箍固定在加长防护筒上，所诉上部支撑杆和导向护管可沿筒体外部上下移动或转动到合适的位置安装固定，伺服电机固定在导向护管内部，所述伺服电机通过联轴器与丝杆和支撑轴连接，支撑轴在导向护管内部伸缩来控制太阳能板部件以上部支撑杆的铰链为中心进行转动，调节太阳能板的仰角。

优选的是，所述太阳能板部件包括太阳能板、光敏传感器和倾角传感器，所述光敏传感器和倾角传感器安装在太阳能板上部，用于感测太阳光源及检测太阳能板的倾斜角度变化。

优选的是，所述浮子与振弦式传感部件通过挂钩连接，用于感测所监测的路面积水的水位变化。

控制电缆用于连接太阳能装置和无线传输模块，控制电缆均在加长防护筒内部走线，避免外界破坏。

本实用新型所达到的有益效果：1）本实用新型所述一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计实现了集成高精度水位实时监测、无线长距离传输通信、太阳能供电及可无人值守为一体的振弦式水位计结构：由于路面积水监测的使用环境和安装固定区域较广，所选用的水位监测传感器必须能实时自动监测、自主供电、无线数据传输的功能。本发明所述的振弦式一体化水位计实现了这样的功能，完全适用于城市路面积水监测。同时，由于传感器核心部件完全安装在防护筒内部或防护筒顶部，可无需人员维护。2）所述一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计实现了量程大于1米的路面积水水位监测的振弦式水位计:现有振弦式水位计一般量程较小，在500mm以下，能够满足大坝渗流监测的需要，尚无大量程的振弦式水位计能适应城市路面积水监测的需求。本发明所涉及的振弦式一体化水位计量程可达到1米以上，满足城市路面积水监测；3）所述一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计实现了太阳能板安装固定可根据实际安装地点调节安装方位及远程操作或自动控制调节仰角的功能：由于振弦式水位计使用的场合和环境会不同，太阳能板的安装方位仰角也和使用的环境和地区纬度、四季变化等相适应，以便能更充分地利用太阳能资源，确保仪器能得到充足可靠供电，太阳能板安装固定部件需要具有安装方位和仰角的调节功能，路面积水监测一体化水位计通过闭环控制系统达到了自动控制和远程操作控制调节太阳能板仰角的目的，为长期使用带来了极大的便利；4）所述一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计上部加长防护筒实现了可伸缩连接，可以任意调整路面积水监测水位计的整体安装高度，一方面可适应不同城市对道路两侧竖杆高度的要求不同而调整，另一方面，也为了确保无线模块和太阳能板能够不受树木枝叶、其他建筑物或其他已安装竖杆的遮挡而影响太阳能充电或无线数据传输和接收。。

附图说明

图1是本实用新型背景技术的结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型加长防护筒的结构示意图。

图4是本实用新型太阳能装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图2所示，一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，包括地面固定防护筒1、浮子4、振弦式传感部件3、万向节2、太阳能装置和无线传输模块8组成，所述地面固定防护筒1上方设置有加长防护筒5，所述万向节2悬挂于地面固定防护筒1的内部，所述万向节2的下方设置有振弦式传感部件3，所述振弦式传感部件3下方设置有浮子4，万向节2、振弦式传感部件3及浮子4能自由铅垂的悬挂在地面固定防护筒1的内部，所述浮子4与振弦式传感部件3通过挂钩连接，用于感测所监测的路面积水的水位变化，太阳能装置通过抱箍9固定在加长防护筒5的筒体上，具体高度可根据实际需要，通过抱箍9调节固定高度，所述加长防护筒5的上方设置有无线传输模块8，所述无线传输模块8用于实时传输路面积水水位监测数据并控制太阳能装置仰角变化，所述地面固定防护筒1采用地脚螺栓或者膨胀螺栓固定在需要积水监测的路面上，确保安装稳固可靠。

如图3所示，所述加长防护筒5由外筒10、内部伸缩筒11和止紧螺钉12组成,内部伸缩筒11以外筒10内壁为导向，实现伸缩，达到指定的长度后，采用止紧螺钉12固定，所述加长防护筒5设置为两节或两节以上结构连接而成，所述加长防护筒5为两节或两节以上可伸缩的钢管配合连接而成，运输时，可拆开或收缩到最短，方便运输和搬运，避免变形；安装时，可根据现场环境需要，伸缩加长防护筒5，调整加长防护筒5的长度，然后将加长防护筒5安装固定在地面固定防护筒1的上部。

如图4所示，所述太阳能装置包括太阳能板部件7和太阳能板安装固定部件6，所述太阳能板部件7和太阳能板安装固定部件6通过转动铰链13连接，所述太阳能板安装固定部件6包括上部支撑杆14、导向护管15、支撑轴16、伺服电机17、联轴器18、丝杆19，所诉上部支撑杆14和导向护管15通过抱箍9固定在加长防护筒5上，所诉上部支撑杆14和导向护管15可沿筒体外部上下移动或转动到合适的位置安装固定，伺服电机17固定在导向护管15内部，所述伺服电机17通过联轴器18与丝杆19和支撑轴16连接，支撑轴16在导向护管17内部伸缩来控制太阳能板部件以上部支撑杆14的转动铰链13为中心进行转动，调节太阳能板的仰角，所述太阳能板部件7包括太阳能板20、光敏传感器21和倾角传感器22，所述光敏传感器21和倾角传感器22安装在太阳能板20上部，用于感测太阳光源及检测太阳能板20的倾斜角度变化。

本实用新型的工作过程如下：首先无线传输模块8会根据自带定位功能查询出一体化水位计所安装的纬度，并通过倾角传感器22反馈控制伺服电机17转动，初步调节太阳能板20仰角，后续使用过程中可通过光敏传感器21感测太阳光线的强弱，并反馈给无线传输模块8，无线传输模块8根据反馈的光线强弱通过控制电缆23控制伺服电机17的转动，来微调太阳能板20的仰角，找到最佳利用太阳能充电的仰角位置。此外，路面积水监测控制中心也可以通过无线传输模块8远程操作控制伺服电机17转动，调节太阳能板20的仰角达到系统设定值。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，包括地面固定防护筒、浮子、振弦式传感部件、万向节、太阳能装置和无线传输模块组成，所述地面固定防护筒上方设置有加长防护筒，所述万向节悬挂于地面固定防护筒的内部，所述万向节的下方设置有振弦式传感部件，所述振弦式传感部件下方设置有浮子，所述加长防护筒的上方设置有无线传输模块，所述无线传输模块用于实时传输路面积水水位监测数据，太阳能装置通过抱箍固定在加长防护筒的筒体上。

2.根据权利要求1所述的用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，所述加长防护筒由外筒、内部伸缩筒和止紧螺钉组成,内部伸缩筒以外筒内壁为导向，实现伸缩，达到指定的长度后，采用止紧螺钉固定。

3.根据权利要求2所述的用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，所述加长防护筒设置为两节或两节以上结构连接而成。

4.根据权利要求3所述的用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，所述地面固定防护筒采用地脚螺栓或者膨胀螺栓固定在需要积水监测的路面上。

5.根据权利要求1所述的用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，所述太阳能装置包括太阳能板部件和太阳能板安装固定部件，所述太阳能板部件和太阳能板安装固定部件通过转动铰链连接。

6.根据权利要求5所述的用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，所述太阳能板安装固定部件包括上部支撑杆、导向护管、支撑轴、伺服电机、联轴器、丝杆，所诉上部支撑杆和导向护管通过抱箍固定在加长防护筒上，伺服电机固定在导向护管内部，所述伺服电机通过联轴器与丝杆和支撑轴连接，支撑轴在导向护管内部伸缩来控制太阳能板部件以上部支撑杆的铰链为中心进行转动。

7.根据权利要求5所述的用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，所述太阳能板部件包括太阳能板、光敏传感器和倾角传感器，所述光敏传感器和倾角传感器安装在太阳能板上部。

8.根据权利要求1所述的用于路面积水监测的振弦式一体化水位计，其特征是，所述浮子与振弦式传感部件通过挂钩连接。