CN205333672U - 一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，包括雷达波仪器箱，所述雷达波仪器箱顶部两侧的滑轮分别设在架设在水面上方的两段缆索上；所述雷达波仪器箱左右两侧分别与循环索两端连接；所述循环索由设置在站房内的驱动装置驱动，并带动所述雷达波仪器箱在所述两段缆索上来回移动；所述雷达波仪器箱与站房控制中心通信。本实用新型雷达波测流仪器箱通过循环索牵引移动，当仪器箱出现故障时，可以通过循环索将雷达波测流仪器箱拉到站房侧维修。

Description

一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统。

背景技术

河道流量测验是水文工作的重要组成部分，其各种数据的获取对水资源的充分利用及防汛抗洪工作的开展具有重要作用。

为了解决河道流量测验强度大、效率低、危险性高的问题，近几年陆续研究出了多种自动测流系统，主要有非接触式雷达波自动测流、悬吊ADCP自动测流、H-ADCP测流、V-ADCP测流等。但上述系统在实际应用中都存在各种条件的限制，很难实现真正意义上的在线测流，此外根据水文测验规范，上述自动测流系统均需要进行人工对比观测，且要求对比测验涵盖高、中、低水，最终建立自动测流与人工比测的相关系数。

非接触式雷达波流速仪应用于中小河流流量在线监测、山区河道常规水文站流量在线监测具有良好的适应性，其运行模式主要有固定安装方式、自驱式等，但对于环境的适应性均存在一定的缺陷，特别是自驱式雷达波测流系统，当设备出现故障时检修特别麻烦，往往缺测大洪水。此外，雷达波自动测流站在系统建设初期（每个测站最少要比测30次测流成果，且涵盖高、中、低水位）或巡测时需要悬吊ADCP。现有技术中有一种做法是在测验断面同时建设两套流量测验系统，一套自动测流，另一套人工操作比测，这样可以很好的保证流量测验的同步，但建设成本显著增加。还有一种做法是将ADCP比测船直接悬吊在雷达波测流仪器箱上，但存在雷达波测流仪器箱牵引力不足或在水流冲击出现较大的倾角时，雷达波测流数据不正确。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，包括雷达波仪器箱，所述雷达波仪器箱顶部两侧的滑轮分别设在架设在水面上方的两段缆索上；所述雷达波仪器箱左右两侧分别与循环索两端连接；所述循环索由设置在站房内的驱动装置驱动，并带动所述雷达波仪器箱在所述两段缆索上来回移动；所述雷达波仪器箱与站房控制中心通信。

本实用新型还包括能在所述缆索上滑动的悬吊装置；所述雷达波仪器箱靠近站房的一侧通过柔性连接部件与所述悬吊装置连接一侧；所述悬吊装置另一侧与所述循环索一端连接；所述悬吊装置底端与水面上的同步比测船连接；所述雷达波仪器箱与站房控制中心通信。所述悬吊装置方便系统建设初期或巡测时悬吊ADCP。

所述悬吊装置包括负重板；所述负重板顶部两侧各设有一个悬吊滑轮；两个悬吊滑轮分别设在所述两段缆索上，且能在所述缆索上滑动；所述负重板底部设有与所述同步比测船连接的第一连接件；所述负重板两个面上分别设有第二连接件和第三连接件；所述第二连接件与所述柔性连接部件连接；所述第三连接件与所述循环索连接。该悬吊装置结构简单，容易实现。

所述柔性连接部件为链条；所述链条中部穿过所述第二连接件；所述链条的两端与所述雷达波仪器箱连接，且所述链条与所述第二连接件的接触点、所述链条两端点为等腰三角形的三个顶点，可以进一步减小雷达波仪器箱倾斜角度。

站房对侧的地面上设有立柱；所述立柱顶部两侧均安装有缆索转向轮；所述缆索经一侧的缆索转向轮、用于保证所述两段缆索拉紧的张紧装置、另一侧的缆索转向轮后向所述站房一端拉伸。张紧装置可以保证缆索处于张紧状态，保证雷达波仪器箱可以更平稳地在缆索上移动。

所述张紧装置包括三角架；所述三角架包括三角形安装座；所述三角形安装座的三个顶点处均安装有转向轮；所述三角形安装座底部与缆索配重块固定连接；所述缆索依此经所述三角形安装座底边的其中一个转向轮、三角形安装座顶点的转向轮、三角形安装座底边的另外一个转向轮后向所述站房一端拉伸。三角架和缆索配重块能保证两端缆索的受力均衡，防止雷达波仪器箱倾斜。

所述站房内安装有用于驱动所述循环索的水文绞车；所述立柱顶部还安装有两个循环索转向轮；所述循环索依次经过其中一个循环索转向轮、循环索滑轮、另外一个循环索转向轮后向所述水文绞车一端移动。所述循环索滑轮下固定连接有循环索配重块，保证循环索拉紧。

所述雷达波仪器箱靠近所述立柱的一侧安装有限位开关，在雷达波仪器箱接触到立柱时停止运行，防止撞坏仪器箱。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型雷达波测流仪器箱通过循环索牵引移动，当仪器箱出现故障时，可以通过循环索将雷达波测流仪器箱拉到站房侧维修；本实用新型雷达波测流仪器箱与悬吊装置通过柔性连接部件连接，因此当比测悬吊ADCP受水流冲击导致悬吊装置出现较大倾角，经柔性连接部件传导至雷达波测流仪器箱时，倾角显著减小，能够满足雷达波测流仪器对倾角变动的要求；本实用新型能真正实现同步测流比测，悬吊ADCP比测船便捷、安全；建设成本低。

附图说明

图1为本实用新型一实施例整体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例悬吊部分示意图一；

图3为本实用新型一实施例悬吊部分示意图二；

图4为本实用新型一实施例悬吊部分示意图三；

图5为本实用新型一实施例立柱部分的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例电路结构框图；

图7为本实用新型无线充电装置电路原理图；

图8为本实用新型三脚架结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型一实施例包括雷达波仪器箱1，所述雷达波仪器箱顶部两侧的滑轮2分别设在架设在水面上方的两段缆索3上；所述雷达波仪器箱1左右两侧分别与循环索8两端连接；所述循环索8由设置在站房内的驱动装置驱动，并带动所述雷达波仪器箱1在所述两段缆索3上来回移动；所述雷达波仪器箱1与站房控制中心通信。

如图2—图4所示，悬吊装置5包括负重板51（可以选用多边形钢板）；所述负重板51顶部两侧各设有一个悬吊滑轮52；两个悬吊滑轮52分别设在所述两根缆索3上，且能在所述缆索3上滑动；所述负重板51底部设有与所述同步比测船7连接的第一连接件53；所述负重板51两侧分别设有第二连接件54和第三连接件55；所述第二连接件54与所述柔性连接部件4连接。

本实用新型的所述柔性连接部件4为链条；所述链条中部穿过所述第二连接件54；所述链条的两端与所述雷达波仪器箱1连接，且所述链条与所述第二连接件54的接触点、所述链条两端点为等腰三角形的三个顶点。

如图1和图5所示，站房对侧的地面上设有立柱9；所述立柱9顶部两侧均安装有缆索转向轮10；所述缆索3经一侧的缆索转向轮、用于保证所述两段缆索3拉紧的张紧装置、另一侧的缆索转向轮后向所述站房一端拉伸。

如图8，张紧装置包括三角架14；所述三角架14包括三角形安装座141；所述三角形安装座141的三个顶点处均安装有转向轮142；所述三角形安装座141底部与缆索配重块15（通常为铅块或铁块，厚度约为5--10厘米）固定连接；所述缆索3依此经所述三角形安装座141底边的其中一个转向轮、三角形安装座141顶点的转向轮、三角形安装座141底边的另外一个转向轮后向所述站房一端拉伸。

为了防止雷达波仪器箱1移动过程中撞到立柱，在雷达波仪器箱1靠近所述立柱9的一侧安装有限位开关17。

所述雷达波仪器箱1顶部安装有太阳能光板18；所述雷达波仪器箱1底部安装有雷达波流速仪19；所述雷达波仪器箱1侧面安装有无线充电装置6。

如图6，所述雷达波仪器箱1内安装有雷达波控制器；所述雷达波控制器与无线通信模块、倾角传感器、温度传感器、限位开关17、雷达波流速仪19、蓄电池电连接；所述蓄电池与充电控制器、无线充电装置6电连接；所述充电控制器与太阳能光板18电连接；所述站房控制中心包括测流计算机；所述测流计算机与水文绞车控制箱、站房无线通信模块、系统控制器、站房无线充电装置电连接；所述水文绞车控制箱控制所述水文绞车驱动所述循环索8；所述无线通信模块与站房无线通信模块通信；所述站房无线充电装置向所述无线充电装置6发送电磁信号。

站房内控制部分的作用是在测流时间（或根据用户输入控制条件）控制缆道系统移动雷达波测速仪到达指定位置，发出测流指令给室外测速系统，完成测流数据的接收、处理和入库，同时自动检测、处理各类异常信息。该部分主要包括系统主控器、测流计算机（含监控管理软件）、无线通信设备、GPRS/4G通信模块、无线充电装置（发送端）等设备。

雷达波测流仪器箱的作用是接收测流计算机发出的测流指令，完成各指定位置的水面流速和仪器设备工况等数据的采集、传输。该部分主要包括雷达波控制器、雷达波流速仪、无线通信模块、倾角传感器、温度传感器、限位开关、无线充电装置（接收端），以及太阳能电源系统。

水雨情信息采集子系统负责水位、雨量信息的采集、存贮、发送，信息独立发送至省或区域“水情中心”，同时将实时水位信息发送给测流计算机。该部分主要包括遥测RTU、水位传感器、雨量传感器、GPRS模块等。

简易双轨缆道子系统负责将“雷达波测流仪器箱”定位至指定测速垂线。主要包括简易缆道控制箱（PLC）、轻便水文缆道绞车（含交/直流电机、起点距计数器）、双轨简易缆道装置（缆索）等。

供电电源是整套系统运行的保障，包括太阳能光板、太阳能充电控制器、免维护蓄电池组、交流稳压电源等。系统所有供电均来自免维护蓄电池组，蓄电池组平常状态由太阳能光板补电，欠压时采用交流电辅助充电。

雷达波测流仪器箱悬挂于简易双轨缆道主索上，由简易缆道控制箱（PLC）、轻便水文缆道绞车，通过循环索牵引定位（前进、后退、归零）。雷达波控制器是测流仪器箱的总控制器，负责控制雷达波流速仪、无线电台、倾角传感器、温度传感器上下电，接受测流计算机指令，并将监测数据发送至测流计算机。

本实用新型采用双轨牵引缆道装置：设备运行平稳、强风条件下同时具有良好的稳定性；设备故障时很方便收回检修；对岸主索自动平衡装置解决了两根主索受力不均与冬夏季垂度不一致的难题，而循环索自动平衡装置解决了冬夏季张力不一致的难题。

本实用新型无线充电装置原理图见图7，工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用直流电端直接为系统供电，经过电源管理模块后输出的直流电通过有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经滤波稳压电路变化成直流电为电池充电。利用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递，采用该装置后，送电侧与收电侧只需一般对齐（间距可达300mm以上）而不需紧密接触，避免了接触不良情况的发生；送电侧电源由站房蓄电池组供电，确保任何天气条件下能够实现对雷达波仪器箱补电。

Claims (11)

1.一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，包括雷达波仪器箱（1）；其特征在于，所述雷达波仪器箱顶部两侧的滑轮（2）分别设在架设在水面上方的两段缆索（3）上；所述雷达波仪器箱（1）左右两侧分别与循环索（8）两端连接；所述循环索（8）由设置在站房内的驱动装置驱动，并带动所述雷达波仪器箱（1）在所述两段缆索（3）上来回移动。

2.根据权利要求1所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，还包括能在所述缆索（3）上滑动的悬吊装置（5）；所述雷达波仪器箱（1）靠近站房的一侧通过柔性连接部件（4）与所述悬吊装置（5）连接一侧；所述悬吊装置（5）另一侧与所述循环索（8）一端连接；所述悬吊装置（5）底端与水面上的同步比测船（7）连接；所述雷达波仪器箱（1）与站房控制中心通信。

3.根据权利要求2所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述悬吊装置（5）包括负重板（51）；所述负重板（51）顶部两侧各设有一个悬吊滑轮（52）；两个悬吊滑轮（52）分别设在所述两段缆索（3）上，且能在所述缆索（3）上滑动；所述负重板（51）底部设有与所述同步比测船（7）连接的第一连接件（53）；所述负重板（51）两个面上分别设有第二连接件（54）和第三连接件（55）；所述第二连接件（54）与所述柔性连接部件（4）连接；所述第三连接件（55）与所述循环索（8）连接。

4.根据权利要求3所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述柔性连接部件（4）为链条；所述链条中部穿过所述第二连接件（54）；所述链条的两端与所述雷达波仪器箱（1）连接，且所述链条与所述第二连接件（54）的接触点、所述链条两端点为等腰三角形的三个顶点。

5.根据权利要求1所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，站房对侧的地面上设有立柱（9）；所述立柱（9）顶部两侧均安装有缆索转向轮（10）；所述缆索（3）经一侧的缆索转向轮、用于保证所述两段缆索（3）拉紧的张紧装置、另一侧的缆索转向轮后向所述站房一端拉伸。

6.根据权利要求5所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述张紧装置包括三角架（14）；所述三角架（14）包括三角形安装座（141）；所述三角形安装座（141）的三个顶点处均安装有转向轮（142）；所述三角形安装座（141）底部与缆索配重块（15）固定连接；所述缆索（3）依次经所述三角形安装座（141）底边的其中一个转向轮、三角形安装座（141）顶点的转向轮、三角形安装座（141）底边的另外一个转向轮后向所述站房一端拉伸。

7.根据权利要求5所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述站房内安装有用于驱动所述循环索（8）的水文绞车；所述立柱（9）顶部还安装有两个循环索转向轮（11）；所述循环索（8）依次经过其中一个循环索转向轮（11）、循环索滑轮（12）、另外一个循环索转向轮（11）后向所述水文绞车一端移动。

8.根据权利要求7所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述循环索滑轮（12）下固定连接有循环索配重块（13）。

9.根据权利要求7所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述雷达波仪器箱（1）靠近所述立柱（9）的一侧安装有限位开关（17）。

10.根据权利要求9所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述雷达波仪器箱（1）顶部安装有太阳能光板（18）；所述雷达波仪器箱（1）底部安装有雷达波流速仪（19）；所述雷达波仪器箱（1）侧面安装有无线充电装置（6）。

11.根据权利要求10所述的基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，其特征在于，所述雷达波仪器箱（1）内安装有雷达波控制器；所述雷达波控制器与无线通信模块、倾角传感器、温度传感器、限位开关（17）、雷达波流速仪（19）、蓄电池电连接；所述蓄电池与充电控制器、无线充电装置（6）电连接；所述充电控制器与太阳能光板（18）电连接；所述无线通信模块与站房控制中心的站房无线通信模块通信；所述站房控制中心包括测流计算机；所述测流计算机与水文绞车控制箱、站房无线通信模块、系统控制器、站房无线充电装置电连接；所述水文绞车控制箱控制所述水文绞车驱动所述循环索（8）；所述站房无线充电装置向所述无线充电装置（6）发送电磁信号。