CN205861055U - 一种城市内涝路面水深流速测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市内涝路面水深流速测量装置，包括底座和与底座密封连接的防水底座外壳以及在高度方向上设置在防水底座外上的空心防水支架；其中在底座上、且位于防水底座外壳内安装有无线传输设备、水深传感器转换器、单片机、流速传感器转换器和电源，另外防水底座外壳上固定连接有水深传感器；空心防水支架上连接有流速传感器测杆，流速传感器测杆向外的端部上通过旋转支架支撑设置有流速传感器，流速传感器的外部密封连接有圆筒外壳，圆筒外壳的尾部设置有圆筒外壳尾翼，对应流速传感器在空心防水支架上设置有电子式水位开关。采用无线传输方式、可实现自动化、不间断测量，实现城市内涝积水路面水流流速水深的数据准确采集。

Description

一种城市内涝路面水深流速测量装置

技术领域

本实用新型涉及水利设备监测技术领域，尤其涉及一种城市内涝路面水深流速测量装置。

背景技术

随着我国城市化推进，由暴雨引起的城市洪水频繁发生，暴雨导致城市内涝，路面积水严重、水流流速较大，对城市正常交通以及人民生命财产安全带来极大威胁，有必要对洪水流速、水深数据进行实时监测，实现水文数据采集，为城市防洪排涝、交通安全等提供参考依据。

目前测量水流流速水深的装置基本上运用在河道方面，具体情况为：采用水文测量尺测水深或固定水文站站点读取水深；采用投放式流速仪、手持式流速仪测量水流流速，或是非接触式流速仪测量水流表面流速。城市路面内涝水深变化快、流速较大，人工直接测量不仅不便，而且安全存在隐患；如果像河道测量方式水深一样，将装置固定在路面上势必会影响日常交通；同时，仅仅测量表面流速并不能真实反应水流内部的流速情况，精度不高。可见，现有的装置用来测量路面洪水水流流速水深效率较低，而且大多数装置不具备同时测量流速水深的功能，且同时具有两者功能的装置在河道测量时需要预先固定在测量河道内，因而并不能很好地适应于城市发生内涝积水时路面水流流速水深测量工作。

综上所述，利用现有的测量河流流速水深的方法和装置来测量城市内涝积水时路面水流流速水深，不仅操作不方便，而且工作人员的安全也受到一定的威胁，适用性较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种城市内涝路面水深流速测量装置。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种城市内涝路面水深流速测量装置，包括底座和与底座密封连接的防水底座外壳以及在高度方向上设置在防水底座外壳上的空心防水支架；其中，在所述底座上、且位于防水底座外壳内安装有无线传输设备、水深传感器转换器、单片机、流速传感器转换器和电源，另外，所述防水底座外壳上固定连接有水深传感器；所述空心防水支架上连接有流速传感器测杆，所述流速传感器测杆向外的端部上通过旋转支架支撑设置有流速传感器；所 述流速传感器的外部密封连接有圆筒外壳，所述圆筒外壳的尾部设置有圆筒外壳尾翼；对应所述流速传感器在所述空心防水支架上设置有电子式水位开关，所述流速传感器和水深传感器均由电子式水位开关控制开关；所述电源通过导线分别与所述电子式水位开关、无线传输设备、水深传感器转换器、单片机、流速传感器转换器相连；所述流速传感器与流速传感器转换器相连，所述水深传感器与水深传感器转换器相连，所述流速传感器转换器和水深传感器转换器分别与所述单片机信号输入端相连，所述单片机信号输出端与所述无线传输设备相连，另外，所述城市内涝路面水深流速测量装置的远程端还包括一个信号接收显示器。

优选地，所述空心防水支架不同高度段上均对应连接有流速传感器测杆，所述每个流速传感器测杆向外的端部上均通过旋转支架支撑设置由流速传感器；所述每个流速传感器的外部均密封连接有圆筒外壳，所述每个圆筒外壳的尾部均设置有圆筒外壳尾翼；对应每个流速传感器在所述空心防水支架相应高度段上均设置有电子式水位开关，所述每个流速传感器由与之高度对应的电子式水位开关控制开关，所述水深传感器由距离地面最近的电子式水位开关控制开关。

优选地，所述流速传感器采用液压式流速传感器。

优选地，所述水深传感器采用水深压力传感器。

优选地，所述电子式水位开关的高度高于所对应控制的流速传感器的高度。

本实用新型的有益效果是，根据不同水流深度自动开关流速传感器，自动化测量和远程接收信息更加安全、高效；随着水流方向的变化，可以自动调整测流方向；对于水流较深时，可同时测量同一位置不同深度的水流流速，取平均值计算增加测量数据的准确性；可以定点不间断同时测量内涝路面水流流速水深；通过无线发射装置将数据发送至远程端接收，实现城市内涝路面流速水深的水文监测。

附图说明

图1是本实用新型城市内涝路面水深流速测量装置的结构示意图；

图2是本实用新型城市内涝路面水深流速测量装置的水流流速水深信号采集、处理、远程传输并接收显示示意图。

其中：1.流速传感器，2.水深传感器，3.电子式水位开关，4.无线传输设备，5.水深传感器转换器，6.单片机，7.流速传感器转换器，8.电源，9.防水底座外壳，10.空心防水支架，11.流速传感器测杆，12.底座，13.圆筒外壳，14.圆筒外壳尾翼，15.旋转支架，16.信号接收显示器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-2所示，一种城市内涝路面水深流速测量装置，包括底座12和与底座12密封连接的防水底座外壳9以及在高度方向上设置在防水底座外壳9上的空心防水支架10，其中在底座12上、且位于防水底座外壳9内安装有无线传输设备4、水深传感器转换器5、单片机6、流速传感器转换器7和电源8，另外，防水底座外壳9上固定连接有水深传感器2，空心防水支架10上连接有流速传感器测杆11，其中流速传感器测杆11向外的端部上通过旋转支架15支撑设置有流速传感器1，而流速传感器1的外部密封连接有圆筒外壳13，圆筒外壳13的尾部设置有圆筒外壳尾翼14，对应流速传感器1在空心防水支架10上设置有电子式水位开关3，流速传感器1和水深传感器2由电子式水位开关3控制开关，另外，该装置的远程端还包括一个信号接收显示器16。

优选地，空心防水支架10不同高度段上均对应连接有流速传感器测杆11，而每个流速传感器测杆11向外的端部上均通过旋转支架15支撑设置有流速传感器；每个流速传感器1的外部均密封连接有圆筒外壳13，每个圆筒外壳13的尾部设置有圆筒外壳尾翼14，对应每个流速传感器1在空心防水支架10相应高度段上设置有电子式水位开关3，每个流速传感器1与之高度对应的电子式水位开关3控制开关，水深传感器2由距离地面最近的电子式水位开关3控制开关。

其中，底座12具有一定的重量以降低装置的重心使得装置在水流中保持稳定性；防水底座外壳9与底座12密封连接，可以起到保护内部装置的作用，圆筒外壳13密封连接在流速传感器1外部，一方面起到保护流速传感器1作用，另一方面起固定圆筒外壳尾翼14作用；圆筒外壳尾翼14随来流方向变化，在旋转支架15配合作用下可保证流速传感器1前端对着来流方向测量，增加测量准确性；电源8通过导线分别与电子式水位开关3、无线传输设备4、水深传感器转换器5、单片机6、流速传感器转换器7相连，实现电路的正常供电；电子式水位开关3分别与流速传感器1、水深传感器2相连，通过电子式水位开关3判别有无水流淹没实现对应流速传感器1、水深传感器2的开关，具体地，流速传感器1由与之高度对应的电子式水位开关3控制开关，水深传感器2由距离地面最近的电子式水位开关3控制开关；流速传感器1与流速传感器转换器7相连实现流速信号转换；水深传感器2与水深传感器转换器5相连实现水深信号转换；流速传感器转换器7、水深传感器转换器5分别与单片机6信号输入端相连，实现流速水深信号输入；单片机6信号输出端与无线传输设备4相连，实现流速水深信号输出；远程端的信号接收显示器16接收来自无线传输设备4传来的信号并显示，实现信号输出显示。

本实用新型城市内涝路面水深流速测量装置的工作过程为：

当电子式水位开关3感应有水流淹没时自动接通，对应的流速传感器1、水深传感器2开始对水流流速水深信息进行采集；流速传感器1将采集到的流速信号传递给流速传感器转换器7，水深传感器2将采集到的水深信号传递给水深传感器转换器5；流速传感器转换器7和水深传感器转换器5将转换后的流速水深信号分别传递给单片机6，单片机6将处理后的数据信息传递给无线传输设备4，进而通过无线传输设备4将数据信号传送至远端程端的信号接收显示器16，实现城市内涝路面水深流速数据测量显示。

优选地，在水流深度较高情况下，多个电子式水位开关3都会开启，且多个电子式水位开关3对应控制的多个流速传感器1同时采集不同深度处的水流流速信息，所采集的信号经流速传感器转换器7转换并传入单片机6，单片机6将同一时刻不同深度处所测多个流速取平均值计算，提高测流精度。

优选地，流速传感器1采用液压式流速传感器。

优选地，水深传感器2采用水深压力传感器。

优选地，电子式水位开关3的高度应略高于所对应控制的流速传感器1，用以保证流速传感器1工作时完全淹没在水流中时才开始测量流速，减小测量误差。

优选地，无线传输信号采用GMS/GPRS网络信号进行传输。

本实用新型城市内涝路面水深流速测量装置，采用无线传输方式、可实现自动化、不间断测量。采用流速传感器、水深传感器采集水流信息，并通过单片机处理，采用无线传输的方式，将所测路段的水流流速水深数据传送到远程端的信号接收显示器，并对所测数据给予显示，实现路面内涝水流流速水深的数据准确采集。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种城市内涝路面水深流速测量装置，其特征是，包括底座和与底座密封连接的防水底座外壳以及在高度方向上设置在防水底座外壳上的空心防水支架；其中，在所述底座上、且位于防水底座外壳内安装有无线传输设备、水深传感器转换器、单片机、流速传感器转换器和电源，另外，所述防水底座外壳上固定连接有水深传感器；所述空心防水支架上连接有流速传感器测杆，所述流速传感器测杆向外的端部上通过旋转支架支撑设置有流速传感器；所述流速传感器的外部密封连接有圆筒外壳，所述圆筒外壳的尾部设置有圆筒外壳尾翼；对应所述流速传感器在所述空心防水支架上设置有电子式水位开关，所述流速传感器和水深传感器均由电子式水位开关控制开关；所述电源通过导线分别与所述电子式水位开关、无线传输设备、水深传感器转换器、单片机、流速传感器转换器相连；所述流速传感器与流速传感器转换器相连，所述水深传感器与水深传感器转换器相连，所述流速传感器转换器和水深传感器转换器分别与所述单片机信号输入端相连，所述单片机信号输出端与所述无线传输设备相连，另外，所述城市内涝路面水深流速测量装置的远程端还包括一个信号接收显示器。

2.如权利要求1所述的一种城市内涝路面水深流速测量装置，其特征是，所述空心防水支架不同高度段上均对应连接有流速传感器测杆，所述每个流速传感器测杆向外的端部上均通过旋转支架支撑设置由流速传感器；所述每个流速传感器的外部均密封连接有圆筒外壳，所述每个圆筒外壳的尾部均设置有圆筒外壳尾翼；对应每个流速传感器在所述空心防水支架相应高度段上均设置有电子式水位开关，所述每个流速传感器由与之高度对应的电子式水位开关控制开关，所述水深传感器由距离地面最近的电子式水位开关控制开关。

3.如权利要求1或2所述的一种城市内涝路面水深流速测量装置，其特征是，所述流速传感器采用液压式流速传感器。

4.如权利要求1或2所述的一种城市内涝路面水深流速测量装置，其特征是，所述水深传感器采用水深压力传感器。

5.如权利要求1或2所述的一种城市内涝路面水深流速测量装置，其特征是，所述电子式水位开关的高度高于所对应控制的流速传感器的高度。