CN208547376U - 一种地埋式太阳能窨井监测终端 - Google Patents

Abstract

一种地埋式太阳能窨井监测终端，包括控制盒、探头盒、位移传感器、声光报警器，所述控制盒的顶部安装有太阳能板，并且太阳能板裸露在地面上，所述控制盒中安装有MCU控制器、无线通讯模块、充电模块、电池，所述探头盒中安装有温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器，所述太阳能板连接充电模块给电池充电。本实用新型的有益效果是：1、避免工作人员定期对电池充电，减少工作人员的工作量；2、简化了供电电缆的布置；3、控制盒不需要经常打开，能够完全密封死，提高控制盒的密封性，4、电池能够不间断供电。

Description

一种地埋式太阳能窨井监测终端

技术领域

本实用新型涉及窨井环境监测技术领域，尤其涉及一种地埋式太阳能窨井监测终端。

背景技术

在我国国内城市的市政管网中很大部分窨井并没有接入成之为死井，这类窨井间隔一段时间就要去抽运，抽运过程常见方式是使用设备抽取井内的粪水，而且清理的工人是不会注意保护水下设备的。即使是使用抽水车的橡胶管来抽取污泥，也会把水中设备吸进管道。因此如果是接触式的测量方式，跟污水接触的部分就会被损坏。

市政管道每经过一定时间，就会积累一定数量的污泥、沙石、垃圾等，现有的清理方式无非是高压水冲洗、机械清理两种。前者用高压水枪来把管道内的污泥垃圾等冲洗到窨井内，后者是用缆绳拉动跟管道差不多大的清理器来把管道内的污泥垃圾排出来到窨井内，最后都是要打捞出来。这两种方式都会对接触式测量设备造成损坏，使接触式测量设备的报废率居高不下。

市政管道和窨井，绝大多数都在道路上，设备供电如果使用市电供电，就需要电缆连接，电缆从窨井上出来跟路边的供电电缆连接，电缆容易损坏。而且在窨井内布设专用供电电缆，不仅费用高昂，而且考虑到定期的清淤需要，电缆如果损坏，对人身安全的威胁就无法避免。所以用电池内部供电，但电池一次充电的蓄电量是有限的，需要定期充电，增加了工作量。

因为设备是安装在窨井内，窨井内空间很小，窨井内水位高低是随时变化，因此需要设备的体积较小，对工人工作的干扰要减少。

因为在大雨时候，雨水进入窨井内是跟瀑布一样冲击设备；国内城市里面的排水功能决定了，只要3年一遇的大雨就会把整个窨井淹没，要求设备具有较好的防水性能。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种地埋式太阳能窨井监测终端。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种地埋式太阳能窨井监测终端，包括埋在被测窖井旁边地面中的控制盒和安装在被测窖井的窖井盖底端的探头盒、位移传感器、声光报警器，所述控制盒的顶部安装有太阳能板，并且太阳能板裸露在地面上，所述控制盒中安装有MCU控制器、无线通讯模块、充电模块、电池，所述探头盒中安装有温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器，所述MCU控制器分别与温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器、无线通讯模块相连接，所述电池分别给MCU控制器、温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器、无线通讯模块供电，所述太阳能板连接充电模块给电池充电。

其中，所述控制盒为顶端敞开的长方体盒子，所述控制盒外设置有与控制盒外部轮廓相适配的上下贯通的安装套筒，所述控制盒安装固定在安装套筒中。

其中，所述太阳能板的上方设置有长方形的透明的钢化玻璃，所述钢化玻璃镶嵌安装在长方形的边框中，并且所述钢化玻璃与边框的接缝处涂抹一层密封胶，所述边框通过螺丝拆卸安装于控制盒的顶部。

其中，所述控制盒与被测窖井之间安装有相连通的线管。

其中，所述探头盒为圆筒型结构，所述探头盒的顶端设置有两个向两侧突出的连接板，所述连接板上开设有螺孔，用螺钉穿过所述螺孔将探头和安装固定在窖井盖的底端，所述探头盒的内部设置有一与其中轴线相垂直的安装板，所述温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器分别安装固定在安装板上。

其中，所述超声波液位传感器安装在探测盒的中心，并且所述超声波液位传感器的收发端与被测窖井中的液面相平行。

其中，所述无线通讯模块为NB-IOT无线通讯模块。

本实用新型的有益效果是：在被测窖井旁边的地面中埋一控制盒，将电池、MCU控制器、无线通讯模块、充电模块安装在控制盒中，并在控制盒的顶部安装一裸露在地面上的太阳能板，利用太阳能板将太阳能转化为电能给电池充电，1、避免工作人员定期对电池充电，减少工作人员的工作量；2、简化了供电电缆的布置；3、控制盒不需要经常打开，能够完全密封死，提高控制盒的密封性，4、电池能够不间断供电。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中控制盒、探测盒、线管、被测窖井的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中元器件之间连接的框架图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种地埋式太阳能窨井监测终端，包括埋在被测窖井1旁边地面中的控制盒4和安装在被测窖井1的窖井盖2底端的探头盒9、位移传感器、声光报警器，控制盒4的顶部安装有太阳能板5，并且太阳能板5裸露在地面上，控制盒4中安装有MCU控制器、无线通讯模块、充电模块、电池，探头盒9中安装有温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器，MCU控制器分别与温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器、无线通讯模块相连接，电池分别给MCU控制器、温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器、无线通讯模块供电，太阳能板5连接充电模块给电池充电。

控制盒4为顶端敞开的长方体盒子，控制盒4外设置有与控制盒4外部轮廓相适配的上下贯通的安装套筒3，控制盒4安装固定在安装套筒3中。

太阳能板5的上方设置有长方形的透明的钢化玻璃6，钢化玻璃6用于保护太阳能板5，避免太阳能板5被压碎，钢化玻璃6镶嵌安装在长方形的边框7中，并且钢化玻璃6与边框7的接缝处涂抹一层密封胶，密封胶将钢化玻璃6与边框7的接缝封堵住，避免液体和灰尘进入钢化玻璃6与太阳能板5之间，钢化玻璃6的上表面与边框7的上表面相平齐，避免液体积聚在钢化玻璃6的表面，边框7通过螺丝拆卸安装于控制盒4的顶部，并且边框7的底端与控制盒4的顶端之间夹置有根据控制盒4顶部随形设计的橡胶密封圈。

控制盒4与被测窖井1之间安装有相连通的线管8，线管8的一端穿过开设在安装套筒3和控制盒4侧壁上的圆孔伸入控制盒4中，线管8与控制盒4的连接处用密封胶粘接固定，连接MCU控制器与温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器的线缆套在线管8中，以及给温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器供电的导线套在线管8中，线管8的两端填充有遇水膨胀止水胶，遇水膨胀止水胶遇水膨胀后将线缆、导线与线管8的内壁之间的缝隙封堵住，避免被测窖井1中的湿气通过线管8进入控制盒4中。

探头盒9为圆筒型结构，探头盒9的顶端设置有两个向两侧突出的连接板11，连接板11上开设有螺孔，用螺钉穿过螺孔将探头盒9安装固定在窖井盖2的底端，探头盒9的内部设置有一与其中轴线相垂直的安装板10，温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器分别安装固定在安装板10上。超声波液位传感器安装在探测盒9的中心，并且超声波液位传感器的收发端与被测窖井1中的液面相平行。

无线通讯模块为NB-IOT无线通讯模块，NB-IOT无线通讯模块易于焊接、尺寸紧凑、低功耗、超灵敏度高、内嵌丰富的网络服务协议栈，在设计上兼容GSM/GPRS系列的M35模块，方便快速、灵活的进行产品设计和升级。

如图2所示，本实施例中各元器件具体的型号和相互之间的连接关系：

电池由两节18650锂电池串联组成，充电模块采用TELESKY可调自动升降压电源模块，太阳能电池板与TELESKY可调自动升降压电源模块的输入端连接，电池的充电线与TELESKY可调自动升降压电源模块的输出端连接，调节TELESKY可调自动升降压电源模块的输出电压为7.4V；

MCU控制器采用低功耗的ARM Cortex-M3处理器，而且ARM Cortex-M3处理器达到IP68的防护等级，短时间浸水后可正常工作48~72小时，无线通讯模块为移远BC95-Bx NB-IoT无线通信模块，ARM Cortex-M3处理器的电源输入端、移远BC95-Bx NB-IoT无线通信模块的电源输入端均与第一TELESKY LM2596S电源模块的输出端连接，调节第一TELESKYLM2596S电源模块的输出电压为3.6V；

可燃气体传感器采用MC113C催化传感器，MC113C催化传感器的电源输入端与第二TELESKY LM2596S电源模块的输出端连接，调节第二TELESKY LM2596S电源模块的输出电压为2.8V；

超声波液位传感器采用LM-112-010-DAC(NPN,PNP)收发一体式超声波液位传感器，LM-112-010-DAC(NPN,PNP)收发一体式超声波液位传感器的电源输入端与第一TELESKYXL6009电源模块的输出端连接，调节第一TELESKY XL6009电源模块的输出电压为12V；

声光报警器为YASG型防爆声光报警器，YASG型防爆声光报警器的电源输入端与第二TELESKY XL6009电源模块的输出端连接，调节第二TELESKY XL6009电源模块的输出电压为24V；

湿度传感器采用HS1101湿度传感器；

温度传感器采用CRZ-2005-100贺利氏铂电阻；

位移传感器采用BURGESS V4NCT8AC型工业级微动开关，BURGESS V4NCT8AC型工业级微动开关的驱动杆的自由端与被测窖井1的窖井盖2底端相接触，当窖井盖2出现形变下压驱动杆从而触发BURGESS V4NCT8AC型工业级微动开关产生开关信号发送给MCU控制器；

电池的输出端分别通过导线与第一TELESKY XL6009电源模块的输入端、第二TELESKY XL6009电源模块的输入端、第一TELESKY LM2596S电源模块的输入端、第二TELESKY LM2596S电源模块的输入端、HS1101湿度传感器的电源输入端、CRZ-2005-100贺利氏铂电阻的电源输入端、BURGESS V4NCT8AC型工业级微动开关的电源输入端相连接；

ARM Cortex-M3处理器的信号输入端分别与湿度传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端、位移传感器的信号输出端、可燃气体传感器的信号输出端、超声波液位传感器的信号输出端相连接；

ARM Cortex-M3处理器的I/O端口与移远BC95-Bx NB-IoT无线通信模块的I/O端口双向通信连接；

ARM Cortex-M3处理器的信号输出端与YASG型防爆声光报警器的信号输入端相连接。

工作原理：在MCU控制器中导入并储存温度阈值、湿度阈值、测量距离阈值、可燃气体浓度阈值，当MCU控制器接收的检测信号值超过阈值时，MCU控制器向声光警报器发送控制信号使声光警报器发出警报，并且MCU控制器将检测信号值实时通过无线通讯模块发出。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (7)

1.一种地埋式太阳能窨井监测终端，其特征在于：包括埋在被测窨井旁边地面中的控制盒和安装在被测窨井的窨井盖底端的探头盒、位移传感器、声光报警器，所述控制盒的顶部安装有太阳能板，并且太阳能板裸露在地面上，所述控制盒中安装有MCU控制器、无线通讯模块、充电模块、电池，所述探头盒中安装有温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器，所述MCU控制器分别与温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器、无线通讯模块相连接，所述电池分别给MCU控制器、温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器、位移传感器、声光报警器、无线通讯模块供电，所述太阳能板连接充电模块给电池充电。

2.根据权利要求1所述的地埋式太阳能窨井监测终端，其特征在于：所述控制盒为顶端敞开的长方体盒子，所述控制盒外设置有与控制盒外部轮廓相适配的上下贯通的安装套筒，所述控制盒安装固定在安装套筒中。

3.根据权利要求1所述的地埋式太阳能窨井监测终端，其特征在于：所述太阳能板的上方设置有长方形的透明的钢化玻璃，所述钢化玻璃镶嵌安装在长方形的边框中，并且所述钢化玻璃与边框的接缝处涂抹一层密封胶，所述边框通过螺丝拆卸安装于控制盒的顶部。

4.根据权利要求1所述的地埋式太阳能窨井监测终端，其特征在于：所述控制盒与被测窨井之间安装有相连通的线管。

5.根据权利要求1所述的地埋式太阳能窨井监测终端，其特征在于：所述探头盒为圆筒型结构，所述探头盒的顶端设置有两个向两侧突出的连接板，所述连接板上开设有螺孔，用螺钉穿过所述螺孔将探头和安装固定在窨井盖的底端，所述探头盒的内部设置有一与其中轴线相垂直的安装板，所述温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器、超声波液位传感器分别安装固定在安装板上。

6.根据权利要求1或5所述的地埋式太阳能窨井监测终端，其特征在于：所述超声波液位传感器安装在探测盒的中心，并且所述超声波液位传感器的收发端与被测窨井中的液面相平行。

7.根据权利要求1所述的地埋式太阳能窨井监测终端，其特征在于：所述无线通讯模块为NB-IOT无线通讯模块。