CN211234574U - 一种多普勒流量自动监测站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多普勒流量自动监测站，包括测量系统、供电系统、数据采集系统、通信系统、服务器和监控终端，通信系统包括第一通信模块和第二通信模块，测量系统与数据采集系统连接，数据采集系统经第一通信模块与服务器连接，供电系统分别与数据采集系统和测量系统连接，服务器经第二通信模块与监控终端连接。本实用新型通过ADCP对进行断面流速测量，对水流的流速进行自动监测；通过流量积算仪，计算水流的流量，对水流的流量进行自动监测；通过浮子水位计对水深进行自动监测；通过集中器将数据整理集中并发送给服务器，服务器将监测的水文数据发送给PC监控终端和移动监控终端，实现水文实时自动监控。
Description
技术领域
本实用新型涉及水位监测技术领域，尤其涉及一种多普勒流量自动监测站。
背景技术
我国水资源人均占有量只有2200立方米，约为世界人均水平的1/5，排在世界第109位，是世界上13个贫水国家之一。特别是改革开放以来，随着经济和科学技术的发展，人类的生产和生活活动对环境和水体的影响越来越大，同时，受污染的环境和水体对人类健康的威胁也日益突出，不得不要求对环境特别是人类赖以生存的水资源加强监测和保护。
水文监测指的是通过科学方法对江河、湖泊、海洋等水体中的水进行监测、分析，探索水的规律，包括有水位、流量、流速、水质等一系列水文参数指标，为水资源利用保护、国民经济建设、防洪调度运行等提供科学依据，发挥其巨大的社会效益和生态效益。
例如，一种在中国专利文献上公开的“水文监测站”，其公告号：CN102561251A，其申请日：2012年07月11日，包括设于河道两侧的钢管塔，两个钢管塔之间设有固定绳索和牵引绳索，固定绳索和牵引绳索上设有缆道行车架；钢管塔，包括从下至上的第一至六段塔体，所述各段塔体之间通过法兰连接，所述钢管塔的每段塔体上均布有方形爬梯；所述第一段塔体底部设有底座，所述底座设有均布有数个安装孔；所述第四段塔体设有安装平台，所述安装平台通过塔体上部的连接杆和塔体下部的斜撑连板固定；所述第五段塔体设有固定绳索安装支架，所述固定绳索安装支架上设有滑 轮，固定绳索穿过两侧的固定绳索安装支架的滑轮并接于地面；所述第六段塔体的顶端均布有四个牵引件，所述牵引件设有安装孔；缆道行车架，所述缆道行车架截面呈倒梯形，顶部通过滚轮嵌在固定绳索上；所述牵引绳索穿过缆道行车架中部及底部的滚轮，牵引绳索在一侧钢管塔的安装平台上卷绕，另一端与设于另一侧的钢管塔的配重框连接，所述牵引绳索通过电机驱动带动缆道行车架移动。通过对钢管塔的改进实现对水文的监测，但是该水文监测站无法实现水文的实时监测，无法对水文各项参数指标进行有效监测。
发明内容
本实用新型主要解决现有的技术无法实现水文的实时监测的问题；提供一种多普勒流量自动监测站，对水文进行实时自动监测。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种多普勒流量自动监测站，包括测量系统、供电系统、数据采集系统、通信系统、服务器和监控终端，所述通信系统包括第一通信模块和第二通信模块，所述测量系统与数据采集系统连接，所述数据采集系统经第一通信模块与服务器连接，所述供电系统分别与数据采集系统和测量系统连接，所述服务器经第二通信模块与监控终端连接。通过测量系统对水文参数进行采集，将采集的数据通过数据采集系统进行统一集中，对数据进行有效整合，使服务器处理数据时更加迅速和方便，通过监控终端实现对水文的实时监控，为灾害性洪水和山洪等地质灾害的预警预报提供基础信息。
作为优选，所述的测量系统包括ADCP和浮子水位计，所述ADCP和浮子水位计均与数据采集系统连接。ADCP为声学多普勒流速剖面仪，固定安装在水面下，通过将声波发射向对岸，声波发生散射，ADCP接收散射返回的声波，进行断面流速测量，实现水文流速的自动监测。
作为优选，所述的浮子水位计包括壳体、水位编码装置、转轴、滑轮、浮子、布条和配重，所述水位编码装置设置在壳体内，所述壳体的一侧设有通孔，所述水位编码装置经通孔与转轴的一端连接，所述转轴的另一端与滑轮转动连接，所述布条在滑轮上形成180°的包角，所述布条的两端分别与浮子和配重固定连接，所述水位编码装置与数据采集系统连接。通过浮子放入水中，记录原始水深，根据浮子的上浮或下降，水位编码装置重新计算水深，实现对水文水深的自动监测。
作为优选，所述的滑轮与布条接触的圆周涂有第一磁铁，所述布条与滑轮接触的一面涂有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁相接触的一侧磁性相反。通过在布条和滑轮涂上磁铁层，使布条和滑轮接触稳定，防止布条从滑轮上滑落，有效避免水位在大幅度变化时悬索带与水位轮打滑导致测量精度变低的现象。
作为优选，所述的浮子水位计包括基体、卷尺、轴角编码装置、短轴、浮块和固定机构，所述轴角编码装置安装在基体内，所述轴角编码装置与短轴的一端连接，所述短轴的另一端与卷尺的机芯连接，所述固定机构固定安装在基体两侧的内壁，所述固定机构将卷尺固定使卷尺的尺条拉伸方向向下，所述基体下方设有穿孔，所述卷尺的尺条通过穿孔与浮块连接。采用现有的卷尺与浮块的结合，解决目前浮子水位计采用平衡锤导致测量不准确的问题，将浮块固定安装在尺条的末端，根据卷尺内机芯的转动，通过轴角编码装置进行水深计算，实现对水文水深的自动监测。
作为优选，所述的数据采集系统包括流量积算仪和集中器，所述流量积算仪的输入端与所述ADCP连接，所述集中器的输入端分别与所述流量积算仪的输出端和浮子水位计连接，所述集中器的输出端经第一通信模块与服务器连接。通过流量积算仪，实时接收ADCP传递的数据，并计算出水流的流量，实现水文流量的自动监测。
作为优选，所述的供电系统包括太阳能硅板、蓄电池、逆变器、继电器、开关控制电路和供电母线，所述太阳能硅板与蓄电池连接，所述蓄电池与逆变器的输入端连接，所述继电器包括输入端、输出端和控制端，所述继电器的输入端设有第一触点和第二触点，所述第一触点与逆变器的输出端连接，所述第二触点与市电连接，所述继电器的输出端与供电母线连接，所述继电器的控制端与开关控制电路连接。通过开关控制电路控制继电器的触点连接，使供电系统能在市电供电和太阳能供电之间切换，保证供电系统能进行稳定供电，同时，节约能源，降低成本。
作为优选，所述的监控终端包括移动监控终端和PC监控终端，所述移动监控终端和PC监控终端均通过第二通信模块与服务器连接。设置软件APP，用户通过移动监控终端或PC监控终端下载APP，接收服务器传递的数据，可随时随地对水文参数进行实时监控。
本实用新型的有益效果是：（1）通过ADCP对进行断面流速测量，对水流的流速进行自动监测；（2）通过流量积算仪，计算水流的流量，对水流的流量进行自动监测；（3）通过浮子水位计对水深进行自动监测；（4）通过集中器将数据整理集中并发送给服务器，服务器将监测的水文数据发送给PC监控终端和移动监控终端，实现水文参数的实时自动监控；（5）浮子水位计采用具有磁性的布条和滑轮，有效避免水位在大幅度变化时悬索带与水位轮打滑导致测量精度变低的现象；（6）供电系统采用太阳能和市电交替用电，有效节约能源，同时保障监测站供电稳定。
附图说明
图1是实施例一的自动监测站的结构示意图。
图2是实施例一的浮子水位计的正视图。
图3是实施例一的浮子水位计的侧视图。
图4是实施例二的浮子水位计的结构示意图。
图中1.测量系统，2.数据采集系统，3.供电系统，4.第一通信模块，5. 服务器，6.第二通信模块，7.监控终端，8.壳体，9.滑轮，10.布条，11.浮子，12.配重，13.转轴，14.基体，15.固定机构，16.卷尺，17.尺条，18.浮块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一：一种多普勒流量自动监测站，如图1所示，包括测量系统1、供电系统3、数据采集系统2、通信系统、服务器5和监控终端7，通信系统包括第一通信模块4和第二通信模块6，测量系统1与数据采集系统2连接，数据采集系统2经第一通信模块4与服务器5连接，供电系统3分别与数据采集系统2和测量系统1连接，服务器5经第二通信模块6与监控终端7连接，测量系统1包括ADCP和浮子11水位计，ADCP为声学多普勒流速剖面仪，固定安装在水面下，通过将声波发射向对岸，声波发生散射，ADCP接收散射返回的声波，进行断面流速测量，数据采集系统2包括流量积算仪和集中器，流量积算仪将ADCP的数据采集并解析，同时计算日累积流量，流量积算仪的输入端与ADCP连接，集中器的输入端分别与流量积算仪的输出端和浮子11水位计连接，集中器的输出端经第一通信模块4与服务器5连接，供电系统3包括太阳能硅板、蓄电池、逆变器、继电器、开关控制电路和供电母线，太阳能硅板与蓄电池连接，蓄电池与逆变器的输入端连接，继电器包括输入端、输出端和控制端，继电器的输入端设有第一触点和第二触点，第一触点与逆变器的输出端连接，第二触点与市电连接，继电器的输出端与供电母线连接，继电器的控制端与开关控制电路连接，监控终端7包括移动监控终端7和PC监控终端7，移动监控终端7和PC监控终端7均通过第二通信模块6与服务器5连接，通过开关控制电路控制继电器的触点连接，使供电系统3能在市电供电和太阳能供电之间切换，保证供电系统3能进行稳定供电。
如图2和图3所示，浮子11水位计包括壳体8、水位编码装置、转轴13、滑轮9、浮子11、布条10和配重12，水位编码装置设置在壳体8内，壳体8的一侧设有通孔，水位编码装置经通孔与转轴13的一端连接，转轴13的另一端与滑轮9转动连接，布条10在滑轮9上形成180°的包角，布条10的两端分别与浮子11和配重12固定连接，水位编码装置与数据采集系统2的集中器连接，滑轮9与布条10接触的圆周涂有第一磁铁，布条10与滑轮9接触的一面涂有第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁相接触的一侧磁性相反，在布条10和滑轮9涂上磁铁层，使布条10和滑轮9接触稳定，防止布条10从滑轮9上滑落，有效避免水位在大幅度变化时悬索带与水位轮打滑导致测量精度变低的现象。
在具体应用中，将浮子11水位计和ADCP放置在水中，使浮子11水位计的浮子11能随着水的上涨和下降浮动，记录浮子11放入水中时的水深，当水位上升时，浮子11随之上升，配重12下降，带动滑轮9进行旋转，滑轮9带动转轴13转动，使水位编码装置根据转轴13的转动角度进行水深计算，结合原本的水深，计算新的水深，同理，在水位下降时，计算新的水深，将计算的新的水深传递到集中器，同时ADCP通过发射声波对水流速进行计算，将计算所用的数据和结果传递给流量积算仪，流量积算仪计算水流量，并传递给集中器，集中器将数据进行集中处理，排除非必要数据后通过第一通信模块4传递给服务器5，使服务器5处理数据时更加迅速和方便，服务器5将监测的水文参数数据经第二通信模块6分别传递到PC监控终端7和移动监控终端7，用户通过下载APP，实现水文参数数据的实时监测。
实施例二，一种多普勒流量自动监测站，如图4所示，相比于实施例一，本实施例的浮子11水位计包括基体14、卷尺16、轴角编码装置、短轴、浮块18和固定机构15，轴角编码装置安装在基体14内，轴角编码装置与集中器连接，轴角编码装置与短轴的一端连接，短轴的另一端与卷尺16的机芯连接，固定机构15固定安装在基体14两侧的内壁，固定机构15将卷尺16固定使卷尺16的尺条17拉伸方向向下，基体14下方设有穿孔，卷尺16的尺条17通过穿孔与浮块18连接。
本实施例相比于实施例一，采用现有的卷尺16，代替滑轮9、布条10和配重12，由于配重12会占用较大的空间，在浮子11水位计安装过程中存在不方便的情况，因此，将浮块18固定安装在卷尺16的尺条17上，将卷尺16和轴角编码装置安装在基体14内，有效防止装置被雨水或大风等因素影响，导致水位测量不精准，通过采用的卷尺16成本较低，有效节约成本。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，包括
测量系统、供电系统、数据采集系统、通信系统、服务器和监控终端，所述通信系统包括第一通信模块和第二通信模块，所述测量系统与数据采集系统连接，所述数据采集系统经第一通信模块与服务器连接，所述供电系统分别与数据采集系统和测量系统连接，所述服务器经第二通信模块与监控终端连接。
2.根据权利要求1所述的一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，所述测量系统包括ADCP和浮子水位计，所述ADCP和浮子水位计均与数据采集系统连接。
3.根据权利要求2所述的一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，所述浮子水位计包括壳体、水位编码装置、转轴、滑轮、浮子、布条和配重，所述水位编码装置设置在壳体内，所述壳体的一侧设有通孔，所述水位编码装置经通孔与转轴的一端连接，所述转轴的另一端与滑轮转动连接，所述布条在滑轮上形成180°的包角，所述布条的两端分别与浮子和配重固定连接，所述水位编码装置与数据采集系统连接。
4.根据权利要求3所述的一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，所述滑轮与布条接触的圆周涂有第一磁铁，所述布条与滑轮接触的一面涂有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁相接触的一侧磁性相反。
5.根据权利要求2所述的一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，所述浮子水位计包括基体、卷尺、轴角编码装置、短轴、浮块和固定机构，所述轴角编码装置安装在基体内，所述轴角编码装置与短轴的一端连接，所述短轴的另一端与卷尺的机芯连接，所述固定机构固定安装在基体两侧的内壁，所述固定机构将卷尺固定使卷尺的尺条拉伸方向向下，所述基体下方设有穿孔，所述卷尺的尺条通过穿孔与浮块连接。
6.根据权利要求2所述的一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，所述数据采集系统包括流量积算仪和集中器，所述流量积算仪的输入端与所述ADCP连接，所述集中器的输入端分别与所述流量积算仪的输出端和浮子水位计连接，所述集中器的输出端经第一通信模块与服务器连接。
7.根据权利要求1所述的一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，所述供电系统包括太阳能硅板、蓄电池、逆变器、继电器、开关控制电路和供电母线，所述太阳能硅板与蓄电池连接，所述蓄电池与逆变器的输入端连接，所述继电器包括输入端、输出端和控制端，所述继电器的输入端设有第一触点和第二触点，所述第一触点与逆变器的输出端连接，所述第二触点与市电连接，所述继电器的输出端与供电母线连接，所述继电器的控制端与开关控制电路连接。
8.根据权利要求1所述的一种多普勒流量自动监测站，其特征在于，所述监控终端包括移动监控终端和PC监控终端，所述移动监控终端和PC监控终端均通过第二通信模块与服务器连接。
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| CN112684202A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-20 | 四川华远惠通科技有限公司 | 一种行车的驱动和变速装置及其运行方法 |
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