CN214667051U - 一种基于超声波检测的明渠流量管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于超声波检测的明渠流量管理系统，明渠本体上设有传感器设备支架，支架上设有超声换能器和接收换能器；该系统中主机分别与超声换能器和接收换能器电连接，主机还与云服务器通信连接，云服务器还与监控中心通信连接；支架包括分别固定在明渠上面左右两侧的支脚，支脚上端连有第一横梁，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述第一横梁上，支架还包括与两侧支脚连接用于固定的第二横梁，支脚为可伸缩支脚。第一横梁上还设有角度调节件，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述角度调节件上。本实用新型结构简单便于安装调试，并且能够将数据上传云服务器，有利于后期利用大数据进行相应的管理工作。

Description

一种基于超声波检测的明渠流量管理系统

技术领域

本实用新型涉及明渠智能管理领域，特别是一种基于超声波检测的明渠流量管理系统。

背景技术

明渠是一种具有自由表面(表面上各点受大气压强的作用)水流的渠道。明渠在环境保护、水利资源管理、农田水利灌溉等领域具有广泛的应用，明渠流量的计算时明渠管理的一项主要指标，目前主要采用的检测装置存在以下问题：一是装置安装调试复杂难，极易导致检测数据的错误；二是数据保存整理不完善，不利用从大数据角度进行相应的分析管理工作。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供了一种基于超声波检测的明渠流量管理系统，不仅便于调试装置，使得传感器处于最佳位置，能够对检测和计算的数据上传统一管理，有利于后期大数据的整理分析。

本实用新型公开了一种基于超声波检测的名句流量管理系统，其中，明渠本体上设有堰槽，堰槽包括使得水流依次通过的整流段和收缩段，所述明渠本体上设有传感器设备支架，所述支架上设有超声换能器和接收换能器，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述整流段上方位置。

该系统还包括主机和云服务器，所述主机分别与所述超声换能器和所述接收换能器电连接，用于确定所述堰槽的液位进而计算得到水流量；所述主机与所述云服务器通信连接，用于上传数据，所述云服务器还与监控中心通信连接，用于获取主机上传的数据。

所述支架包括分别固定在明渠上面左右两侧的支脚，所述支脚上端连有第一横梁，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述第一横梁上，所述支架还包括与所述两侧支脚连接用于固定的第二横梁。

所述支脚为可伸缩支脚，用于调整所述超声换能器和所述接收换能器的高度；所述第一横梁上还设有角度调节件，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述角度调节件上，用于调整所述超声换能器和所述接收换能器与堰槽之间的角度。

进一步地，该系统还包括：太阳能电池机构，与所述主机连接，用于为所述主机供电。

进一步地，所述监控中心还与配水站控制中心、管理所控制中心、移动终端通信连接。

进一步地，所述角度调节件上还设有电子水平仪，所述电子水平仪与所述主机通信连接，用于检测并上传所述角度调节件的角度。所述角度调节件连有调节电机，所述调节电机与所述主机电连接，用于调节所述角度调节件的角度。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型利用超声波检测液位高度，由于液位高度和流量成正比关系，因此可以计算得到流量。本实用新型结构简单便于安装调试，并且能够通过蜂窝网络、窄带物联网等方式将数据上传云服务器，监控中心能够获取云服务器的数据，有利于后期利用大数据进行相应的管理工作。

本实用新型的其他有益效果将在具体实施方式部分详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型优选实施例公开的支架安装结构示意图。

图2是本实用新型优选实施例公开的明渠流量管理系统结构框图。

其中，1-探头；2-角度调节件，3-支架，4-堰槽，5-明渠本体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，本实用新型公开了一种基于超声波检测的明渠流量管理系统，明渠本体5上设有堰槽4，堰槽4包括使得水流依次通过的整流段和收缩段，所述明渠本体5上设有传感器设备的支架3，所述支架3上设有超声换能器和接收换能器，两者可以集成在探头1中，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述整流段上方位置。本实用新型的原理在于，超声换能器发射出的超声脉冲，通过传播媒质传播到被测液面，经反射后再通过传声媒质返回到接收换能器，测出超声脉冲从发射到接收在传声媒质中传播的时间。再根据传声媒质中的声速，就可以算得从换能器到液面的距离，从而确定液位。对于流通顺畅的明渠内，流量越大，液位越高；流量越小，液位越低。因此通过测量水位可以计算得出水流量。

如图2所示，该系统还包括主机，主机集成有单片机等能够处理数据的处理设备，所述主机分别与所述超声换能器和所述接收换能器电连接，用于确定所述堰槽4的液位进而计算得到水流量。优选的，主机采用四芯屏蔽线实现与探头1的连接，主机内还集成有存储器，能够在本地保存检测的数据。

该系统还包括云服务器，所述主机与所述云服务器通信连接，用于上传数据。优选的主机可以采用多种方式上传数据，包括但不限于：GPRS、CDMA、4G、5G、LoRa、NB-IOT、光纤。

所述云服务器还与监控中心通信连接，用于获取主机上传的数据。所述监控中心可以是区/县水务局灌区监控中心，通过INTERNET网络获取数据，同时监控中心还能下达相应指令或相应信息至云服务器。

在结构上，所述支架3包括分别固定在明渠上面左右两侧的支脚，所述支脚上端连有第一横梁，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述第一横梁上，所述支架3还包括与所述两侧支脚连接用于固定的第二横梁。

所述支脚为可伸缩支脚，用于调整所述超声换能器和所述接收换能器的高度，以适应不同的测试环境。所述第一横梁上还设有角度调节件2，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述角度调节件2上，用于调整所述超声换能器和所述接收换能器与堰槽4之间的角度。在一些情况下，明渠上面的地面所呈的角度是多种多样的，对探头1与水面的角度关系相对固定，因此，本实用新型可以在各种斜坡、凸凹不平的地面上安装支架3，并单独调整所述超声换能器和所述接收换能器，以适应各种检测地形环境。

再此基础上，为了提高上述角度精准度，所述角度调节件2上还设有电子水平仪，所述电子水平仪与所述主机通信连接，用于检测并上传所述角度调节件的角度。所述角度调节件连有调节电机，所述调节电机与所述主机电连接，用于调节所述角度调节件的角度。

在本实用新型的一些实施例中，该系统还包括：立杆，所述立杆上设有所述主机和太阳能电池机构，其中，所述太阳能电池机构与所述主机连接，用于为所述主机供电。

在本实用新型的一些实施例中，所述监控中心还与配水站控制中心(乡/镇配水站)、管理所控制中心(乡/镇管理所)、移动终端(手机APP)通信连接。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于超声波检测的明渠流量管理系统，其特征在于，明渠本体上设有堰槽，堰槽包括使得水流依次通过的整流段和收缩段，所述明渠本体上设有传感器设备支架，所述支架上设有超声换能器和接收换能器，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述整流段上方位置；

该系统还包括主机，所述主机分别与所述超声换能器和所述接收换能器电连接，用于确定所述堰槽的液位进而计算得到水流量；

该系统还包括云服务器，所述主机与所述云服务器通信连接，用于上传数据；

所述云服务器还与监控中心通信连接，用于获取主机上传的数据；

其中，所述支架包括分别固定在明渠上面左右两侧的支脚，所述支脚上端连有第一横梁，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述第一横梁上，所述支架还包括与所述两侧支脚连接用于固定的第二横梁；

所述支脚为可伸缩支脚，用于调整所述超声换能器和所述接收换能器的高度；所述第一横梁上还设有角度调节件，所述超声换能器和所述接收换能器设置于所述角度调节件上，用于调整所述超声换能器和所述接收换能器与堰槽之间的角度。

2.根据权利要求1所述的基于超声波检测的明渠流量管理系统，其特征在于，该系统还包括：立杆，所述立杆上设有所述主机和太阳能电池机构，其中，所述太阳能电池机构与所述主机连接，用于为所述主机供电。

3.根据权利要求1所述的基于超声波检测的明渠流量管理系统，其特征在于，所述监控中心还与配水站控制中心、管理所控制中心、移动终端通信连接。

4.根据权利要求1所述的基于超声波检测的明渠流量管理系统，其特征在于，所述角度调节件上还设有电子水平仪，所述电子水平仪与所述主机通信连接，用于检测并上传所述角度调节件的角度；

所述角度调节件连有调节电机，所述调节电机与所述主机电连接，用于调节所述角度调节件的角度。

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