CN216695163U - 一种用于智慧水利的水位监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水利工程设备技术领域，尤其涉及一种用于智慧水利的水位监测装置。所要解决的是装置不易保持稳定，容易倾倒，影响监测精度，需要携带较多电池，搬运困难，增大劳动强度，影响监测效率，难以进行多点测量，测量数据误差大，影响数据准确性的技术问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于智慧水利的水位监测装置，由稳定支撑机构、风力发电机构和自动调节机构组成，能够确保装置保持稳定，避免倾倒，提高监测精度，方便拆卸，减少空间占用，充分利用自然资源发电，减少电池的携带量，方便搬运，降低劳动强度，确保监测效率，可以多点测量，减小误差，提高数据的准确性。

Description

一种用于智慧水利的水位监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于智慧水利的水位监测装置，具体是一种用于智慧水利的水位监测装置，属于水利工程设备技术领域。

背景技术

水位观测是指对江河、湖泊和地下水等的水位的实地测定，水位资料与人类社会生活和生产关系密切，水利工程的规划、设计、施工和管理需要水位资料，桥梁、港口、航道、给排水等工程建设也需水位资料，防汛抗旱中，水位资料更为重要，它是水文预报和水文情报的依据，水位资料在水位流量关系的研究中和在河流泥沙、冰情等的分析中都是重要的基本资料，因此需要使用到水位监测装置对该水域进行实地的水位测量。

现有专利(公告号：CN210400542U)公开了一种用于智慧水利的水位监测装置，在需要对水位监测仪的超声波水位计进行维护时，使支撑架下降，并且通过转动盘将超声波水位计位置翻转，不需要将立柱整体拆卸，便于维护。发明人在实现该方案的过程中发现现有技术中存在如下问题没有得到良好的解决：1、该实用新型不具有在测量时稳定支撑装置的功能，在进行监测时，装置不易保持稳定，容易在一些外力因素下造成装置倾倒，影响装置的监测精度；2、在进行水域实地监测时，由于地形较差的原因，大多是需要工作人员人工携带较多电池用来供电，重量较大，搬运较为困难，增大了工作人员的劳动强度，影响监测效率；3、该实用新型不具有自动调节监测点位的功能，在进行放线测量时，难以在不移动装置的条件下进行多点测量，测量的水深数据误差较大，影响测量数据准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于智慧水利的水位监测装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于智慧水利的水位监测装置，包括空腔板、立柱、稳定支撑机构、风力发电机构和自动调节机构。

所述稳定支撑机构包括固定杆、方形竖杆、电动推杆和第一距离传感器，所述空腔板的顶端面螺纹安装有立柱，所述立柱的表面安装有四个固定杆，四个所述固定杆的一端均贯穿活动安装有方形竖杆，四个所述方形竖杆的顶端均螺纹安装有紧固螺栓，四个所述方形竖杆的底端均竖直安装有电动推杆，所述电动推杆的输出端固定安装有接地盘，所述接地盘的底部安装有第一距离传感器，所述空腔板内安装有单片机，所述单片机与电动推杆和第一距离传感器电性连接。

所述风力发电机构包括发电马达、叶片、固定扣和蓄电池，所述立柱的顶端安装有底座，所述底座的顶端面开设有安装槽，所述安装槽的内壁对称开设有两个安放槽，两个安放槽内均固定安装有固定扣，所述发电马达的底部安装有第一固定块，所述第一固定块的两侧均开设有卡槽，所述发电马达的输出端固定套接有两个叶片，所述空腔板内安装有蓄电池和逆变器。

所述自动调节机构包括滑块、十字滑台、伸长杆和微型电机，所述立柱的一端安装有十字滑台，所述十字滑台的滑动端固定安装有安装块，所述安装块的顶部固定安装有支架，所述支架上转动安装有转轴，所述转轴的表面固定套接有绕线盘，所述绕线盘上缠绕有标尺线，所述转轴的一端固定套接有从动锥齿轮，所述支架的顶端面固定安装有微型电机，所述微型电机的输出端固定套接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，所述安装块的一端水平固定安装有伸长杆。

优选的，所述立柱的表面安装有四个连接块，四个所述连接块的一端均螺纹连接有螺纹接头，四个所述螺纹接头的一端均固定安装有固定杆。

优选的，四个所述方形竖杆的顶部均开设有贯通槽，四个所述贯通槽均为方形通孔。

优选的，四个所述接地盘的底部均开设有放置槽，所述放置槽内安装有第一距离传感器。

优选的，两个所述固定扣以底座的竖直中心线对称设置。

优选的，所述固定扣包括推杆、空腔筒、弹簧和限位筒，所述空腔筒外壁与安放槽内壁固定连接，所述空腔筒内壁的一端固定安装有限位筒，所述限制环的一端与空腔筒的一端贯穿活动安装并穿过限位筒，所述推杆的外壁活动套接有弹簧，所述推杆的一端外壁固定套接有限制环，所述推杆的一端水平固定安装有卡块，所述卡块的一端与空腔筒的一端贯穿活动安装。

优选的，所述立柱顶部的一侧固定安装有第二固定块，所述第二固定块的一侧开设有滑动槽，所述滑动槽内滑动安装有滑块，所述滑块的一端与十字滑台的一端固定连接。

优选的，所述伸长杆的顶部安装有若干个限位环，所述伸长杆的一端安装有两个支撑杆，两个所述支撑杆之间转动安装有滑轮，所述标尺线的一端穿过若干个限位环并与滑轮的表面滑动接触。

优选的，所述标尺线的一端固定连接有铅锤块，所述铅锤块上安装有液位传感器，所述标尺线的外壁活动套接有浮标，所述浮标上内嵌有水流量传感器和第二距离传感器，所述立柱相对应的一侧安装有显示屏，所述单片机均与第二距离传感器、水流量传感器、液位传感器和显示屏电性连接。

本实用新型的有益效果是：

1、本水位监测装置含有稳定支撑机构，通过固定杆、方形竖杆、电动推杆和第一距离传感器等结构的共同作用下，能够确保在进行水位测量时使装置保持稳定，有效避免装置发生倾倒，提高装置的监测精度，方便对装置进行拆卸，减少空间占用；

2、本水位监测装置含有风力发电机构，通过发电马达、叶片、固定扣和蓄电池等结构的共同作用下，能够充分的利用自然资源进行发电，减少电池的携带量，减轻重量，方便进行搬运，降低劳动强度，确保监测效率；

3、本水位监测装置含有自动调节机构，通过滑块、十字滑台、伸长杆和微型电机等结构的共同作用下，能够在不移动装置的条件下进行动态的多点测量，减小测量误差，提高测量数据的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的主视剖视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的右视结构示意图；

图4为本实用新型的图2中A处的放大结构示意图；

图5为本实用新型的固定扣的内部结构示意图。

图中：1、空腔板；2、立柱；201、连接块；3、固定杆；301、螺纹接头；4、方形竖杆；401、贯通槽；5、电动推杆；6、接地盘；601、放置槽；7、第一距离传感器；8、紧固螺栓；9、发电马达；10、叶片；11、第一固定块；1101、卡槽；12、底座；1201、安装槽；1202、安放槽；13、固定扣；1301、推杆；1302、空腔筒；1303、弹簧；1304、限位筒；1305、卡块；1306、限制环；14、蓄电池；15、逆变器；16、单片机；17、第二固定块；1701、滑动槽；18、滑块；19、十字滑台；20、安装块；21、伸长杆；2101、限位环；2102、支撑杆；2103、滑轮；22、支架；23、微型电机；2301、主动锥齿轮；24、转轴；2401、从动锥齿轮；25、绕线盘；26、标尺线；27、浮标；28、第二距离传感器；29、水流量传感器；30、液位传感器；31、铅锤块；32、显示屏。

具体实施方式

请参阅图1-5所示，一种用于智慧水利的水位监测装置，包括空腔板1、立柱2、稳定支撑机构、风力发电机构和自动调节机构。

稳定支撑机构包括固定杆3、方形竖杆4、电动推杆5和第一距离传感器7，空腔板1的顶端面螺纹安装有立柱2，立柱2的表面安装有四个固定杆3，四个固定杆3的一端均贯穿活动安装有方形竖杆4，四个方形竖杆4的顶端均螺纹安装有紧固螺栓8，四个方形竖杆4的底端均竖直安装有电动推杆5，电动推杆5的输出端固定安装有接地盘6，接地盘6的底部安装有第一距离传感器7，空腔板1内安装有单片机16，单片机16与电动推杆5和第一距离传感器7电性连接。

风力发电机构包括发电马达9、叶片10、固定扣13和蓄电池14，立柱2的顶端安装有底座12，底座12的顶端面开设有安装槽1201，安装槽1201的内壁对称开设有两个安放槽1202，两个安放槽1202内均固定安装有固定扣13，发电马达9的底部安装有第一固定块11，第一固定块11的两侧均开设有卡槽1101，发电马达9的输出端固定套接有两个叶片10，空腔板1内安装有蓄电池14和逆变器15。

自动调节机构包括滑块18、十字滑台19、伸长杆21和微型电机23，立柱2的一端安装有十字滑台19，十字滑台19的滑动端固定安装有安装块20，安装块20的顶部固定安装有支架22，支架22上转动安装有转轴24，转轴24的表面固定套接有绕线盘25，绕线盘25上缠绕有标尺线26，转轴24的一端固定套接有从动锥齿轮2401，支架22的顶端面固定安装有微型电机23，微型电机23的输出端固定套接有主动锥齿轮2301，主动锥齿轮2301与从动锥齿轮2401啮合，安装块20的一端水平固定安装有伸长杆21。

具体的，立柱2的表面安装有四个连接块201，四个连接块201的一端均螺纹连接有螺纹接头301，四个螺纹接头301的一端均固定安装有固定杆3，通过连接块201和螺纹接头301能够便于固定杆3与立柱2连接。

具体的，四个方形竖杆4的顶部均开设有贯通槽401，四个贯通槽401均为方形通孔。

具体的，四个接地盘6的底部均开设有放置槽601，放置槽601内安装有第一距离传感器7，通过第一距离传感器7使得装置能够保持稳定。

具体的，两个固定扣13以底座12的竖直中心线对称设置。

具体的，固定扣13包括推杆1301、空腔筒1302、弹簧1303和限位筒1304，空腔筒1302内壁的一端固定安装有限位筒1304，推杆1301的一端与空腔筒1302的一端贯穿活动安装并穿过限位筒1304，推杆1301的外壁活动套接有弹簧1303，推杆1301的一端外壁固定套接有限制环1306，限制环1306的一端水平固定安装有卡块1305，卡块1305的一端与空腔筒1302的一端贯穿活动安装，通过固定扣13能够对第一固定块11形成固定，方便发电马达9的拆装。

具体的，立柱2顶部的一侧固定安装有第二固定块17，第二固定块17的一侧开设有滑动槽1701，滑动槽1701内滑动安装有滑块18，滑块18的一端与十字滑台19的一端固定连接，通过第二固定块17和滑块18能够使十字滑台19与立柱2稳定连接，方便进行拆卸。

具体的，伸长杆21的顶部安装有若干个限位环2101，伸长杆21的一端安装有两个支撑杆2102，两个支撑杆2102之间转动安装有滑轮2103，标尺线26的一端穿过若干个限位环2101并与滑轮2103的表面滑动接触，通过限位环2101和滑轮2103能够对标尺线26进行位置限制。

具体的，标尺线26的一端固定连接有铅锤块31，铅锤块31上安装有液位传感器30，标尺线26的外壁活动套接有浮标27，浮标27上内嵌有水流量传感器29和第二距离传感器28，立柱2相对应的一侧安装有显示屏32，单片机16均与第二距离传感器28、水流量传感器29、液位传感器30和显示屏32电性连接，通过铅锤块31能够确保标尺线26可以垂直的进入到水中保证测量精度，通过第二距离传感器28、水流量传感器29和液位传感器30能够有效测量水域深度。

一种用于智慧水利的水位监测装置的工作过程如下：

在到达水域监测位置后，待监测位置的地形较差时，取出监测所需要的全部设备，将空腔板1放置在地面，然后将立柱2螺纹安装在空腔板1的顶部，再将四个固定杆3通过螺纹接头301螺纹连接在对应的连接块201上，使得四个固定杆3能够与立柱2稳固连接，然后将四个固定杆3的一端穿过对应的方形竖杆4上开设的贯通槽401，然后拧紧对应的四个紧固螺栓8；

待部件安装结束后，通过单片机16控制四个电动推杆5启动，通过四个电动推杆5的输出端使对应的接地盘6逐渐与地面接触，由于水域岸边的地形较为复杂，当相对应的接地盘6与地面接触后，其底部安装的第一距离传感器7发送信号给单片机16，单片机16控制对应的电动推杆5停止，从而使得装置整体能够稳定安放在待监测位置，解决了现有的装置在进行监测时，装置不易保持稳定，容易在一些外力因素下造成装置倾倒，影响装置的监测精度的问题；

在将装置安装和固定后，将第一固定块11置于安装槽1201内，在将第一固定块11向安装槽1201内按压，使得两个卡块1305卡入对应的卡槽1101内后停止按压，安装后，通过线束将发电马达9与空腔板1内的蓄电池14电性连接，由于气压的原因，水域边的风力较大，会吹动发电马达9输出端套接的两个叶片10进行转动，通过两个叶片10的快速转动，使得发电马达9产生电流，发电马达9产生的电流通过线束输送到蓄电池14内，然后经过逆变器15的转换下提供给其他元器件使用，从而解决了在进行监测时，需要人工携带较多电池用来供电，重量较大，不易进行携带，增大了工作人员的劳动强度，影响监测效率的问题；

之后在准备监测时，将十字滑台19通过滑块18安装在立柱2上，然后启动十字滑台19调节伸长杆21的位置，将伸长杆21的一端移动到合适位置后，启动微型电机23，通过主动锥齿轮2301与从动锥齿轮2401相互啮合，从而使得绕线盘25均匀转动，由于铅锤块31的重力作用，使得标尺线26垂直进入到水中；

最后将铅锤块31通过绕线盘25的转动带动标尺线26进入到水中，通过液位传感器30监测进入水中的深度，液位传感器30将波动数据传输给单片机16，经过数据转化后，单片机16将数字信息显示在显示屏32上，然后继续均匀下放标尺线26，直至液位传感器30传递的数据波动变小或不变时，停止微型电机23，由于浮标27活动套接在标尺线26上，在铅锤块31进入水中后，浮标27漂浮在水面，通过第二距离传感器28监测与铅锤块31的距离以及水流量传感器29监测水域中水流速度，然后将数据传递给单片机16上，经过单片机16的综合计算后，再将测量数据转化为数字信号显示在显示屏32上，然后再启动微型电机23，将水中的铅锤块31升至水面上方，启动十字滑台19，使得十字滑台19的滑动端移动安装块20的位置，再将铅锤块31放入到水中进行测量，经过多次的位置移动，对所选水域不同点位进行测量，再将全部的水深数据输送给单片机16，经过单片机16的科学统计计算后，将最终准确的水深数据显示在显示屏32上，从而解决了现有的装置难以在不移动装置的条件下进行多点测量，测量的水深数据误差较大，影响测量数据准确性的问题。

本申请文件中出现的电器元件在使用时均外接连通电源和控制开关，涉及到电路和电子元器件和控制模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

Claims (10)

1.一种用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：包括空腔板、立柱、稳定支撑机构、风力发电机构和自动调节机构；

所述稳定支撑机构包括固定杆、方形竖杆、电动推杆和第一距离传感器，所述空腔板的顶端面螺纹安装有立柱，所述立柱的表面安装有四个固定杆，四个所述固定杆的一端均贯穿活动安装有方形竖杆，四个所述方形竖杆的顶端均螺纹安装有紧固螺栓，四个所述方形竖杆的底端均竖直安装有电动推杆，所述电动推杆的输出端固定安装有接地盘，所述接地盘的底部安装有第一距离传感器，所述空腔板内安装有单片机，所述单片机与电动推杆和第一距离传感器电性连接；

所述自动调节机构包括滑块、十字滑台、伸长杆和微型电机，所述立柱的一端安装有十字滑台，所述十字滑台的滑动端固定安装有安装块，所述安装块的顶部固定安装有支架，所述支架上转动安装有转轴，所述转轴的表面固定套接有绕线盘，所述绕线盘上缠绕有标尺线，所述转轴的一端固定套接有从动锥齿轮，所述支架的顶端面固定安装有微型电机，所述微型电机的输出端固定套接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，所述安装块的一端水平固定安装有伸长杆。

2.根据权利要求1所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：所述立柱的表面安装有四个连接块，四个所述连接块的一端均螺纹连接有螺纹接头，四个所述螺纹接头的一端均固定安装有固定杆。

3.根据权利要求1所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：四个所述方形竖杆的顶部均开设有贯通槽，四个所述贯通槽均为方形通孔。

4.根据权利要求1所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：四个所述接地盘的底部均开设有放置槽，所述放置槽内安装有第一距离传感器。

5.根据权利要求1所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：所述风力发电机构包括发电马达、叶片、固定扣和蓄电池，所述立柱的顶端安装有底座，所述底座的顶端面开设有安装槽，所述安装槽的内壁对称开设有两个安放槽，两个安放槽内均固定安装有固定扣，所述发电马达的底部安装有第一固定块，所述第一固定块位于安装槽内并通过两个固定扣固定，所述第一固定块的两侧均开设有卡槽，所述卡槽内部活动卡接固定扣，所述发电马达的输出端固定套接有两个叶片，所述空腔板内安装有蓄电池和逆变器。

6.根据权利要求5所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：两个所述固定扣以底座的竖直中心线对称设置。

7.根据权利要求5所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：所述固定扣包括推杆、空腔筒、弹簧和限位筒，所述空腔筒外壁与安放槽内壁固定连接，所述空腔筒内壁的一端固定安装有限位筒，所述推杆的一端与空腔筒的一端贯穿活动安装并穿过限位筒，所述推杆的外壁活动套接有弹簧，所述推杆的一端外壁固定套接有限制环，所述限制环的一端水平固定安装有卡块，所述卡块的一端与空腔筒的一端贯穿活动安装。

8.根据权利要求1所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：所述立柱顶部的一侧固定安装有第二固定块，所述第二固定块的一侧开设有滑动槽，所述滑动槽内滑动安装有滑块，所述滑块的一端与十字滑台的一端固定连接。

9.根据权利要求1所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：所述伸长杆的顶部安装有若干个限位环，所述伸长杆的一端安装有两个支撑杆，两个所述支撑杆之间转动安装有滑轮，所述标尺线的一端穿过若干个限位环并与滑轮的表面滑动接触。

10.根据权利要求1所述的用于智慧水利的水位监测装置，其特征在于：所述标尺线的一端固定连接有铅锤块，所述铅锤块上安装有液位传感器，所述标尺线的外壁活动套接有浮标，所述浮标上内嵌有水流量传感器和第二距离传感器，所述立柱相对应的一侧安装有显示屏，所述单片机均与第二距离传感器、水流量传感器、液位传感器和显示屏电性连接。

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