CN216978048U - 一种农田水利工程用的水位监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种农田水利工程用的水位监测装置，包括立柱和清洁单元；立柱：其上端设有横梁，横梁的右侧面通过支撑板设有超声波水位传感器，横梁的右端设有防护壳，超声波水位传感器位于防护壳的内部，防护壳的下端设有面板，立柱外弧面的上端设有电器箱，电器箱底壁的前侧设有蓄电池；清洁单元：设置于横梁的右端，清洁单元的中部与面板上表面的通孔转动连接，清洁单元的下端与超声波水位传感器配合设置；其中：还包括单片机，所述单片机设置于电器箱右侧壁的后侧，超声波水位传感器与单片机双向电连接，该农田水利工程用的水位监测装置，可以远程进行监测，并且能自动进行清洁，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及农田水利工程技术领域，具体为一种农田水利工程用的水位监测装置。
背景技术
农业是国家发展的根基所在，而在农业发展的过程中又离不开农田水利工程的建设，农田水利设施的建设是农业生产的重要基础之一，与农户息息相关，良好的农田水利工程能够有效的提高粮食的产量与农民的收入，促进农村经济与国民经济的持续发展，农田水利工程形式众多，包括水源工程、渠道建筑、小型泵站、具有排水服务的河道工程等，在农田水利工程一般需要使用到水位监测装置对水利工程中的水位进行测量，目前传统的检测装置一般利用机械式的仪表进行检测，并且不能进行行远程监测，进而使用不够便利，也有利用传感器进行检测的，但在使用中灰尘容易附着到传感器的表面，进而影响测量精度，进而需要定期的维护，因此也会对使用的便利性造成影响，为此，我们提出一种农田水利工程用的水位监测装置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种农田水利工程用的水位监测装置，可以远程进行控制监测，能自动清理传感器表面的异物，使用方便，测量精度高，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种农田水利工程用的水位监测装置，包括立柱和清洁单元；
立柱：其上端设有横梁，横梁的右侧面通过支撑板设有超声波水位传感器，横梁的右端设有防护壳，超声波水位传感器位于防护壳的内部，防护壳的下端设有面板，立柱外弧面的上端设有电器箱，电器箱底壁的前侧设有蓄电池；
清洁单元：设置于横梁的右端，清洁单元的中部与面板上表面的通孔转动连接，清洁单元的下端与超声波水位传感器配合设置；
其中：还包括单片机，所述单片机设置于电器箱右侧壁的后侧，超声波水位传感器与单片机双向电连接，蓄电池的输出端电连接单片机的输入端，可以远程对监测装置进行控制，使用简单方便，提高了监测人员工作时便利性，并且可以自动对超声波水位传感器的下表面进行清扫，可以减少灰尘的附着，提高监测的准确性，同时减轻了监测人员的维护负担。
进一步的，所述清洁单元包括转轴、毛刷和扭板，所述转轴通过轴承与面板上表面的通孔转动连接，转轴的下端延伸出面板的下表面并在端头处设有毛刷，毛刷与超声波水位传感器配合设置，转轴的上端设有扭板，方便对超声波水位传感器的表面进行清洁。
进一步的，所述清洁单元还包括电机和滑轴，所述电机设置于横梁右端的避让孔内部，电机的输出轴下端通过圆盘设有滑轴，滑轴与扭板上表面的长滑槽滑动连接，电机的输入端电连接单片机的输出端，给毛刷的移动提供了动力。
进一步的，所述防护壳内部的右端设有保温套，超声波水位传感器位于保温套的内部，降低外界气温对超声波水位传感器的影响。
进一步的，所述横梁的左端设有太阳能发电板，电器箱底壁的后侧设有光伏控制器，太阳能发电板的输出端电连接光伏控制器的输入端，光伏控制器的输出端电连接蓄电池的输入端，方便获取电能。
进一步的，所述电器箱右侧面的前侧设有GPRS无线数据传输器，GPRS无线数据传输器与单片机双向电连接，方便数据的远程传输。
进一步的，所述立柱外弧面的中部设有斜撑杆，斜撑杆的上端与横梁的下表面固定连接，提升横梁的支撑强度。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本农田水利工程用的水位监测装置，具有以下好处：
1、使用时将立柱安装到河道的一侧，使超声波水位传感器位于监测水面的上方，需要对水位进行监测时，通过终端设备向后台服务器发送监测指令，后台服务器通过数据网络和GPRS无线数据传输器将指令传输给单片机，单片机控制超声波水位传感器工作，超声波水位传感器发射超声波脉冲，当遇到水面时该超声波脉冲会被反射，超声波水位传感器接收到反射波，然后通过计算该脉冲波的传播时间可以计算出超声波水位传感器和水面之间的距离，然后将距离信息转换为电信号传输给单片机，单片机利用超声波水位传感器距水底的预设值减去超声波水位传感器和水面之间的距离，进而单片机可以计算处水位，然后单片机将水位信息传输通过GPRS无线数据传输器和数据网络传输给后台服务器，进而方便监测人员的查看，可以远程对监测装置进行控制，使用简单方便，提高了监测人员工作时便利性。
2、使用一段时间后，同理可以利用GPRS无线数据传输器对单片机发送指令，单片机将控制电机运转，电机的输出轴通过圆盘带动滑轴旋转，滑轴的与电机输出轴的轴心错位，进而滑轴会发生位置的变化，滑轴将驱使扭板绕转轴的轴心进行往复的摆动，进而滑轴与扭板上表面的长滑槽发生相对转动和相对滑动，同时扭板会通过转轴带动毛刷进行往复的摆动，进而毛刷上端的刷毛对超声波水位传感器的下表面进行摩擦，实现对超声波水位传感器下表面的除尘，进而保证超声波水位传感器检测的准确性，可以自动对超声波水位传感器的下表面进行清扫，可以减少灰尘的附着，提高监测的准确性，同时减轻了监测人员的维护负担。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型A处放大的结构示意图。
图中：1立柱、2横梁、3超声波水位传感器、4防护壳、5面板、6清洁单元、61转轴、62毛刷、63电机、64滑轴、65扭板、7保温套、8电器箱、9蓄电池、10单片机、11光伏控制器、12太阳能发电板、13GPRS无线数据传输器、14斜撑杆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实施例提供一种技术方案：一种农田水利工程用的水位监测装置，包括立柱1和清洁单元6；
立柱1：其上端设有横梁2，横梁2的右侧面通过支撑板设有超声波水位传感器3，使用时将立柱1安装到河道的一侧，使超声波水位传感器3位于监测水面的上方，横梁2的右端设有防护壳4，超声波水位传感器3位于防护壳4的内部，防护壳4对超声波水位传感器3进行保护，防护壳4的下端设有面板5，立柱1外弧面的上端设有电器箱8，电器箱8对内部的电器元件提供防护，电器箱8底壁的前侧设有蓄电池9，蓄电池9储存电能，防护壳4内部的右端设有保温套7，超声波水位传感器3位于保温套7的内部，立柱1外弧面的中部设有斜撑杆14，保温套7降低外界环境温度对超声波水位传感器3的影响，斜撑杆14的上端与横梁2的下表面固定连接，斜撑杆14增强横梁2的结构强度；
清洁单元6：设置于横梁2的右端，清洁单元6的中部与面板5上表面的通孔转动连接，清洁单元6的下端与超声波水位传感器3配合设置，清洁单元6包括转轴61、毛刷62和扭板65，转轴61通过轴承与面板5上表面的通孔转动连接，转轴61的下端延伸出面板5的下表面并在端头处设有毛刷62，毛刷62与超声波水位传感器3配合设置，转轴61的上端设有扭板65，清洁单元6还包括电机63和滑轴64，电机63设置于横梁2右端的避让孔内部，电机63的输出轴下端通过圆盘设有滑轴64，滑轴64与扭板65上表面的长滑槽滑动连接，电机63的输入端电连接单片机10的输出端，电机63的输出轴通过圆盘带动滑轴64旋转，滑轴64的与电机63输出轴的轴心错位，进而滑轴64会发生位置的变化，滑轴64将驱使扭板65绕转轴61的轴心进行往复的摆动，进而滑轴64与扭板65上表面的长滑槽发生相对转动和相对滑动，同时扭板65会通过转轴61带动毛刷62进行往复的摆动，进而毛刷62上端的刷毛对超声波水位传感器3的下表面进行摩擦，实现对超声波水位传感器3下表面的除尘，进而保证超声波水位传感器3检测的准确性；
其中：还包括单片机10，单片机10设置于电器箱8右侧壁的后侧，超声波水位传感器3与单片机10双向电连接，蓄电池9的输出端电连接单片机10的输入端，横梁2的左端设有太阳能发电板12，太阳能发电板12将光能转化为电能，电器箱8底壁的后侧设有光伏控制器11，太阳能发电板12的输出端电连接光伏控制器11的输入端，光伏控制器11的输出端电连接蓄电池9的输入端，光伏控制器11对太阳能发电板12发出的电进行调压，电器箱8右侧面的前侧设有GPRS无线数据传输器13，GPRS无线数据传输器13与单片机10双向电连接，需要对水位进行监测时，通过终端设备向后台服务器发送监测指令，后台服务器通过数据网络和GPRS无线数据传输器13将指令传输给单片机10，单片机10控制超声波水位传感器3工作，超声波水位传感器3发射超声波脉冲，当遇到水面时该超声波脉冲会被反射，超声波水位传感器3接收到反射波，然后通过计算该脉冲波的传播时间可以计算出超声波水位传感器3和水面之间的距离，然后将距离信息转换为电信号传输给单片机10，单片机10利用超声波水位传感器3距水底的预设值减去超声波水位传感器3和水面之间的距离，进而单片机10可以计算处水位，然后单片机10将水位信息传输通过GPRS无线数据传输器13和数据网络传输给后台服务器，进而方便监测人员的查看，使用一段时间后，同理可以利用GPRS无线数据传输器13对单片机10发送指令，单片机10将控制电机63运转。
本实用新型提供的一种农田水利工程用的水位监测装置的工作原理如下：使用时将立柱1安装到河道的一侧，使超声波水位传感器3位于监测水面的上方，需要对水位进行监测时，通过终端设备向后台服务器发送监测指令，后台服务器通过数据网络和GPRS无线数据传输器13将指令传输给单片机10，单片机10控制超声波水位传感器3工作，超声波水位传感器3发射超声波脉冲，当遇到水面时该超声波脉冲会被反射，超声波水位传感器3接收到反射波，然后通过计算该脉冲波的传播时间可以计算出超声波水位传感器3和水面之间的距离，然后将距离信息转换为电信号传输给单片机10，单片机10利用超声波水位传感器3距水底的预设值减去超声波水位传感器3和水面之间的距离，进而单片机10可以计算处水位，然后单片机10将水位信息传输通过GPRS无线数据传输器13和数据网络传输给后台服务器，进而方便监测人员的查看，使用一段时间后，同理可以利用GPRS无线数据传输器13对单片机10发送指令，单片机10将控制电机63运转，电机63的输出轴通过圆盘带动滑轴64旋转，滑轴64的与电机63输出轴的轴心错位，进而滑轴64会发生位置的变化，滑轴64将驱使扭板65绕转轴61的轴心进行往复的摆动，进而滑轴64与扭板65上表面的长滑槽发生相对转动和相对滑动，同时扭板65会通过转轴61带动毛刷62进行往复的摆动，进而毛刷62上端的刷毛对超声波水位传感器3的下表面进行摩擦，实现对超声波水位传感器3下表面的除尘，进而保证超声波水位传感器3检测的准确性。
值得注意的是，以上实施例中所公开的超声波水位传感器3、电机63、单片机10、光伏控制器11和GPRS无线数据传输器13均可根据实际应用场景自由配置，超声波水位传感器3可选用型号为MI K-MP-B的超声波水位传感器，电机63可选用型号为57SHY4601-9A的步进电机，单片机10可选用型号为STM32H743的单片机，GPRS无线数据传输器13可选用型号为ZSD3110的GPRS无线数据传输器，单片机10控制超声波水位传感器3、电机63、和GPRS无线数据传输器13工作采用现有技术中常用的方法。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种农田水利工程用的水位监测装置，其特征在于：包括立柱(1)和清洁单元(6)；
立柱(1)：其上端设有横梁(2)，横梁(2)的右侧面通过支撑板设有超声波水位传感器(3)，横梁(2)的右端设有防护壳(4)，超声波水位传感器(3)位于防护壳(4)的内部，防护壳(4)的下端设有面板(5)，立柱(1)外弧面的上端设有电器箱(8)，电器箱(8)底壁的前侧设有蓄电池(9)；
清洁单元(6)：设置于横梁(2)的右端，清洁单元(6)的中部与面板(5)上表面的通孔转动连接，清洁单元(6)的下端与超声波水位传感器(3)配合设置；
其中：还包括单片机(10)，所述单片机(10)设置于电器箱(8)右侧壁的后侧，超声波水位传感器(3)与单片机(10)双向电连接，蓄电池(9)的输出端电连接单片机(10)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种农田水利工程用的水位监测装置，其特征在于：所述清洁单元(6)包括转轴(61)、毛刷(62)和扭板(65)，所述转轴(61)通过轴承与面板(5)上表面的通孔转动连接，转轴(61)的下端延伸出面板(5)的下表面并在端头处设有毛刷(62)，毛刷(62)与超声波水位传感器(3)配合设置，转轴(61)的上端设有扭板(65)。
3.根据权利要求2所述的一种农田水利工程用的水位监测装置，其特征在于：所述清洁单元(6)还包括电机(63)和滑轴(64)，所述电机(63)设置于横梁(2)右端的避让孔内部，电机(63)的输出轴下端通过圆盘设有滑轴(64)，滑轴(64)与扭板(65)上表面的长滑槽滑动连接，电机(63)的输入端电连接单片机(10)的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种农田水利工程用的水位监测装置，其特征在于：所述防护壳(4)内部的右端设有保温套(7)，超声波水位传感器(3)位于保温套(7)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种农田水利工程用的水位监测装置，其特征在于：所述横梁(2)的左端设有太阳能发电板(12)，电器箱(8)底壁的后侧设有光伏控制器(11)，太阳能发电板(12)的输出端电连接光伏控制器(11)的输入端，光伏控制器(11)的输出端电连接蓄电池(9)的输入端。
6.根据权利要求1所述的一种农田水利工程用的水位监测装置，其特征在于：所述电器箱(8)右侧面的前侧设有GPRS无线数据传输器(13)，GPRS无线数据传输器(13)与单片机(10)双向电连接。
7.根据权利要求1所述的一种农田水利工程用的水位监测装置，其特征在于：所述立柱(1)外弧面的中部设有斜撑杆(14)，斜撑杆(14)的上端与横梁(2)的下表面固定连接。
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