CN218214355U - 一种智能窨井盖装置 - Google Patents

Abstract

一种智能窨井盖装置，涉及窨井盖领域，包括设有警示灯和监测设备的井盖盖板。监测设备设有电池、蜂鸣器、第一、第二超声波水位传感器、水浸传感器和主控模块。当井下水位位于第一超声波水位传感器量程范围内，第一超声波水位传感器触发监测，当井下水位上升至第一超声波水位传感器监测盲区，第二超声波水位传感器触发监测，当井下水位继续上升至第二超声波水位传感器监测盲区，水浸传感器触发监测。当监测到水位达到或高于预警水位时，警示灯发光，蜂鸣器发出警示音。本实用新型的三类传感器能避免仅使用一个超声波水位传感器存在监测盲区的问题，警示灯光和警示音能使检修人员更快地找到超预警水位的窨井盖装置，以及提醒靠近的人员注意安全。

Description

一种智能窨井盖装置

技术领域

本实用新型涉及窨井盖领域，具体为一种智能窨井盖装置。

背景技术

近些年，中国的城市内涝现象比较普遍，排水不畅就是造成这种现象的主因之一。当降雨发生时，淤泥、砂石、树叶和废塑料等杂物随着水流流至下水道，这些杂物一旦将下水道堵塞住，将造成大面积积水，进而给人们的生活带来不便，以及造成经济损失甚至安全隐患。另外，对于污水井，当井下的污水的水位升至一定高度，容易流入地下水管道而污染地下水以及附近的河流，同时，污水中的臭气、病菌及蚊蝇等也更容易通过井盖盖板上的流水孔通向地面而危害周边居民的安全。然而，传统的窨井盖装置缺乏满溢及堵塞报警机制，基本都是等污水或雨水从井中漫出，工作人员才知道哪里堵塞了，可是为时已晚，污水或雨水已经漫至路面而造成不利影响。而且，在窨井盖装置密集分布的区域，一旦某个或某几个下水道发生堵塞而造成路面积水后，要想找到发生堵塞的具体位置，就得一个井盖一个井盖翻找，而下水道井盖动辄一两百斤，查找起来很费人力物力。

另外，也有使用超声波水位传感器监测水位的窨井盖装置，这类装置往往仅通过一个超声波水位传感器来监测水位，由于超声波水位传感器存在一定盲区，当水位高于该超声波水位传感器的量程范围后，就无法再准确监测水位。而且这类装置自身缺乏警示功能，在窨井盖装置密布的区域，工作人员到达现场后难以快速找到对应窨井盖装置。

申请号为CN201620209666.2的中国专利公开了一种基于地下井遥测超声波水位计，由遥测超声波探头和保护罩组成，遥测超声波探头悬挂在井盖上，保护罩设置在超声波探头外面。该方案仅通过一个遥测超声波探头测量水位，且该超声波探头悬挂在井盖上，当水位高于该探头的量程范围，就无法再获得准确的井下水位值。且该方案的井盖装置本身缺乏警示功能，工作人员到达现场后无法准确定位发出警示信息的对应井盖装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有产品的不足，提供了一种智能窨井盖装置，克服了现有智能窨井盖装置仅使用一个超声波水位传感器测量水位会存在水位监测盲区的问题，以及工作人员无法快速找到井下水位值大于或等于预警水位值的窨井盖装置的问题。

本实用新型是用过以下技术方案得以实现的：

一种智能窨井盖装置，包括设有警示灯的井盖盖板，以及设于井盖盖板底部的监测设备。所述监测设备包括主控模块、设于主控模块上方的电池和蜂鸣器、以及设于主控模块底部的水浸传感器、第一超声波水位传感器和第二超声波水位传感器。所述主控模块包括主控单元，该主控单元分别与电池、第一超声波水位传感器、第二超声波水位传感器、水浸传感器、蜂鸣器和警示灯连接。所述第一超声波水位传感器、第二超声波水位传感器和水浸传感器用于监测井盖盖板下方水位。当井盖盖板下方水位位于第一超声波水位传感器监测量程范围内时，第一超声波水位传感器触发监测，当井盖盖板下方水位上升至第一超声波水位传感器监测盲区时，所述第二超声波水位传感器触发监测，当井盖盖板下方水位继续上升至第二超声波水位传感器监测盲区时，所述水浸传感器触发监测。当第一超声波水位传感器、第二超声波水位传感器或水浸传感器监测到下方水位达到或者高于预警水位时，所述警示灯发光，所述蜂鸣器发出警示音。

该智能窨井盖装置包括第一超声波水位传感器、第二超声波水位传感器和水浸传感器，当井盖盖板下方水位位于第一超声波水位传感器监测量程范围内时，第一超声波水位传感器触发监测，当井盖盖板下方水位上升至第一超声波水位传感器监测盲区时，所述第二超声波水位传感器触发监测，当井盖盖板下方水位继续上升至第二超声波水位传感器监测盲区时，所述水浸传感器触发监测，以避免现有窨井盖装置仅用一个超声波水位传感器监测水位会存在监测盲区，无法全面监测井下水位的问题。所述井盖盖板还设有能在第一超声波水位传感器、第二超声波水位传感器或水浸传感器监测到下方水位达到或者高于预警水位时发出警示灯光的警示灯和发出警示音的蜂鸣器，以便检修人员更便捷地找到该智能窨井盖装置；警示灯光和警示音还能提醒靠近的人员注意安全。

本实用新型旨在保护如何在窨井盖内布置用于全面监测井下水位，以及用于警示井下水位值大于或等于预警水位值的装置，以解决现有技术中缺乏此装置而无法全面监测井下水位，以及工作人员难以快速找到井下水位值大于或等于预警水位值的窨井盖装置的问题。本实用新型在实现上述装置布置（包括结构排布、线路连接）过程中，涉及的相关控制均依赖于现有硬件实现，本案并不对控制方法进行改进。

作为优选，所述主控模块还包括通讯单元，所述通讯单元连接主控单元。该优选使本装置能通过通讯单元完成主控单元与前端控制平台的交互，以实现及时上传本装置的相关信息至前端控制平台，以及传达前端控制平台的指令至主控单元等目的。

作为优选，所述主控模块还包括语音警示控制单元，所述蜂鸣器经语音警示控制单元连接主控单元。该优选使主控单元能通过语音警示控制单元来控制蜂鸣器。

作为优选，所述主控模块还设有电池监测单元，所述电池监测单元分别连接主控单元和电池。该优选使主控单元能通过电池监测单元来监测电池消耗的电量。

作为优选，所述电池监测单元包括电池电量检测芯片和检测电阻；所述检测电阻一端分别连接电池电量检测芯片的SENSE+引脚和主控单元，另一端分别连接电池电量检测芯片的SENSE-引脚和电池；所述电池电量检测芯片的INT引脚连接主控单元。该优选使得主控单元能够通过电池电量检测芯片和检测电阻获得用于计算电池消耗电量所需的数据。

作为优选，所述监测设备包括一个密封的外壳，该外壳底部设有使水浸传感器、第一超声波水位传感器和第二超声波水位传感器能够监测井下水位的对应的监测孔。该优选使得第一超声波水位传感器、第二超声波水位传感器和水浸传感器能够通过对应的监测孔监测井下水位。

作为优选，所述监测设备的监测孔处设有用于填充该监测孔与对应的传感器之间的间隙的密封垫。该优选能避免异物通过监测孔与对应的传感器之间的间隙进入监测设备内部而使监测设备内部的元器件受损的情况。

作为优选，所述井盖盖板设有灯孔，所述警示灯固定于灯孔内。该优选使得警示灯能固定于灯孔内，从而避免警示灯暴露在井盖外部而容易受损的情况。

作为优选，所述灯孔上下开口，所述灯孔的顶端开口处固定连接有透明的灯罩，所述灯孔的底端开口处螺纹连接有安装盖。该优选的灯罩和安装盖能更好地避免警示灯脱离灯孔。

作为优选，所述灯罩与灯孔之间的间隙处设有密封胶，所述安装盖上设有密封圈。该优选能避免异物进入灯孔而损坏警示灯。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本装置包括第一超声波水位传感器、第二超声波水位传感器和水浸传感器，当井盖盖板下方水位位于第一超声波水位传感器监测量程范围内时，第一超声波水位传感器触发监测，当井盖盖板下方水位上升至第一超声波水位传感器监测盲区时，所述第二超声波水位传感器触发监测，当井盖盖板下方水位继续上升至第二超声波水位传感器监测盲区时，所述水浸传感器触发监测，以避免现有窨井盖装置仅用一个超声波水位传感器监测水位会存在监测盲区，无法全面监测井下水位的问题。

2、本装置还设有能在第二超声波水位传感器或水浸传感器监测到下方水位达到或者高于预警水位时发出警示灯光的警示灯和发出警示音的蜂鸣器，以便检修人员更便捷地找到该智能窨井盖装置；警示灯光和警示音还能提醒靠近的人员注意安全。

3、本装置的主控模块还包括电池监测单元，能对电池电量进行监测，以便工作人员在电池电量不足时及时充电或更换电池，避免因电池电量不足而使本装置无法正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型中监测设备内部的结构示意图；

图3为本实用新型中电池监测单元的电路图；

图中：1井盖盖板、11灯孔、2警示灯、3监测设备、31主控模块、32蜂鸣器、33水浸传感器、34第一超声波水位传感器、35第二超声波水位传感器。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例，如图1和图2所示，一种智能窨井盖装置，包括设有警示灯2的井盖盖板1，以及设于井盖盖板1底部的监测设备3。所述监测设备3包括主控模块31、设于主控模块31上方的电池和蜂鸣器32、以及设于主控模块31底部的水浸传感器33、第一超声波水位传感器34和第二超声波水位传感器35。所述主控模块31包括主控单元，所述主控单元包括型号为STM32F103的控制器芯片，工作人员能够根据实地情况对该控制器芯片设置预警水位值。所述主控单元分别与电池、第一超声波水位传感器34、第二超声波水位传感器35、水浸传感器33、蜂鸣器32和警示灯2连接。所述第一超声波水位传感器34、第二超声波水位传感器35和水浸传感器33用于监测井盖盖板1下方水位；当井盖盖板1下方水位位于第一超声波水位传感器34监测量程范围内时，第一超声波水位传感器34触发监测，当井盖盖板1下方水位上升至第一超声波水位传感器34监测盲区时，所述第二超声波水位传感器35触发监测，当井盖盖板1下方水位继续上升至第二超声波水位传感器35监测盲区时，所述水浸传感器33触发监测；当第一超声波水位传感器34、第二超声波水位传感器35或水浸传感器33监测到下方水位达到或者高于预警水位时，所述警示灯2发出警示光，所述蜂鸣器32发出警示音。

所述主控单元能够对警示灯2、蜂鸣器32、第一超声波水位传感器34和第二超声波水位传感器35进行控制。在实际使用本装置的过程中，工作人员可以自行设定报警的档位和对应的阈值。如，设定触发第二超声波水位传感器35监测的最低水位为预警水位，设定触发水浸传感器33工作的最低水位为报警水位。当井下水位值大于或等于预警水位值，主控单元控制警示灯2和蜂鸣器32开始工作；当井下水位值大于或等于报警水位值，主控单元控制警示灯2和蜂鸣器32继续工作并调大蜂鸣器32的音量；当井下水位值小于预警水位值，主控单元控制警示灯2和蜂鸣器32停止工作。所述第一超声波水位传感器34为大量程超声波水位传感器，所述第二超声波水位传感器35为小量程超声波水位传感器，所述第一超声波水位传感器34量程范围的最大水位值为第二超声波水位传感器35量程范围的最小水位值，第一超声波水位传感器34和第二超声波水位传感器35的底面位于同一水平面内，水浸传感器33底面位于第二超声波水位传感器35能够监测的最高井下水位所在的水平面。开始使用时，主控单元先读取第一超声波水位传感器34监测并传输的井下水位值，如果井下水位值小于第一超声波水位传感器34的量程范围的最大水位值，主控单元控制第二超声波水位传感器35停止工作。如果读取的井下水位值达到或者大于第一超声波水位传感器34的量程范围的最大水位值，且水浸传感器33未被触发，主控单元控制第一超声波水位传感器34停止工作，并控制第二超声波水位传感器35开始工作。如果水浸传感器33被触发，则主控单元控制第一超声波水位传感器34和第二超声波水位传感器35都停止工作，所述水浸传感器33为接触式水浸传感器33，当井下水位上升至接触到水浸传感器33时，水浸传感器33开始工作。当水位下降至无法触发水浸传感器33工作，则主控单元控制第二超声波水位传感器35开始工作，当水位继续下降至水位值小于第二超声波水位传感器35的量程范围的最小值，则主控单元控制第一超声波水位传感器34开始工作，并控制第二超声波水位传感器35停止工作。

本实用新型的智能窨井盖装置的井盖盖板1设有上下开口的灯孔11，警示灯2固定于灯孔11内。灯孔11的顶端开口处固定连接有透明的灯罩，优选的，该灯罩为强度较大的钢化玻璃灯罩。灯孔11的底端开口处螺纹连接有安装盖。该灯罩和安装盖的设置能避免警示灯2脱离灯孔11，且螺纹连接的安装盖有利于工作人员维修替换警示灯2。优选的，所述灯罩与灯孔11之间的间隙处设有密封胶，所述安装盖上设有密封圈，以避免异物进入灯孔11而导致警示灯2受损。

本实用新型的智能窨井盖装置的监测设备3包括一个密封的外壳，以承继电池、蜂鸣器32等元器件，该外壳底部设有用于使第一超声波水位传感器34、第二超声波水位传感器35和水浸传感器33能够监测井下水位的对应的监测孔。为避免异物通过监测孔与对应的传感器之间的间隙进入监测设备3内部而使监测设备3内部的元器件受损，所述监测设备3的监测孔处设有用于填充该监测孔与对应的传感器之间的间隙的密封垫。

本实用新型的智能窨井盖装置的主控模块31还包括通讯单元、语音警示控制单元和电池监测单元。所述通讯单元包括4G芯片或NB-LOT芯片之类的通讯芯片，该通讯单元连接主控单元，使本装置能通过通讯单元完成主控单元与前端控制平台的交互，完成系统参数配置下发，控制指令下发，系统状态上报，故障信息上报，运行日志上报等任务，使工作人员能根据前端控制平台接收到的井下水位值来确定是否需要立即赶往现场进行疏通。所述语音警示控制单元包括型号为AM9CA035的控制器芯片，该语音警示控制单元分别连接蜂鸣器32和主控单元，使主控单元能通过语音警示控制单元来控制蜂鸣器32的音量大小，以及控制蜂鸣器32是否开启等。如图3，所述电池监测单元分别连接主控单元和电池BAT1，所述电池监测单元包括检测电阻R184和型号为LTC4150的电池电量检测芯片U1，所述检测电阻R184一端分别连接该电池电量检测芯片U1的SENSE+引脚和主控单元，另一端分别连接电池电量检测芯片U1的SENSE-引脚和电池BAT1，所述电池电量检测芯片U1的INT引脚连接主控单元。所述电池BAT1通过检测电阻R184连接主控单元，所述电池电量检测芯片U1通过SENSE+引脚连接检测电阻R184一端，通过SENSE-引脚连接检测电阻R184的另一端。

上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。本实用新型的目的已经完整有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种智能窨井盖装置，其特征在于，包括设有警示灯（2）的井盖盖板（1），以及设于井盖盖板（1）底部的监测设备（3）；所述监测设备（3）包括主控模块（31）、设于主控模块（31）上方的电池和蜂鸣器（32）、以及设于主控模块（31）底部的水浸传感器（33）、第一超声波水位传感器（34）和第二超声波水位传感器（35）；所述主控模块（31）包括主控单元，该主控单元分别与电池、第一超声波水位传感器（34）、第二超声波水位传感器（35）、水浸传感器（33）、蜂鸣器（32）和警示灯（2）连接；所述第一超声波水位传感器（34）、第二超声波水位传感器（35）和水浸传感器（33）用于监测井盖盖板（1）下方水位；当井盖盖板（1）下方水位位于第一超声波水位传感器（34）监测量程范围内时，第一超声波水位传感器（34）触发监测，当井盖盖板（1）下方水位上升至第一超声波水位传感器（34）监测盲区时，所述第二超声波水位传感器（35）触发监测，当井盖盖板（1）下方水位继续上升至第二超声波水位传感器（35）监测盲区时，所述水浸传感器（33）触发监测；当第一超声波水位传感器（34）、第二超声波水位传感器（35）或水浸传感器（33）监测到下方水位达到或者高于预警水位时，所述警示灯（2）发光，所述蜂鸣器（32）发出警示音。

2.根据权利要求1所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述主控模块（31）还包括通讯单元，所述通讯单元连接主控单元。

3.根据权利要求1所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述主控模块（31）还包括语音警示控制单元，所述蜂鸣器（32）经语音警示控制单元连接主控单元。

4.根据权利要求1所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述主控模块（31）还设有电池监测单元，所述电池监测单元分别连接主控单元和电池。

5.根据权利要求4所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述电池监测单元包括电池电量检测芯片和检测电阻；所述检测电阻一端分别连接电池电量检测芯片的SENSE+引脚和主控单元，另一端分别连接电池电量检测芯片的SENSE-引脚和电池；所述电池电量检测芯片的INT引脚连接主控单元。

6.根据权利要求1所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述监测设备（3）包括一个密封的外壳，该外壳底部设有使水浸传感器（33）、第一超声波水位传感器（34）和第二超声波水位传感器（35）能够监测井下水位的对应的监测孔。

7.根据权利要求6所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述监测设备（3）的监测孔处设有用于填充该监测孔与对应的传感器之间的间隙的密封垫。

8.根据权利要求1所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述井盖盖板（1）设有灯孔（11），所述警示灯（2）固定于灯孔（11）内。

9.根据权利要求8所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述灯孔（11）上下开口，所述灯孔（11）的顶端开口处固定连接有透明的灯罩，所述灯孔（11）的底端开口处螺纹连接有安装盖。

10.根据权利要求9所述一种智能窨井盖装置，其特征在于，所述灯罩与灯孔（11）之间的间隙处设有密封胶，所述安装盖上设有密封圈。

Images