CN218566525U - 一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水文地质勘察用水文观测设备技术领域，具体公开了一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，包括采集机构、支撑杆和支撑板，支撑杆底部固定在沟谷内，支撑杆顶部固定连接支撑板，采集机构安装在支撑杆和支撑板上；采集机构设有太阳能板、电控箱、激光传感器和两个激光测距仪，电控箱固定在支撑板的底部，电控箱内安装有控制主板、蓄电池和升降电机，升降电机控制激光传感器和激光测距仪的沿支撑杆上下移动，激光测距仪的激光束分别照射在电控箱的底部和水面上，激光测距仪在水面位置测得上行距离和下行距离从而确定水位高度；本实用新型为水资源调查提供了丰富的地理信息数据支持，水文数据的测量更加及时全面。

Description

一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置

技术领域

本实用新型涉及水文地质勘察用水文观测设备技术领域，具体涉及一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置。

背景技术

水是生命之源。随着人们生活水平的提高以及国家对生态环境的重视，对水资源的开发利用也越来越重视，越来越规范。对水资源地开发利用要求以对水源地作的全面水文地质调查结果为依据进行合理适度的开发，并配用具体可行的保护措施。降水对于干旱荒漠地区的水资源的补给尤为重要。由于干旱荒漠地区降水少，环境恶劣，人员稀少，地区偏远，其沟谷洪流发生时宜采用自动收集装置采集数据，及时获取水源地的沟谷中水流信息，为水文地质勘察提供便捷有效的数据信息，这样及利于全年的观测，有节省了人力物力。现在没有比较全面的对水资源的监测采集装置，如专利申请号202010642533.5公开的一种干旱荒漠地区沟谷洪流监测收集装置及洪流监测方法，公开了在沟谷中采集水文信息，但是更多的是一种水文采集施工方法的介绍了，采集设备只用到了自动水位水温观测仪，在采集设备上较为单一。因此，迫切需要设计一种干旱荒漠地区沟谷洪流较全面的自动监测数据收集装置，以解决现有干旱荒漠地区的水文数据采集数据单一的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，包括采集机构、支撑杆和支撑板，所述支撑杆底部固定在沟谷内，支撑杆顶部固定连接支撑板，采集机构安装在支撑杆和支撑板上；

采集机构设有太阳能板、电控箱、激光传感器和两个激光测距仪，电控箱固定在支撑板的底部，电控箱内安装有控制主板、蓄电池和升降电机，控制主板连接蓄电池、升降电机、激光传感器和两个激光测距仪，升降电机控制激光传感器和激光测距仪的沿支撑杆上下移动，激光传感器位于水面上，激光测距仪的激光束分别照射在电控箱的底部和水面上，激光测距仪在水面位置测得上行距离和下行距离从而确定水位高度。

具体的是，所述采集机构还设有风速传感器、气温传感器、水流速传感器、含沙量传感器、水温传感器，风速传感器、气温传感器、水流速传感器、含沙量传感器、水温传感器均电性连接控制主板，控制主板上设有存储器和无线传输模块，控制主板采集风速、气温、水流速、含沙量和水温信息存储并上传至监测平台，控制主板连接有GPS定位仪，用于监测平台显示每个监测收集装置的地理位置信息。

具体的是，所述风速传感器安装在支撑板的上部，风速传感器采用风力推动旋桨式转子流速仪旋转，风速传感器尾部设有燕尾翼，气温传感器安装在支撑板的下部。

具体的是，所述水流速传感器、含沙量传感器、水温传感器均安装在支撑杆的下部，水流速传感器采用水力推动旋桨式转子流速仪旋转。

具体的是，所述支撑杆中部采用中空结构，支撑杆一侧设有竖向条形滑槽，升降电机的电机轴上安装主动齿轮，主动齿轮通过链条连接从动齿轮，从动齿轮通过轴承安装在支撑杆的下部内侧，链条上安装固定块，固定块穿出滑槽，固定块在滑槽内随链条上下移动，固定块外部连接升降架，用于升降电机驱动链条带动升降架上下移动。

具体的是，所述激光传感器包括激光器和激光接收器，激光器和激光接收器相对安装在升降架前部，升降架采用开口朝下的C型结构，激光器和激光接收器之间有水阻挡时控制主板控制升降电机工作驱动升降架向上移动。

具体的是，所述激光测距仪分别安装在升降架上部和升降架下部，上部的激光测距仪的激光束朝上照射在电控箱的底部，上部的激光测距仪测量与电控箱的距离，下部的激光测距仪测量与水面的距离。

具体的是，所述太阳能板通过支架倾斜安装在支撑板上部，太阳能板电性连接蓄电池。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设计的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置以转子测速仪为基础，激光传感器通过激光感应的升降电机可随水面高度而升降，使激光传感器始终位于水面位置，实现激光传感器和激光测距仪对水位的同时监测，水位信息更加准确，避免激光器浸泡在水中，提高使用寿命；并加装GPS定位装置，实现测量点位置坐标的准确记录；另外本装置还有温度测量装置，在测量水体点流速的同时，还提供了水体点温度，为水资源调查提供了丰富的地理信息数据支持，水文数据的测量更加及时全面。

附图说明

图1是干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置的安装结构示意图。

图2是激光传感器的安装结构示意图。

图中：1-采集机构，1.1-太阳能板，1.2-电控箱，1.3-控制主板，1.4-蓄电池，1.5-风速传感器，1.6-气温传感器，1.7-水流速传感器，1.8-含沙量传感器，1.9-水温传感器，1.10-激光传感器，1.11-激光测距仪，1.12-升降电机，1.13-链条，1.14-升降架，1.15-固定块，1.16-从动齿轮，1.17-滑槽；

2-支撑杆；3-支撑板；4-沟谷；5-水面。

具体实施方式

以下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、完整地进一步详细的说明。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。

如图1-2所示，一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，包括采集机构1、支撑杆2和支撑板3，支撑杆2底部固定在沟谷4内，支撑杆2顶部固定连接支撑板3，采集机构1安装在支撑杆2和支撑板3上。

采集机构1设有太阳能板1.1、电控箱1.2、控制主板1.3、蓄电池1.4、风速传感器1.5、气温传感器1.6、水流速传感器1.7、含沙量传感器1.8、水温传感器1.9、激光传感器1.10、激光测距仪1.11和升降电机1.12，电控箱1.2固定在支撑板3的底部，电控箱1.2内安装有控制主板1.3、蓄电池1.4、GPS定位仪和升降电机1.12，控制主板1.3连接蓄电池1.4、升降电机1.12、激光传感器1.10和两个激光测距仪1.11，升降电机1.12控制激光传感器1.10和激光测距仪1.11的沿支撑杆2上下移动，激光传感器1.10位于水面5上，激光测距仪1.11的激光束分别照射在电控箱1.2的底部和水面5上，激光测距仪1.11在水面位置测得上行距离和下行距离，系统内根据支撑杆2安装后初设定的长度减去激光测距仪1.11测得上行距离和下行距离，再减去升降架的厚度从而确定水位高度。

风速传感器1.5、气温传感器1.6、水流速传感器1.7、含沙量传感器1.8、水温传感器1.9均电性连接控制主板1.3，控制主板1.3上设有存储器和无线传输模块，控制主板1.3采集风速、气温、水流速、含沙量和水温信息在存储器中存储并通过无线传输模块上传至监测平台，控制主板1.3连接有GPS定位仪，用于监测平台显示每个监测收集装置的地理位置信息。

风速传感器1.5安装在支撑板3的上部，风速传感器1.5采用风力推动旋桨式转子流速仪旋转，内置信号转换装置产生转数信号，再转换为相应的风力大小，风速传感器1.5带有燕尾翼，保证旋桨式转子正对来风，气温传感器1.6安装在支撑板3的下部，气温传感器1.6时时记录每天的气温，数据采集频次可根据需要设定。

水流速传感器1.7、含沙量传感器1.8、水温传感器1.9均安装在支撑杆2的下部，水流速传感器1.7采用水力推动旋桨式转子流速仪旋转，内置信号转换装置产生转数信号。含沙量传感器1.8时时记录水体的含沙量，含沙量测量系统包含传感器、采集器，其中含沙量传感器1.8利用光学背向散射原理，可准确测量水体含沙量，采集器由主板芯片和相应软件和数据线等构成。水温传感器1.9时时记录水体的温度，数据采集频次可根据需要设定。

支撑杆2中部采用中空结构，支撑杆2一侧设有竖向贯穿支撑杆壁的条形滑槽1.17，升降电机1.12的电机轴上安装主动齿轮，主动齿轮通过链条1.13连接从动齿轮1.16，从动齿轮1.16通过轴承安装在支撑杆2的下部内侧，链条1.13上安装固定块1.15，固定块1.15穿出滑槽1.17，固定块1.15在滑槽1.17内随链条1.13上下移动，固定块1.15外部连接升降架1.14，升降电机1.12驱动链条1.13转动，链条1.13上的固定块1.15带动升降架1.14上下移动。

激光传感器1.10包括激光器和激光接收器，激光器和激光接收器相对安装在升降架1.14前部，升降架1.14采用开口朝下的C型结构，激光器和激光接收器之间有水阻挡时，控制主板1.3接收到激光传感器1.10被水淹没的信息，控制主板1.3控制升降电机1.12工作驱动升降架1.14向上移动，直到激光器和激光接收器之间没有阻挡物。

激光测距仪1.11分别安装在升降架1.14上部和升降架1.14下部，上部的激光测距仪1.11的激光束朝上照射在电控箱1.2的底部，上部的激光测距仪1.11测量与电控箱1.2的距离，下部的激光测距仪1.11测量与水面5的距离。系统内根据支撑杆2安装后初设定的长度减去激光测距仪1.11测得上行距离和下行距离，再减去升降架的厚度从而确定水位高度。下部的激光测距仪1.11测量与水面5的距离大于3cm且时间超过1小时，控制主板1.3控制升降电机1.12工作驱动升降架1.14向下移动，直到激光器和激光接收器之间有水阻挡，升降电机1.12再反向转动使升降架1.14向上移动1cm，使激光器和激光接收器之间没有阻挡物。

太阳能板1.1通过支架倾斜安装在支撑板3上部，太阳能板1.1电性连接蓄电池1.4，蓄电池1.4为整个系统提供电能，维持系统自动正常运转。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，包括采集机构、支撑杆和支撑板，所述支撑杆底部固定在沟谷内，支撑杆顶部固定连接支撑板，采集机构安装在支撑杆和支撑板上；

采集机构设有太阳能板、电控箱、激光传感器和两个激光测距仪，电控箱固定在支撑板的底部，电控箱内安装有控制主板、蓄电池和升降电机，控制主板连接蓄电池、升降电机、激光传感器和两个激光测距仪，升降电机控制激光传感器和激光测距仪的沿支撑杆上下移动，激光传感器位于水面上，激光测距仪的激光束分别照射在电控箱的底部和水面上，激光测距仪在水面位置测得上行距离和下行距离从而确定水位高度。

2.根据权利要求1所述的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，所述采集机构还设有风速传感器、气温传感器、水流速传感器、含沙量传感器、水温传感器，风速传感器、气温传感器、水流速传感器、含沙量传感器、水温传感器均电性连接控制主板，控制主板上设有存储器和无线传输模块，控制主板采集风速、气温、水流速、含沙量和水温信息存储并上传至监测平台，控制主板连接有GPS定位仪，用于监测平台显示每个监测收集装置的地理位置信息。

3.根据权利要求2所述的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，所述风速传感器安装在支撑板的上部，风速传感器采用风力推动旋桨式转子流速仪旋转，风速传感器尾部设有燕尾翼，气温传感器安装在支撑板的下部。

4.根据权利要求2所述的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，所述水流速传感器、含沙量传感器、水温传感器均安装在支撑杆的下部，水流速传感器采用水力推动旋桨式转子流速仪旋转。

5.根据权利要求1所述的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，所述支撑杆中部采用中空结构，支撑杆一侧设有竖向条形滑槽，升降电机的电机轴上安装主动齿轮，主动齿轮通过链条连接从动齿轮，从动齿轮通过轴承安装在支撑杆的下部内侧，链条上安装固定块，固定块穿出滑槽，固定块在滑槽内随链条上下移动，固定块外部连接升降架，用于升降电机驱动链条带动升降架上下移动。

6.根据权利要求1所述的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，所述激光传感器包括激光器和激光接收器，激光器和激光接收器相对安装在升降架前部，升降架采用开口朝下的C型结构，激光器和激光接收器之间有水阻挡时控制主板控制升降电机工作驱动升降架向上移动。

7.根据权利要求1所述的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，所述激光测距仪分别安装在升降架上部和升降架下部，上部的激光测距仪的激光束朝上照射在电控箱的底部，上部的激光测距仪测量与电控箱的距离，下部的激光测距仪测量与水面的距离。

8.根据权利要求1所述的干旱荒漠地区沟谷洪流自动监测数据收集装置，其特征在于，所述太阳能板通过支架倾斜安装在支撑板上部，太阳能板电性连接蓄电池。

Images