CN221280399U - 基于水流能量自持的航道信息实时发布装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，包括监测部分和供电部分，所述监测部分包括基座，所述基座的顶部固定有支柱，所述支柱的顶部固定有工控机，工控机通过信号线与屏幕相连，屏幕通过连接座固定在支柱上；所述支柱通过连接座固定有高清摄像头，高清摄像头与水尺相配合并采集水尺的图像信息，高清摄像头通过信号线与用于对图像信息进行处理的信息处理器相连，信息处理器固定在支柱上；所述供电部分包括连接在基座下方的变电器，变电器的底部设置有导杆，导杆上滑动安装有浮子，浮子的内部安装有发电机，发电机的主轴与水轮机叶片相连并进行发电。能够实时监测水位、流量和流速信息，并能够持续给装置提供电能。

Description

基于水流能量自持的航道信息实时发布装置

技术领域

本实用新型属于航道监测技术领域，具体为基于水流能量自持的航道信息实时发布装置。

背景技术

航道信息检测装置指能够测量航道各类水文信息的设备，对船舶在航道中航行的安全性有很大帮助。航道信息一般包括航道的水深，水流的流速和流量等。

现有的固定式航道信息监测设备有雷达式测深仪，超声波测速仪，手持式流速表等，例如，公告号CN213209181U的中国实用新型专利，公开了“一种水运航道监测装置”，此装置使用齿轮连接导杆，在导杆下方固定浮筒，随着水位的变化，浮筒带动导杆上下移动进而带动齿轮转动。齿轮一端安装有转动传感器，通过对齿轮转动量的监测进而实现对水位的测量。此种航道信息监测装置只能监测航道水位，因而不能全面反映航道的流量，流速等水文信息，且在供能方式方面，采用导线连接电源，没有能量自给装置。此外，通过机械装置测量航道的水位，在精度方面有一定的欠缺。

故总结如下：

一、能量供给方面：现有的固定式航道监测装置一般有三种能量供给方式，第一种为上述提到的导线连接固定电源，此种方式需要占用额外的电源，因而受电源稳定性的影响较大；第二种为太阳能发电；第三种为风能发电；上述发电装置在能量供给的稳定性方面有一定的欠缺，受天气等自然因素影响较大；

二、监测项目方面：现有的技术设备一般只能同时监测一种水文信息，例如流速，流量等，不能全面的反映船舶航行所需的通航信息，因此功能上不够完善；

三、信息反馈方面：现有设备一般通过信息回传将检测到的信息传输至数据中心，数据中心再将信息统一发布至航行船舶，有一定的时间差，不能做到信息实时反馈。

为此，提出一种固定式基于水流发电能量自持的航道信息实时发布装置。

实用新型内容

为解决当前存在技术问题，本实用新型的主要目的在于提供基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，通过采用此装置有效解决现有测量技术能量供给方式不稳定，信息种类不够完善，信息发布不够及时等问题；能够实时监测水位、流量和流速信息，并能够持续给装置提供电能。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，包括监测部分和供电部分，所述监测部分包括基座，所述基座的顶部固定有支柱，所述支柱的顶部固定有工控机，工控机通过信号线与屏幕相连，屏幕通过连接座固定在支柱上；

所述支柱通过连接座固定有高清摄像头，高清摄像头与水尺相配合并采集水尺的图像信息，高清摄像头通过信号线与用于对图像信息进行处理的信息处理器相连，信息处理器固定在支柱上；

所述供电部分包括连接在基座下方的变电器，变电器的底部设置有导杆，导杆上滑动安装有浮子，浮子的内部安装有发电机，发电机的主轴与水轮机叶片相连并进行发电。

所述基座材质为混凝土，用于固定装置的主体并放置电池，所述电池与变电器相连以储存电能；所述电池通过导线同时与工控机、屏幕、高清摄像头和信息处理器相连并提供电能。

所述支柱采用金属杆裁剪制作而成。

所述变电器上设置有出线管，出线管的内部引出电线，并通过进线管引入到基座内部的电池，进线管设置在基座上。

所述浮子通过金属环滑动安装在导杆上并随着水位变化而自动升降以自动调节高度；所述导杆的底端插装固定在河床上。

所述屏幕、高清摄像头、信息处理器与支柱之间采用螺栓连接。

本实用新型有如下有益效果：

1、本实用新型装置能够有效解决现有测量技术能量供给方式不稳定，信息种类不够完善，信息发布不够及时等问题；能够实时监测水位、流量和流速信息，并能够持续给装置提供电能。

2、本实用新型能够自动调节高度的水轮发电机组，一般的河流在丰水期和枯水期水位波动较大，因此需要设计一种能够适应各种水位的水轮发电机组。通过将连接水轮发电机组的浮子通过金属环固定在左右两侧竖向支柱上，支柱底端固定于河床上，当水位变化时，浮子可以在导轨中间上下移动，从而达到自动根据水位调节高低的目的。

3、本实用新型采用两根支柱固定浮子，目的为提高浮子的稳定性，不随波浪而左右摆动；浮子通过固定绳和导线连接至基座，导线与固定绳长度均根据水位波动情况留有一定的余量。

4、本实用新型通过固定于浮子内部的小型励磁发电机，通过水流带动水轮机叶片转动，进而带动发电机内部的转子转动，达到自动发电的目的。发电机与基座内部的电池组采用导线连接，并根据水位波动情况留有一定的余量，上述所有部分均经过防水处理，保证了系统运行的安全性。

5、本实用新型通过高清摄像头实时采集水尺水位信息，经信息处理模块对历史水位数据的分析，建立水位到流量和水位到流速的映射函数，自动计算航道的流量和流速。

6、本实用新型在信息计算完毕后，可以通过装置外置的屏幕将信息实时显示出来，保证航道信息的准确性和时效性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型三维图。

图2为本实用新型主视图。

图3为本实用新型侧视图。

图4为本实用新型俯视图。

图中：工控机1、支柱2、屏幕3、高清摄像头4、信息处理器5、基座6、变电器7、导杆8、浮子9、水轮机叶片10、出线管11、进线管12、水尺13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-4所示，基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，包括监测部分和供电部分，所述监测部分包括基座6，所述基座6的顶部固定有支柱2，所述支柱2的顶部固定有工控机1，工控机1通过信号线与屏幕3相连，屏幕3通过连接座固定在支柱2上；所述支柱2通过连接座固定有高清摄像头4，高清摄像头4与水尺13相配合并采集水尺的图像信息，高清摄像头4通过信号线与用于对图像信息进行处理的信息处理器5相连，信息处理器5固定在支柱2上；所述供电部分包括连接在基座6下方的变电器7，变电器7的底部设置有导杆8，导杆8上滑动安装有浮子9，浮子9的内部安装有发电机，发电机的主轴与水轮机叶片10相连并进行发电。通过采用此装置有效解决现有测量技术能量供给方式不稳定，信息种类不够完善，信息发布不够及时等问题；能够实时监测水位、流量和流速信息，并能够持续给装置提供电能。

进一步的，所述基座6材质为混凝土，用于固定装置的主体并放置电池，所述电池与变电器7相连以储存电能；所述电池通过导线同时与工控机1、屏幕3、高清摄像头4和信息处理器5相连并提供电能。通过采用上述的基座6能够用于对整个装置进行有效的固定和安装。基座6底部做找平处理，内部铺设防水胶与防水幕布，与支柱采用刚性连接。

进一步的，所述支柱2采用金属杆裁剪制作而成。考虑到靠近航道较为潮湿，支柱2表面裸露部分做防锈处理。

进一步的，所述变电器7上设置有出线管11，出线管11的内部引出电线，并通过进线管12引入到基座6内部的电池，进线管12设置在基座6上。通过上述的出线管11和进线管12保证变电器7和基座6的电相连。

进一步的，所述浮子9通过金属环滑动安装在导杆8上并随着水位变化而自动升降以自动调节高度；所述导杆8的底端插装固定在河床上。通过上述的结构，当水位变化时，浮子可以在导轨中间上下移动，从而达到自动根据水位调节高低的目的。本实用新型采用两根导杆8固定浮子，目的为提高浮子的稳定性，不随波浪而左右摆动；浮子通过固定绳和导线连接至基座，导线与固定绳长度均根据水位波动情况留有一定的余量；固定于浮子内部的小型励磁发电机，通过水流带动水轮机叶片转动，进而带动发电机内部的转子转动，达到自动发电的目的。发电机与基座内部的电池组采用导线连接，并根据水位波动情况留有一定的余量，上述所有部分均经过防水处理。

进一步的，所述屏幕3、高清摄像头4、信息处理器5与支柱2之间采用螺栓连接。通过上述的连接方式能够实现可拆卸连接。

本实用新型的工作过程和原理：

步骤一，供电部分的组装连接：

安装用于发电的导杆8、浮子9、发电机、水轮机叶片10和变电器7，并引出用于供电的电线；

步骤二，监测部分的组装连接：

布置基座6，在基座6的顶部固定支柱2，在支柱2上安装屏幕3、高清摄像头4、信息处理器5和工控机1，并通过信号线将高清摄像头4与信息处理器5和工控机1相连，将信息处理器5通过信号线与工控机1相连，将工控机1通过信号线与屏幕3相连：

步骤三，供电部分和监测部分的电相连：

将变电器7通过信号线与基座6内部的电池相连，将电池与工控机1、屏幕3、高清摄像头4和信息处理器5相连；

步骤四，航道信息的实时监测：

通过高清摄像头4采集水尺13的图像信息，并将图像信息传输至工控机1，通过工控机1内置的图像算法自动识别水尺13的读数得到水位；通过信息处理器5根据历史观测结果，建立水位到流速、水位到流量的映射函数，根据水位到流量和水位到流速映射函数，并结合实时采集到的水位，计算实时流量和流速；

步骤五，航道信息的实时发布：

通过信息处理器5计算得到实时流量和流速之后，通过屏幕3实时显示水位、流速和流量信息；

步骤六，装置的持续供电运行：

浮子9通过金属环滑动套装在左右两侧竖向导杆8上，导杆8底端固定于河床上，当水位变化时，浮子9在导杆8中间上下移动，从而达到自动根据水位调节高低的目的，浮子9通过固定绳和导线连接至基座6，导线与固定绳长度均根据水位波动情况留有一定的余量；

固定于浮子9内部的小型励磁发电机，通过水流带动水轮机叶片10转动，进而带动发电机内部的转子转动，达到自动发电的目的，并持续为装置进行供电。

Claims (6)

1.基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，其特征在于，包括监测部分和供电部分，所述监测部分包括基座（6），所述基座（6）的顶部固定有支柱（2），所述支柱（2）的顶部固定有工控机（1），工控机（1）通过信号线与屏幕（3）相连，屏幕（3）通过连接座固定在支柱（2）上；

所述支柱（2）通过连接座固定有高清摄像头（4），高清摄像头（4）与水尺（13）相配合并采集水尺的图像信息，高清摄像头（4）通过信号线与用于对图像信息进行处理的信息处理器（5）相连，信息处理器（5）固定在支柱（2）上；

所述供电部分包括连接在基座（6）下方的变电器（7），变电器（7）的底部设置有导杆（8），导杆（8）上滑动安装有浮子（9），浮子（9）的内部安装有发电机，发电机的主轴与水轮机叶片（10）相连并进行发电。

2.根据权利要求1所述基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，其特征在于：所述基座（6）材质为混凝土，用于固定装置的主体并放置电池，所述电池与变电器（7）相连以储存电能；所述电池通过导线同时与工控机（1）、屏幕（3）、高清摄像头（4）和信息处理器（5）相连并提供电能。

3.根据权利要求1所述基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，其特征在于：所述支柱（2）采用金属杆裁剪制作而成。

4.根据权利要求2所述基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，其特征在于：所述变电器（7）上设置有出线管（11），出线管（11）的内部引出电线，并通过进线管（12）引入到基座（6）内部的电池，进线管（12）设置在基座（6）上。

5.根据权利要求1所述基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，其特征在于：所述浮子（9）通过金属环滑动安装在导杆（8）上并随着水位变化而自动升降以自动调节高度；所述导杆（8）的底端插装固定在河床上。

6.根据权利要求1所述基于水流能量自持的航道信息实时发布装置，其特征在于：所述屏幕（3）、高清摄像头（4）、信息处理器（5）与支柱（2）之间采用螺栓连接。