RU195000U1 - OFFLINE METER OF HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF WATER OBJECTS GSA-1 - Google Patents
OFFLINE METER OF HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF WATER OBJECTS GSA-1 Download PDFInfo
- Publication number
- RU195000U1 RU195000U1 RU2019124023U RU2019124023U RU195000U1 RU 195000 U1 RU195000 U1 RU 195000U1 RU 2019124023 U RU2019124023 U RU 2019124023U RU 2019124023 U RU2019124023 U RU 2019124023U RU 195000 U1 RU195000 U1 RU 195000U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- meter
- microcontroller
- water
- hydrological
- hydrochemical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области приборостроения и предназначена для измерения физико-химических характеристик водных объектов. Автономный измеритель гидрологических и гидрохимических характеристик водного объекта, подключенный к внешнему блоку электропитания, содержит снабженный элементами крепления на местности и защитой от атмосферных воздействий корпус, установленный в корпусе блок измерения уровня воды на основе измерителя расстояний до водной поверхности.Измеритель оборудован часами текущего времени, блоком чтения/записи информации, подключенным к микроконтроллеру и к запоминающему устройству на базе карты SD/microSD, а также USB-портом для оперативного программирования микроконтроллера и снятия накопленной информации, причем микроконтроллер имеет возможность по двунаправленным электрическим линиям, заключенным в гибкую водонепроницаемую оболочку, принимать информацию от датчиков температуры, скорости речного потока, кислотности, окислительно-восстановительного потенциала и мутности воды, размещенных непосредственно в измеряемой среде, усредняя цифровые сигналы датчиков за период измерений при их записи в запоминающем устройстве. 4 з.п. ф-лы; 3 ил.The utility model relates to the field of instrumentation and is intended to measure the physicochemical characteristics of water bodies. A stand-alone meter of the hydrological and hydrochemical characteristics of a water body, connected to an external power supply unit, contains a body equipped with fasteners on the ground and weatherproof, a water level measuring unit installed in the body based on a distance meter to the water surface. The meter is equipped with a current time clock, unit reading / writing information connected to the microcontroller and to a storage device based on an SD / microSD card, as well as a USB port for operational programming of the microcontroller and taking the accumulated information, the microcontroller being able to receive information from temperature sensors, river flow rates, acidity, redox potential and turbidity of water placed directly in the measured medium by bi-directional electric lines enclosed in a flexible waterproof shell, averaging digital sensor signals for the measurement period when they are recorded in the storage device. 4 s.p. f-ly; 3 ill.
Description
Полезная модель относится к области приборостроения. Настоящая полезная модель предназначена для измерения физико-химических характеристик водных объектов.The utility model relates to the field of instrumentation. This utility model is intended to measure the physicochemical characteristics of water bodies.
Известен уровнемер, содержащий немагнитную трубу, поплавок, поршень, расположенный в трубе, измеритель разности давлений над поршнем и под ним и две дополнительные емкости [1].A known level gauge containing a non-magnetic pipe, a float, a piston located in the pipe, a pressure difference meter above and below the piston, and two additional containers [1].
Недостаток данного уровнемера заключается в том, что он не обеспечивает передачу информации на значительное расстояние, не обеспечивает процесс измерения в автоматическом режиме, а также обладает низкой точностью и надежностью. The disadvantage of this level gauge is that it does not provide information transmission over a considerable distance, does not provide the measurement process in automatic mode, and also has low accuracy and reliability.
Известно устройство для измерения уровня жидкости, которое содержит вертикально установленную трубу и преобразовательный элемент [2].A device for measuring the liquid level, which contains a vertically mounted pipe and a transducer element [2].
Основным недостатком известного устройства является низкая надежность работы преобразовательного элемента и потеря информации в результате частого нарушения электрического контакта между линейным резистивным элементом и подвижным токосъемным движком.The main disadvantage of the known device is the low reliability of the converter element and the loss of information as a result of frequent disruption of electrical contact between the linear resistive element and the movable slip ring motor.
Известно устройство на основе лазера для измерения расстояния до совместной цели и/или уровня жидкости, которое включает в себя блок лазерного диода, содержащий лазерный диод и фотодиод, который испускает свет на линзу, образующую коллимированный луч, падающий на поплавок, который покрыт отражающей лентой на его верхней поверхности, при этом луч отражается от поплавка назад к блоку лазерного диода, побуждая блок передавать сигнал, имеющий импульсы величины на линии в схему измерения уровня жидкости, соответствующий расстоянию до поплавка [3].A laser-based device is known for measuring the distance to a joint target and / or liquid level, which includes a laser diode unit containing a laser diode and a photodiode that emits light on a lens forming a collimated beam incident on a float that is covered with a reflective tape on its upper surface, while the beam is reflected from the float back to the laser diode unit, causing the unit to transmit a signal having pulses of magnitude on the line to the liquid level measurement circuit corresponding to the distance to the float a [3].
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и низкая точность измерения. The disadvantages of the known device are the design complexity and low measurement accuracy.
Известно устройство для измерения уровня воды в водоемах [4], выбранный в качестве прототипа. Устройство включает вертикально расположенную трубу, в нижней части которой размещено отверстие для подвода воды в полость трубы, при этом внутри трубы размещен свободно плавающий поплавок, который выполнен в виде пологого или сплошного диска, перекрывающего сечение трубы по внутреннему его контуру с зазором, а также размещенный в верхней части трубы измеритель расстояния, зондирующий луч которого направлен, преимущественно, на центральную часть плавающего в воде диска.A device for measuring the level of water in reservoirs [4], selected as a prototype. The device includes a vertically arranged pipe, in the lower part of which there is a hole for supplying water to the pipe cavity, while a freely floating float is placed inside the pipe, which is made in the form of a flat or solid disk, overlapping the pipe section along its inner contour with a gap, and also placed in the upper part of the pipe is a distance meter, the probe beam of which is directed mainly to the central part of the disk floating in the water.
Недостатками известного устройства является обязательное наличие лазерного уровнемера, при использовании которого не допускается отклонение трубы от перпендикулярного положения, также размер устройства ограничивает его автономную эксплуатацию в период половодья на некоторых водных объектах. Кроме того, установка свай на водных объектах иногда довольно затруднительна, в особенности на песчаном или каменистом дне. К недостаткам также можно отнести габариты и вес устройства, а также способ передачи информации.The disadvantages of the known device is the obligatory presence of a laser level gauge, when using which it is not allowed to deviate the pipe from a perpendicular position, and the size of the device limits its autonomous operation during floods in some water bodies. In addition, the installation of piles on water bodies is sometimes quite difficult, especially on a sandy or rocky bottom. The disadvantages also include the dimensions and weight of the device, as well as the method of transmitting information.
Задачей настоящей полезной модели является разработка автономного измерителя гидрологических и гидрохимических характеристик водных объектов, который позволит сократить время и денежные средства на получение измеряемых характеристик за счёт автономности устройства, ликвидировать погрешность, связанную с человеческим фактором, и эффективно тратить время специалиста. Помимо этого, за счёт подключаемых модулей, одно устройство может решать разные задачи на разных водных объектах. The objective of this utility model is to develop an autonomous meter for the hydrological and hydrochemical characteristics of water bodies, which will reduce the time and money to obtain the measured characteristics due to the autonomy of the device, eliminate the error associated with the human factor, and effectively spend the time of a specialist. In addition, due to the plug-ins, one device can solve different problems at different water bodies.
Поставленная задача решается тем, что автономный измеритель гидрологических и гидрохимических характеристик водного объекта, подключенный к внешнему блоку электропитания содержит снабженный элементами крепления на местности и защитой от атмосферных воздействий корпус, установленный в корпусе блок измерения уровня воды на основе измерителя расстояний. В отличие от прототипа он оборудован датчиками температуры, скорости речного потока, кислотности или окислительно-восстановительного потенциала, мутности, часами текущего времени, микроконтроллером, усредняющим цифровой сигнал датчиков за период измерений, и через блок чтения/записи передающим показатели в память носителя информации, а также оборудован USB-портом для снятия информации и программирования микроконтроллера, при этом упомянутые датчики размещены в измеряемой среде и подключены к микроконтроллеру двунаправленными электрическими линиями, заключенными в гибкую водонепроницаемую оболочку. В заявляемой полезной модели измеритель расстояний выполнен на основе ультразвукового источника и приёмника сигнала, дополнительно содержит калибровочный датчик температуры воздуха. Автономный измеритель дополнительно содержит выключатель электропитания и индикатор включения устройства, газоанализатор, подключенный к микроконтроллеру.The problem is solved in that a stand-alone meter of the hydrological and hydrochemical characteristics of a water body connected to an external power supply unit contains a body equipped with fasteners on the ground and weatherproof, a water level measuring unit based on a distance meter installed in the body. Unlike the prototype, it is equipped with sensors for temperature, river flow rate, acidity or redox potential, turbidity, a clock of the current time, a microcontroller averaging the digital signal of the sensors for the measurement period, and transmitting readings to the memory of the information carrier via a read / write unit, and it is also equipped with a USB port for recording information and programming the microcontroller, while the mentioned sensors are located in the measured medium and are connected to the microcontroller by bi-directional electric cal lines enclosed in a flexible waterproof membrane. In the claimed utility model, the distance meter is made on the basis of an ultrasonic source and a signal receiver, further comprises a calibration air temperature sensor. The stand-alone meter further comprises a power switch and an indicator for turning on the device, a gas analyzer connected to the microcontroller.
Заявляемое устройство работает следующим образом: The inventive device operates as follows:
Микроконтроллер находится в состоянии ожидания заданный промежуток времени, по истечении которого происходит считывание даты/времени и производятся измерения характеристик водного объекта с помощью подключенных датчиков, чей преобразованный цифровой сигнал поступает на микроконтроллер, усредняется и записывается на носитель информации.The microcontroller is in the standby state for a specified period of time, after which the date / time is read and the characteristics of the water body are measured using the connected sensors, whose converted digital signal is fed to the microcontroller, averaged and recorded on the storage medium.
Период считывания информации с датчиков может меняться, от чего зависит энергоэффективность устройства. В среднем этот период составляет 100 секунд, что нивелирует погрешность в измерениях. Полученные данные отображаются в виде таблицы с датой, временем, и усредненным показателями подключенных к устройству датчиков.The period of reading information from sensors can vary, which determines the energy efficiency of the device. On average, this period is 100 seconds, which eliminates the measurement error. The received data is displayed in the form of a table with the date, time, and averaged indicators of the sensors connected to the device.
На фиг. 1 показана конструкция заявляемой полезной модели. Полезная модель содержит блок электропитания 1, корпус прибора 2, выключатель электропитания 3, индикатор включения 4, карту памяти (SD/microSD) 5, блок чтения/записи 6, микроконтроллер 7, модуль текущего времени (часы) 8, USB порт 9, калибровочный термометр 10, измеритель уровня воды 11, газовый анализатор 12, источник и приёмник сигнала 13, датчик температуры 14, измеритель скорости речного потока 15, датчик pH или Eh 16, датчик мутности 17.In FIG. 1 shows the design of the claimed utility model. The utility model contains a
На фиг. 2 представлена 3D модель корпуса заявляемого устройства (ГСА). В данном случае заявленная полезная модель предусматривает, помимо ультразвукового сенсора и калибровочного датчика температуры, подключение одного дополнительного модуля, под номером 14-17 в представленной формуле. С помощью крепежных отверстий устройство размещается над поверхностью воды, регистрируя колебания уровня воды. Для установки устройства можно использовать конструкции – мосты, причалы, и т.д. Также возможна установка направляющей перпендикулярной или параллельной уровню воды сваи или рейки, в зависимости от времени года, грунта и технической оснащенности. Для размещения модулей 14-17 можно использовать плавучую платформу, также можно закрепить датчик с помощью любого крепежа на необходимом уровне. В качестве блока питания можно использовать аккумуляторы, батарейки, или же подключить устройство непосредственно к сети электропитания. При достаточной емкости аккумуляторов, можно эксплуатировать устройство круглый год и непрерывно регистрировать колебания уровня, строить гидрографы стока, а также продлять ряд гидрологических наблюдений на аналогичных исследуемых объектах с недостаточным количеством данных наблюдений. In FIG. 2 presents a 3D model of the housing of the claimed device (GAW). In this case, the claimed utility model provides, in addition to the ultrasonic sensor and the calibration temperature sensor, the connection of one additional module, under the number 14-17 in the presented formula. Using mounting holes, the device is placed above the surface of the water, registering fluctuations in water level. To install the device, you can use structures - bridges, moorings, etc. It is also possible to install a guide perpendicular or parallel to the water level of a pile or rail, depending on the season, soil and technical equipment. To place modules 14-17, you can use a floating platform, you can also fix the sensor using any fasteners at the required level. As a power supply, you can use batteries, batteries, or connect the device directly to the mains. With sufficient battery capacity, it is possible to operate the device all year round and continuously record level fluctuations, build flow hydrographs, and also extend a series of hydrological observations at similar objects under study with an insufficient amount of observation data.
Полученный результат отображается в табличном виде и легко преобразуется в графический вид. На фиг. 3 показан вариант вывода данных.The result obtained is displayed in tabular form and is easily converted into a graphical view. In FIG. 3 shows a data output option.
Результат записывается на стандартную карту памяти, что минимизирует время на получение информации. Период наблюдений, время между наблюдениями можно варьировать в зависимости от требований к исследованию. Для наблюдения за реками рекомендуется регистрировать показатели 2 раза в сутки – в 8:00 и 20:00 по местному времени, для возможного сопоставления данных с результатами на сетях РОСГИДРОМЕТ. The result is recorded on a standard memory card, which minimizes the time to receive information. The period of observation, the time between observations can vary depending on the requirements for the study. To monitor the rivers, it is recommended to record
Заявляемая полезная модель позволит сократить время и денежные средства на получение информации о гидрологических и гидрохимических характеристиках водных объектов, ликвидировать погрешность, связанную с человеческим фактором, и эффективно тратить время специалиста. Помимо этого, за счёт подключаемых модулей, одно устройство может решать разные задачи на разных водных объектах.The inventive utility model will reduce the time and money to obtain information about the hydrological and hydrochemical characteristics of water bodies, eliminate the error associated with the human factor, and effectively spend the time of a specialist. In addition, due to the plug-ins, one device can solve different problems at different water bodies.
Источники информации:Sources of information:
1. патент РФ № 2006001, МПК G01F23/72, опубл. 15.01.1994 г.1. RF patent No. 2006001, IPC G01F23 / 72, publ. 01/15/1994
2. патент РФ № 2029922, МПК G01F23/72, опубл. 27.02.1995 г.2. RF patent No. 2029922, IPC G01F23 / 72, publ. 02/27/1995 g.
3. патент РФ № 2101731, МПК G01S 17/32, опубл. 10.01.1998 г.3. RF patent No. 2101731, IPC
4. патент РФ № 2627569, МПК G01F23/68, G01F23/28, G01F23/292, опубл. 08.08.2017 г.4. RF patent No. 2627569, IPC G01F23 / 68, G01F23 / 28, G01F23 / 292, publ. 08/08/2017
Claims (5)
1. Автономный измеритель гидрологических и гидрохимических характеристик водного объекта на основе микроконтроллера с функцией сбора, обработки и передачи информации, подключенный к внешнему блоку электропитания, содержащий снабженный элементами крепления на местности и защитой от атмосферных воздействий корпус, установленный в корпусе блок измерения уровня воды на основе измерителя расстояний до водной поверхности, отличающийся тем, что он оборудован часами текущего времени, блоком чтения/записи информации, подключенным к микроконтроллеру и к запоминающему устройству на базе карты SD/microSD, а также USB-портом для оперативного программирования микроконтроллера и снятия накопленной информации, причем микроконтроллер имеет возможность по двунаправленным электрическим линиям, заключенным в гибкую водонепроницаемую оболочку, принимать информацию от датчиков температуры, скорости речного потока, кислотности, окислительно-восстановительного потенциала и мутности воды, размещенных непосредственно в измеряемой среде, усредняя цифровые сигналы датчиков за период измерений при их записи в запоминающем устройстве.
1. A stand-alone meter for the hydrological and hydrochemical characteristics of a water body based on a microcontroller with the function of collecting, processing and transmitting information, connected to an external power supply unit, comprising a body equipped with fasteners on the ground and weatherproof, a water level measuring unit based on distance meter to the water surface, characterized in that it is equipped with a clock of the current time, a read / write information unit connected to a microcon to the controller and to a memory device based on an SD / microSD card, as well as a USB port for online programming of the microcontroller and taking accumulated information, the microcontroller being able to receive information from temperature sensors and river flow sensors via bi-directional electric lines enclosed in a flexible waterproof shell , acidity, redox potential and turbidity of water placed directly in the measured medium, averaging the digital signals of the sensors for the period measured ny when they are recorded in the storage device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124023U RU195000U1 (en) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | OFFLINE METER OF HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF WATER OBJECTS GSA-1 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124023U RU195000U1 (en) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | OFFLINE METER OF HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF WATER OBJECTS GSA-1 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU195000U1 true RU195000U1 (en) | 2020-01-13 |
Family
ID=69167309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019124023U RU195000U1 (en) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | OFFLINE METER OF HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF WATER OBJECTS GSA-1 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU195000U1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050005827A (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-15 | 주식회사 드림바이오스 | Under web base remote unmanned medium and small size the all type integrated system where the thought decisive system for the sewage and waste water management place for facility watch control water measurement and to the process optimum control |
RU75042U1 (en) * | 2007-12-24 | 2008-07-20 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук | ON-BOARD MEASURING COMPLEX OF WATER PARAMETERS |
RU102263U1 (en) * | 2010-09-29 | 2011-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | WATER ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM TO ENSURE SAFETY OF MARINE ACTIVITIES |
RU2499248C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-11-20 | Олег Иванович Абрамов | Complex of environmental monitoring of water facilities |
RU2627569C1 (en) * | 2016-04-20 | 2017-08-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ФГБУ "ВГИ") | Device for measuring water level in reservoirs |
US10150680B1 (en) * | 2015-01-05 | 2018-12-11 | Sutro Connect Inc. | Water monitoring device and method |
-
2019
- 2019-07-30 RU RU2019124023U patent/RU195000U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050005827A (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-15 | 주식회사 드림바이오스 | Under web base remote unmanned medium and small size the all type integrated system where the thought decisive system for the sewage and waste water management place for facility watch control water measurement and to the process optimum control |
RU75042U1 (en) * | 2007-12-24 | 2008-07-20 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук | ON-BOARD MEASURING COMPLEX OF WATER PARAMETERS |
RU102263U1 (en) * | 2010-09-29 | 2011-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | WATER ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM TO ENSURE SAFETY OF MARINE ACTIVITIES |
RU2499248C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-11-20 | Олег Иванович Абрамов | Complex of environmental monitoring of water facilities |
US10150680B1 (en) * | 2015-01-05 | 2018-12-11 | Sutro Connect Inc. | Water monitoring device and method |
RU2627569C1 (en) * | 2016-04-20 | 2017-08-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ФГБУ "ВГИ") | Device for measuring water level in reservoirs |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8825430B2 (en) | Differential pressure systems and methods for measuring hydraulic parameters across surface water-aquifer interfaces | |
MX2009011781A (en) | Device for the remote monitoring in real time of the fuel level and position in a vehicle. | |
CN111189512A (en) | Device and method for measuring liquid level and refractive index of transparent liquid based on laser ranging | |
CN201622097U (en) | Ultrasonic gasoline tank oil level sensor | |
CN201724759U (en) | Device capable of rapidly acquiring seawater temperature-depth cross-sectional data | |
CN101846515A (en) | Device capable of quickly getting depth profile data of sea water temperature | |
EP0429687B1 (en) | Improvements relating to installations for measuring liquid depth | |
RU195000U1 (en) | OFFLINE METER OF HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF WATER OBJECTS GSA-1 | |
CN202928654U (en) | Photographing type electronic water gauge device | |
CN206974511U (en) | A kind of ultrasonic water level gauge for adapting to water level fluctuation | |
CN205448987U (en) | Structural distortion who utilizes laser sensors measures and collection system | |
CN114720663A (en) | Laser, photosensitive and ultrasonic three-phase fusion survey pin device and method | |
CN203587187U (en) | Magnetic induction float water level gauge | |
CN209857921U (en) | Double-well tide gauge calibrating device | |
CN201163210Y (en) | Ultrasound liquid level instrument | |
CN217980288U (en) | Grating level gauge | |
CN117516660A (en) | Self-recording water level gauge | |
Rocha et al. | Wave Profile and Tide Monitoring System for Scalable Implementation | |
CN203443639U (en) | Water column type electronic water gauge | |
CN219162370U (en) | Double-film gas storage cabinet radar range finder | |
CN221078690U (en) | Special cableway type ultrasonic Doppler flow measurement system for hydrology | |
CN221685573U (en) | Self-generating ultrasonic water meter with turbine rotation comparison mechanism | |
Armstrong et al. | Coastal change processes project data report for oceanographic observations near Fire Island, New York, February through May 2014 | |
AANDERAA Instruments | AANDERAA RCM documentation | |
RU2812614C1 (en) | Method for measuring average water level in open reservoirs and device for its implementation |