CN106895891A - 流量监测装置及水文监测装置 - Google Patents

流量监测装置及水文监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种流量监测装置及水文监测装置，涉及水文设备技术领域，流量监测装置包括流速检测模块、距离获取模块和升降组件；所述流速检测模块用于检测水流的流速；所述距离获取模块用于获取所述流速检测模块与水面之间的距离；所述流速检测模块安装在所述升降组件上，所述升降组件用于在流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离不对应时，带动所述流速检测模块升降。本发明提供的流量监测装置，能够在水体深度变化时，及时调整流速检测模块与水面之间的距离，提高计算断面平均流速等水文监测数据的准确性，从而降低水文监测数据的误差，有效地提高水文监测数据的准确性。

Description

流量监测装置及水文监测装置
技术领域
本发明涉及水文设备技术领域，一种流量监测装置，以及一种具有该流量监测装置的水文监测装置。
背景技术
水文监测是指通过科学方法对自然界水的时空分布、变化规律进行监控、测量、分析以及预警等的一个复杂而全面的***工程，是一门综合性学科。水文监测装置适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、流速、降雨、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等，在城市防洪调度和水资源管理保护中发挥不可替代的作用。
流速仪是水文监测装置中较常用的一种设备。流速仪是测量河流、湖泊和渠道等水体的水流速度的仪器，流速仪能够测量流速仪所在位置的水流的流速。利用水流的流速，可以根据数学模型将水流的流速换算为断面平均流速，再利用断面面积，即可以计算出断面上的水流的流量值，从而监测水流情况。
利用水流的流速计算断面平均流速的准确性，受到流速仪安装位置的影响。根据相关测量水流的流量的规范，流量仪与水面之间需要保持适合的距离，才能保证计算断面平均流速的准确性。然而现有技术中，流速仪固定安装在一定位置，随着水深的增高或降低，流速仪与水面的距离也不断变化，导致计算断面平均流速等水文监测数据的准确性下降，增大了水文监测数据的误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流量监测装置，以解决现有技术中的水文监测数据误差较大的技术问题。
本发明提供一种流量监测装置，包括流速检测模块、距离获取模块和升降组件；
所述流速检测模块用于检测水流的流速；
所述距离获取模块用于获取所述流速检测模块与水面之间的距离；
所述流速检测模块安装在所述升降组件上，所述升降组件用于在流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离不对应时，带动所述流速检测模块升降。
进一步地，所述升降组件包括相互连接的驱动部和支撑件；
所述驱动部用于驱动所述支撑件沿竖直方向运动；
所述流速检测模块安装在所述支撑件上。
进一步地，所述升降组件还包括竖直设置的至少一个立柱，所述立柱上设置有竖直的导向槽；所述支撑件上具有凸块，所述凸块与所述导向槽滑动连接。
进一步地，所述驱动部包括电机；
升降组件还包括传动部，所述传动部包括第一齿轮、第二齿轮和传动链，所述第一齿轮和所述第二齿轮通过所述传动链啮合；
所述第一齿轮固定套设在所述电机的输出轴上，所述支撑件设置在所述传动链上。
进一步地，所述电机上设有防水罩。
进一步地，所述流量监测装置还包括太阳能电池板；
所述流速检测模块和所述距离获取模块分别与所述太阳电池板连接。
进一步地，所述流速检测模块为声学多普勒流速仪。
本发明的目的还在于提供一种水文监测装置，包括根据本发明所述的流量监测装置。
进一步地，所述水文监测装置包括水深检测模块；所述水文监测装置还包括水深检测模块，所述水深检测模块用于检测水体的深度。
进一步地，所述水文监测装置还包括水温检测模块，所述水文检测模块用于检测水体的水温。
本发明提供的流量监测装置，包括流速检测模块、距离获取模块和升降组件；所述流速检测模块用于检测水流的流速；所述距离获取模块用于获取所述流速检测模块与水面之间的距离；所述流速检测模块安装在所述升降组件上，所述升降组件用于在流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离不对应时，带动所述流速检测模块升降。升降组件可以在水体深度变化时，带动流速检测模块升降，以使流速检测模块与水面之间距离与预设的距离相对应。当水体深度升高时，升降组件带动流速检测模块上升，以使流速检测模块与水面保持预设的距离；当水体深度降低时，升降组件带动流速检测模块下降，以使流速检测模块与水面保持预设的距离。本发明提供的流量监测装置，能够在水体深度变化时，及时调整流速检测模块与水面之间的距离，提高计算断面平均流速等水文监测数据的准确性，从而降低水文监测数据的误差，有效地提高水文监测数据的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例提供的升降组件的主视图；
图2是本发明第一实施例提供的升降组件的结构示意图；
图3是本发明第二实施例提供的流量监测装置的结构示意图；
图4是本发明第三实施例提供的水文监测装置的结构示意图。
图标：1－流量监测装置；11－升降组件；111－驱动机构；1111－电机；1112－第一齿轮；1113－第二齿轮；1114－传动链；112－支撑件；113－立柱；114－底座；115－顶板；12－声学多普勒流速仪；2－水温检测模块；3－水深检测模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种流量监测装置及水文监测装置，下面给出多个实施例对本发明提供的流量监测装置及水文监测装置进行详细描述。
实施例1
本实施例提供的流量监测装置1，如图1至图2所示，包括流速检测模块、距离获取模块和升降组件11；流速检测模块用于检测水流的流速；距离获取模块用于获取流速检测模块与水面之间的距离；流速检测模块安装在升降组件11上，升降组件11用于在流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离不对应时，带动流速检测模块升降。
其中，流速检测模块用于检测水流的流速，流速检测模块可以为旋浆流速仪，也可以为超声波流速仪等任何适合的形式；距离获取模块用于获取流速检测模块与水面沿竖直方向上的距离，当水体的深度发生变化时，流速检测模块与水面沿竖直方向上的距离随之发生变化，造成流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离不对应，在流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离不对应时，升降组件11可以带动流速检测模块升降。例如当水体的深度升高时，升降组件11带动流速检测模块上升，以使流速检测模块与水面保持预设的距离；当水体深度降低时，升降组件11带动流速检测模块下降，以使流速检测模块与水面保持预设的距离。
本发明提供的流量监测装置1，包括流速检测模块、距离获取模块和升降组件11；流速检测模块用于检测水流的流速；距离获取模块用于获取流速检测模块与水面之间的距离；流速检测模块安装在升降组件11上，升降组件11用于在流速检测模块与水面沿竖直方向上的距离与预设的距离不对应时，带动流速检测模块升降。升降组件11可以在水体深度变化时，带动流速检测模块升降，以使流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离相对应。当水体深度升高时，升降组件11带动流速检测模块上升，以使流速检测模块与水面保持预设的距离；当水体深度降低时，升降组件11带动流速检测模块下降，以使流速检测模块与水面保持预设的距离。本发明提供的流量监测装置1，能够在水体深度变化时，及时调整流速检测模块与水面之间沿竖直方向上的距离，提高计算断面平均流速等水文监测数据的准确性，从而降低水文监测数据的误差，有效地提高水文监测数据的准确性。
本实施例提供的流量监测装置1中设有控制器和测距仪，测距仪用于测量水面与流速检测模块沿竖直方向上的距离，并将测出的距离信息传输至控制器，控制器根据接收到的距离信息与预设的距离相对比，在水面与流速检测模块沿竖直方向上的距离与预设的距离不对应时，控制升降组件11带动流速检测模块升降适合的距离，以使流速检测模块与水面保持预设的距离。
进一步地，升降组件11包括相互连接的驱动机构111和支撑件112；驱动机构111用于驱动支撑件112沿竖直方向运动；流速检测模块安装在支撑件112上。
其中，支撑件112可以为支撑板，也可以为支撑架等任意适合的形式，只要流速检测模块能够安装在支撑件112上即可。
其中，驱动机构111可以为电动推杆，也可以为液压缸等任意适合的形式，只要能够驱动支撑件112沿竖直方向运动即可。
进一步地，升降组件11还包括竖直设置的至少一个立柱113，立柱113上设置有竖直的导向槽；支撑件112上具有凸块，凸块与导向槽滑动连接，凸块能够沿导向槽的延伸方向滑动，当驱动机构111带动支撑件112沿竖直方向运动时，凸块沿导向槽滑动，导向槽能够起导向作用，使支撑件112沿竖直方向运动，降低运动过程中产生的晃动，提高使用的可靠性。
进一步地，驱动部包括电机1111；升降组件11还包括传动部，传动部包括第一齿轮1112、第二齿轮1113和传动链1114，第一齿轮1112和第二齿轮1113通过所述传动链1114啮合；第一齿轮1112固定套设在电机1111的输出轴上，支撑件112设置在传动链1114上。
其中，本实施例提供的流量监测装置1还设有底座114和顶板115，立柱113竖直设置在底座114和顶板115之间，电机1111设置在顶板115的上表面上，电机1111的输出轴与第一齿轮1112连接，电机1111的输出轴自转时能够带动第一齿轮1112自转，底座114的上表面上固定连接有一固定轴，第二齿轮1113套设在该固定轴上，第二齿轮1113能够绕该固定轴的轴线转动，第一齿轮1112和第二齿轮1113通过传动链1114啮合。当电机1111的输出轴自转时，能够带动第一齿轮1112自转，由于第一齿轮1112与第二齿轮1113通过传动链1114啮合，因此能够带动第二齿轮1113自转。
支撑件112的中部与传动链1114连接，传动链1114分别与支撑件112的上表面和下表面固定连接，支撑件112上的凸块与导向槽滑动连接，当电机1111的输出轴自转时，传动链1114能够带动支撑件112沿竖直方向运动，并且支撑件112上的凸块能够沿导向槽滑动。
使用时，将底座114安装在需要测量的水体的底部，并将顶板115露出于水面位于，使顶板115位于适合的高度，以防止电机1111进水。本实施例以检测模块与水面之间的预设距离为0.5m为例，说明流量监测装置1的使用过程。
使用时，流速检测模块能够不断检测水流的流速，并将水流的流速信息传输至控制器，测距仪不断检测水深检测模块3与水面之间的距离，并将二者之间的距离信息传输至控制器，电机1111的输出轴上设有角位移传感器，能够获取电机1111的输出轴的角位移信息，控制器能够获取该角位移信息，并通过该角位移信息计算出传动链1114沿竖直方向上的升降的高度，以获取流速检测模块所在位置的位置信息。当水体的深度发生变化时，测距仪检测到流速检测模块与水面之间的距离发生变化，将该信息传输至控制器，控制器判断流速检测模块与水面之间的距离与0.5m不对应，控制器控制电机1111启动，并控制电机1111的输出轴转动适合的角度，以带动流速检测模块升降至适合的位置。
例如，水体深度升高1m，测距仪检测到流速检测模块与水面之间的距离为1.5m，并将该信息传输至控制器，控制器控制电机1111启动，并控制电机1111的输出轴转动适合的角度，以带动流速检测模块升高1m，以保持流速检测模块与水面之间的距离为0.5m。
例如，水体深度降低1m，测距仪检测到流速检测模块位于水面之之上，二者之间距离0.5m，并将该信息传输至控制器，控制器控制电机1111启动，并控制电机1111的输出轴转动适合的角度，以带动流速检测模块降低1m，以保持流速检测模块与水面之间的距离为0.5m。
优选地，电机1111上设有防水罩。防止在使用过程中，电机1111进水，造成电机1111烧毁。
进一步地，流量监测装置1还包括太阳能电池板；流速检测模块和距离获取模块分别与太阳电池板连接。
流速检测模块和距离获取模块在使用时需要对其进行供电，设置太阳电池板，能够利用太阳能电池板为流速检测模块和水深检测模块3供电，能够节约电能。
实施例2
本实施例提供的流量监测装置1，如图3所示，包括流速检测模块、距离获取模块和升降组件11；流速检测模块用于检测水流的流速；距离获取模块用于获取流速检测模块与水面沿竖直方向上的距离；流速检测模块安装在升降组件11上，升降组件11用于在流速检测模块与水面沿竖直方向上的距离与预设的距离不对应时，带动流速检测模块升降。
其中，流速检测模块为声学多普勒流速仪12。声学多普勒流速仪12是运用多普勒原理，采用遥距测量的方式，对距离探头一定距离的采样点进行测量。
其中，本实施例使用的声学多普勒流速仪12，能够沿着水平方向发射超声波穿过水体可以测量水流的流速，并且该声学多普勒流速仪12中内置了获取断面平均流速的计算模块，能够根据声学多普勒流速仪12检测的水流流速计算出断面平均流速以及断面上的流量值等水文监测数据。
此外，该声学多普勒流速仪12还能够沿竖直方向发射超声波穿过水体可以测量水体的深度。
本实施例提供的流量监测装置1中还设有控制器，控制器能够接收水体的深度信息，并在流速检测模块上设有位置信息传感器，控制器能够接收位置信息传感器，进而计算出流速检测模块与水面之间的距离，控制器将流速检测模块与水面之间的距离发送至距离获取模块，距离获取模块能够判断流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离是否对应，当不对应时，距离获取模块控制升降组件11带动流速检测模块升降。
利用该声学多普勒流速仪12进行流量监测时，将声学多普勒流速仪12安装在支撑件112上，利用升降组件11带动声学多普勒流速仪12升降即可。利用此种声学多普勒流速仪12，可以同时测量水流的流速和水体的深度，并能够计算出断面平均流速以及断面上的流量值，能够更加便捷地获取水文监测数据，提高使用的便捷性。
实施例3
本实施例提供一种水文监测装置，如图4所示，包括实施例1中的流量监测装置1。
进一步地，水文监测装置包括水深检测模块3；水深检测模块3用于检测水体的深度，能够为水文监测装置提供水位信息，从而监测洪涝灾害的发生；并且，距离获取模块能够根据水深检测模块3检测的水体的深度，获取所述流速检测模块与水面沿竖直方向上的距离。
进一步地，水文监测装置还包括数据监测模块；数据采集模块能够向数据监测模块传输水流流速数据和水体深度数据；数据监测模块用于设置在水文监测部门的检测中心中，水文检测部门的工作人员可以通过数据监测模块检测水文数据信息。
进一步地，水文监测装置还包括水温检测模块2，水温检测模块2用于检测水体的水温。
本发明提供的水文监测装置，能够通过升降组件11将流速检测模块升降至适合的位置，以提高水文监测数据的精确性，并且流量监测装置1监测的水文数据能够发送至水文监测部门的监测中心中，便于水文工作人员监测水文信息，提高监测效率。
实施例4
本实施例提供一种水文监测装置，包括实施例2中的流量监测装置1。
其中，流速检测模块为声学多普勒流速仪12。本实施例使用的声学多普勒流速仪12能够沿着水平方向发射超声波穿过水体，可以测量水流的流速，并且该声学多普勒流速仪12中内置了获取断面平均流速的计算模块，能够根据声学多普勒流速仪12检测的水流流速计算出断面平均流速以及断面上的流量值等水文监测数据。此外，该声学多普勒流速仪12还能够沿竖直方向发射超声波穿过水体可以测量水体的深度。
本实施例提供的水文监测中设有控制器，控制器能够接收声学多普勒流速仪12监测的水体深度信息，控制器还能够接收流速检测模块所处位置的高度信息，控制器根据水体深度信息以及流速检测模块所处位置的高度信息，控制升降装置带动流速检测模块升降适合的距离，以使流速检测模块与水面保持适合的距离。
并且，水文监测装置还包括数据采集模块；数据采集模块用于采集水流流速数据、水体深度数据、断面平均流速数据以及断面上的流量值数据，多普勒流速仪12检测的水流的流速信息和水体深度数据以及由多普勒流速仪12计算出的断面平均流速数据以及断面上的流量值数据均能够被数据采集模块获取，并且能够通过数据采集模块显示，使用者还可以在数据采集模块中调取需要的数据，也可以将数据采集模块中的数据转存至其他数据储存装置中。
进一步地，水文监测装置还包括数据监测模块；数据采集模块能够向数据监测模块传输水流流速数据、水体深度数据、断面平均流速数据以及断面上的流量值数据；数据监测模块用于设置在水文监测部门的监测中心中，水文监测部门的工作人员可以通过数据监测模块检测水文数据信息。
数据采集模块通过无线信号(例如GPRS信号，移动通讯网络信号灯)与数据监测模块进行数据传输，将流量监测组件监测的水文数据信息传递至水文监测部门的监测中心，提高了水文监测的便捷性。
进一步地，水文监测装置还包括太阳能电池板；多普勒流速仪12由太阳能电池板供电，此外，水文监测装置还设有防雷设备，增强水文监测装置的安全性。
本实施例提供的流量监测设备，能够通过升降装置将多普勒流速仪12升降至适合的位置，以提高水文监测的精确性，并且通过多普勒流速仪12能够实时监测水流流速数据、水体深度数据、断面平均流速数据以及断面上的流量值数据，并通过数据采集模块采集水流流速数据、水体深度数据、断面平均流速数据以及断面上的流量值数据，数据采集模块能够通过无线信号将水流流速数据、水体深度数据、断面平均流速数据以及断面上的流量值数据传递至水文监测部门的监测中心，提高了水文监测的准确性和时效性，并且能够自动检测水文数据，提高了便捷性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种流量监测装置，其特征在于，包括流速检测模块、距离获取模块和升降组件；
所述流速检测模块用于检测水流的流速；
所述距离获取模块用于获取所述流速检测模块与水面之间的距离；
所述流速检测模块安装在所述升降组件上，所述升降组件用于在流速检测模块与水面之间的距离与预设的距离不对应时，带动所述流速检测模块升降。
2.根据权利要求1所述的流量监测装置，其特征在于，所述升降组件包括相互连接的驱动部和支撑件；
所述驱动部用于驱动所述支撑件沿竖直方向运动；
所述流速检测模块安装在所述支撑件上。
3.根据权利要求2所述的流量监测装置，其特征在于，所述升降组件还包括竖直设置的至少一个立柱，所述立柱上设置有竖直的导向槽；所述支撑件上具有凸块，所述凸块与所述导向槽滑动连接。
4.根据权利要求3所述的流量监测装置，其特征在于，所述驱动部包括电机；
升降组件还包括传动部，所述传动部包括第一齿轮、第二齿轮和传动链，所述第一齿轮和所述第二齿轮通过所述传动链啮合；
所述第一齿轮固定套设在所述电机的输出轴上，所述支撑件设置在所述传动链上。
5.根据权利要求4所述的流量监测装置，其特征在于，所述电机上设有防水罩。
6.根据权利要求1－5中任一项所述的流量监测装置，其特征在于，所述流量监测装置还包括太阳能电池板；
所述流速检测模块和所述距离获取模块分别与所述太阳电池板连接。
7.根据权利要求1－5中任一项所述的流量监测装置，其特征在于，所述流速检测模块为声学多普勒流速仪。
8.一种水文监测装置，其特征在于，包括根据权利要求1－7中任一项所述的流量监测装置。
9.根据权利要求8所述的水文监测装置，其特征在于，所述水文监测装置还包括水深检测模块，所述水深检测模块用于检测水体的深度。
10.根据权利要求8或9所述的水文监测装置，其特征在于，所述水文监测装置还包括水温检测模块，所述水文检测模块用于检测水体的水温。
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