CN110545304B - 一种水电站生态泄流监控*** - Google Patents

一种水电站生态泄流监控*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水电站生态泄流监控***，其包括数据显示端、云服务器、遥测终端机、超声波水位计、雨量筒、工业照相机，超声波水位计能实时检测该河流水域水位情况并形成对应数据信息，雨量筒用于量取降雨量并形成对应数据信息，工业照相机能对该河流水域的现场情况进行直观成像并形成对应数据信息，超声波水位计、雨量筒、工业照相机会将所有的数据信息传输至遥测终端机，遥测终端机会通过如GPRS或CDMA或4G或光纤传输方式将数据信息传输至云服务器，云服务器将数据信息传输至数据显示端进行数据显示;超声波水位计包括外壳，外壳内设有超声波测量组件，超声波水位计还包括测量管体，测量管体内设有浮块。上述技术方案能对水位的测量精度相对较高。

Description

一种水电站生态泄流监控***
技术领域
本发明涉及水域监控***的技术领域，尤其是涉及一种水电站生态泄流监控***。
背景技术
近些年来，我国水电建设发展迅速，为促进地方经济和社会发展发挥了重要作用，但随之带来的生态问题也不容忽视。一些水电站因下泄生态流量不足造成部分河段减水、脱水甚至干涸，一定程度上影响了河流的正常生态功能和群众的生产、生活。
为保护河流生态环境，推动水资源科学、合理、有序开发和可持续利用，会在对应需检测的河流水域增设如超声波水位计、雨量筒、工业照相机等，其中超声波水位计能实时检测该河流水域水位情况，雨量筒能量取降雨量，工业照相机能对该河流水域的现场情况进行直观成像，超声波水位计、雨量筒、工业照相机会将所有的数据信息传输存储至遥测终端机中，遥测终端机会通过如GPRS/CDMA/4G/光纤等传输方式将数据信息传输至云服务器中，根据实际的需要也会设置多个终端监测设备，如远程监控中心或各水电站的电子显示屏、手机显示屏等。
上述监测方式，能实现长效监督管理，能随时掌握各个河流水域的水位情况、降雨量、现场情况，尽管在大方向上监控实现了智能化，但是整体检测精度不高是普遍存在的问题，其中一个重要因素出现在超声波水位计。
现有的超声波水位计在测量中超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。
目前在超声波水位计中最常用的是浮球水位计，浮球水位计是通过浮球在连杆上上下浮动通过磁耦合计算测量水位，上述水位计要求，水面相对平静，若水面上风较大时，水面会产生波动，波动会直接影响浮球水位计的测量精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种水电站生态泄流监控***，其对水位的测量精度相对较高。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水电站生态泄流监控***，包括数据显示端、云服务器、遥测终端机、超声波水位计、雨量筒、工业照相机，超声波水位计能实时检测该河流水域水位情况并形成对应数据信息，雨量筒用于量取降雨量并形成对应数据信息，工业照相机能对该河流水域的现场情况进行直观成像并形成对应数据信息，超声波水位计、雨量筒、工业照相机会将所有的数据信息传输存储至遥测终端机，遥测终端机会通过如GPRS或CDMA或4G或光纤传输方式将数据信息传输至云服务器，云服务器将对应数据信息传输至数据显示端进行数据显示;
所述超声波水位计包括外壳，所述外壳内设有超声波测量组件，所述超声波水位计还包括测量管体，所述超声波测量组件安装于测量管体的一端，所述测量管体内设有能随水位升降的浮块，所述超声波测量组件用以探测浮块的浮起位置。
通过采用上述技术方案，超声波水位计、雨量筒、工业照相机会设置于对应水域，超声波水位计能实时检测该河流水域水位情况并形成对应数据信息，雨量筒用于量取降雨量并形成对应数据信息，工业照相机能对该河流水域的现场情况进行直观成像并形成对应数据信息，最终这些信息会直观地展现在数据显示端上，其中，超声波水位计上设置的测量管体会***到水中，当水面上出现一定的风力时，由于测量管的管端会位于水面下方一定深度之下，风力所导致的水面波动对测量管内的流水比较小，超声波测量组件能相对准确地测量浮块的所在位置高度，超声波水位计的测量精度较高。
优选的，还包括充放气装置，所述测量管体的内管壁上设有第一槽体，所述第一槽***于背离超声波测量组件的管端上，所述第一槽体内设有气囊体， 所述充放气装置用于气囊体充放气。
通过采用上述技术方案，当需要检测水面高度时，此时，充放气装置会将气体冲入到气囊体中，气囊体会在测量管体的内管壁内进行胀大，进而对测量管体背离超声波测量组件的端部位置进行一定程度的封堵，及时此时水面出现的风力较大，水流出现一定的紊乱，测量管体内的水流稳定性也相对较高，测量精度得到提升。
优选的，所述测量管体的管壁内设有安装槽，所述安装槽沿测量管体的长度方向进行分布，所述安装槽一端与第一槽体相通，所述充放气装置与所述气囊体之间连接有连接气管，所述连接气管设置于安装槽内，所述充放气装置安装于超声波测量组件一侧。
通过采用上述技术方案，一方面，在测量管体管壁上开设安装槽，能有效降低测量管体的整体重量；另一方面，将连接气管穿入到安装槽内，不仅能提升整体设备的紧凑度，而且能减少降低连接气管与其他硬物的接触几率，延长设备的整体使用寿命。
优选的， 所述第一槽体的数量为两个或两个以上，所有第一槽体沿着测量管体的管轴心线进行周向分布。
通过采用上述技术方案，会在多个第一槽体内胀大多个气囊体，多个气囊体同时且渐渐胀大之后，多个气囊体的侧壁会发生相互挤压，封锁测量管体管端的速度更快。
优选的，所述气囊体的气囊壁壁厚大小从相对于第一槽体中心沿测量管体的弧形内管壁两侧逐步变大。
通过采用上述技术方案，当对气囊体内部充气时，气囊体上相对较薄的位置先进行胀大，整体气囊先从相对于第一槽体中心位置的气囊体侧壁发生胀大，然后再是侧边的气囊体进行胀大，即所有的气囊体中部位置先相互接触，然后渐渐将测量管体的管端进行封闭，有利于减少测量管体内的水流波动，进一步提升水位测量精度和效率。
优选的，还设有若干磁铁块，若干磁铁块沿测量管体的弧形内管壁均匀分布于气囊体侧壁上。
通过采用上述技术方案，当气囊体渐渐胀大时，相邻气囊体上的磁铁块会发生相互发生磁吸，有助于增加气囊体之间的贴合紧密性，降低外部流水对测量管体内的水流波动影响度，进一步提升测量精度。
优选的，所述测量管体内设有清洁刷体，所述清洁刷体包括刷架，所述刷架上设有刷毛，所述刷毛能与测量管体的内管壁相接触；
所述安装槽内设有驱动部，所述驱动部用于驱动清洁刷体沿着测量管体的长度方向进行往复移动。
通过采用上述技术方案，随着使用时间的变长，测量管体内管壁内会粘附有杂物，杂物会影响浮块的浮动灵活度，因此，通过驱动部可驱动清洁刷体进行上下滑移，清洁刷体上的刷毛能对测量管体的内管壁进行往复接触，进而能对测量管体的内管壁进行清洁。
优选的，所述驱动部包括气动伸缩组件，所述充放气装置通过气管供气于气动伸缩组件，所述气管上设有启闭开关，所述气动伸缩组件的伸缩端上设有驱动磁铁，所述刷架的材质能被驱动磁铁所吸附。
通过采用上述技术方案，合理地利用了已有的充放气装置，打开气管上的启闭开关，充放气装置将气体充入到气动伸缩组件或将气动伸缩组件内的气体抽出，气动伸缩组件会推动驱动磁铁进行移动，驱动磁铁会带动刷架进行上下移动，清洁刷体上的刷毛能对测量管体的内管壁进行上下往复擦拭，进而保证测量管壁内管壁的整体清洁度。
优选的，所述刷架包括圆环形的架体，所述架体外包裹有塑料层。
通过采用上述技术方案，当架体与测量管体的内管壁接触时，由于架体外侧存在塑料层，能减少对测量管体内管壁的接触损伤，延长实际使用寿命。
优选的，所述数据显示端包括电脑显示屏、手机app。
通过采用上述技术方案，能更直观、方便地展示整体数据情况，方便监控人员观察。
附图说明
图1是实施例结构示意图；
图2是超声波水位计的剖面结构示意图；
图3是图2的A部放大图；
图4是图2的B部放大图；
图5是超声波水位计的剖面结构示意图，用于重点展示测量管体内的结构情况。
图中，1、数据显示端；2、云服务器；3、遥测终端机；4、雨量筒；5、工业照相机；6、超声波水位计；7、外壳；8、测量管体；9、超声波测量组件；10、浮块；11、充放气装置；12、第一槽体；13、气囊体；14、安装槽；16、磁铁块；17、清洁刷体；18、刷架；19、架体；20、塑料层；21、刷毛；22、驱动部；23、气动伸缩组件；24、启闭开关；25、气管；26、驱动磁铁。
具体实施方式
以下结合附图1-附图5，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
一种水电站生态泄流监控***，包括数据显示端1、云服务器2、遥测终端机3、超声波水位计6、雨量筒4、工业照相机5，超声波水位计6能实时检测该河流水域水位情况并形成对应数据信息，雨量筒4用于量取降雨量并形成对应数据信息，工业照相机5能对该河流水域的现场情况进行直观成像并形成对应数据信息，超声波水位计6、雨量筒4、工业照相机5会将所有的数据信息传输存储至遥测终端机3，遥测终端机3会通过如GPRS或CDMA或4G或光纤传输方式将数据信息传输至云服务器2，云服务器2将对应数据信息传输至数据显示端1进行数据显示，而数据显示端1包括电脑显示屏、手机app，无论是电脑显示屏还是手机app都能直观地将数据显示出来。
其中，超声波水位计6包括外壳7，外壳7内设有超声波测量组件9，超声波水位计6还包括测量管体8，测量管体8整体形状为空心的圆柱体，其横截面为圆环形，超声波测量组件9位于测量管体8的一端，测量管体8内设有能随水位升降的浮块10，浮块10的材质可选择泡沫或者是塑料，该浮块10的整体形状为半球形，半球形的端面会与水面相接触，超声波测量组件9用以探测浮块10的浮起位置。
在外壳7上设置有一充放气装置11，充放气装置11的输出端上对接出气管25，测量管体8的管壁内设有安装槽14，该安装槽14为圆环形槽，安装槽14沿测量管体8的长度方向进行分布，气管25通入到安装槽14内。
在测量管体8的内管壁上设有第一槽体12，第一槽体12的数量为两个或两个以上，本实施例中的第一槽体12数量为三个，所有第一槽体12沿着测量管体8的管轴心线进行周向分布。安装槽14与第一槽体12内部相通，安装槽14内的气管25会通入到第一槽体12内，第一槽体12位于背离超声波测量组件9的管端上，第一槽体12内设有气囊体13，充放气装置11用于气囊体13充放气。
其中，气囊体13的气囊壁壁厚大小从相对于第一槽体12中心沿测量管体8的弧形内管壁两侧逐步变大。
在还设有若干磁铁块16，若干磁铁块16沿测量管体8的弧形内管壁均匀分布于气囊体13侧壁上。
另外，在测量管体8内设有清洁刷体17，清洁刷体17包括刷架18，刷架18包括圆环形的架体19，架体19外包裹有塑料层20。在刷架18的外环面上设有刷毛21，刷毛21能与测量管体8的内管壁相接触。
在安装槽14内设有驱动部22，驱动部22包括气动伸缩组件23，充放气装置11通过气管25供气于气动伸缩组件23，气管25上设有启闭开关24，启闭开关24能使气管25产生通断，气动伸缩组件23的伸缩端上设有驱动磁铁26，刷架18的材质能被驱动磁铁26所吸附。
本实施例中超声波水位计6的实施原理为：将超声波水位计6上的测量管体8***到水域当中，水域中的水会进入到测量管体8的内部，该部分水会将浮块10浮起，充放气装置11会将气体充入到气囊体13中，所有气囊体13会发生胀大，气囊体13较薄的位置会先发生胀大，相邻气囊体13上的磁铁块16会发生相互磁吸，直至所有气囊体13的外侧壁相贴合，进而尽可能锁闭住测量管体8背离超声波测量组件9的端部，大幅度降低了外部水域流动的影响，超声波测量组件9能对浮块10所在位置进行检测；反之，当充放气装置11将气体抽出气囊体13之后，气囊体13会直接缩回到第一槽体12内。
当测量管体8的内管壁变脏时，打开启闭开关24，充放气装置11会将气体充入到气动伸缩组件23，气动伸缩组件23的端部会推动驱动磁铁26向下运动，驱动磁铁26会与清洁刷体17发生磁力吸引，清洁刷体17能跟随着驱动磁铁26发生移动，清洁刷体17上的刷毛21能对测量管体8内管壁产生清洁作用；反之，当充放气装置11将气体抽出气动伸缩组件23，气动伸缩组件23的伸缩端向上运动，同样清洁刷体17上的刷毛21依旧能对测量管体8的内管壁产生清洁作用。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种水电站生态泄流监控***，包括数据显示端(1)、云服务器(2)、遥测终端机(3)、超声波水位计(6)、雨量筒(4)、工业照相机(5)，超声波水位计(6)能实时检测河流水域水位情况并形成对应数据信息，雨量筒(4)用于量取降雨量并形成对应数据信息，工业照相机(5)能对该河流水域的现场情况进行直观成像并形成对应数据信息，超声波水位计(6)、雨量筒(4)、工业照相机(5)会将所有的数据信息传输存储至遥测终端机(3)，遥测终端机(3)会通过GPRS或CDMA或4G或光纤传输方式将数据信息传输至云服务器(2)，云服务器(2)将对应数据信息传输至数据显示端(1)进行数据显示，所述超声波水位计(6)包括外壳(7)，所述外壳(7)内设有超声波测量组件(9)，其特征在于：
所述超声波水位计(6)还包括测量管体(8)，所述超声波测量组件(9)安装于测量管体(8)的一端，所述测量管体(8)内设有能随水位升降的浮块(10)，所述超声波测量组件(9)用以探测浮块(10)的浮起位置；
还包括充放气装置(11)，所述测量管体(8)的内管壁上设有第一槽体(12)，所述第一槽体(12)位于背离超声波测量组件(9)的管端上，所述第一槽体(12)内设有气囊体(13)，所述充放气装置(11)用于气囊体(13)充放气。
2.根据权利要求1所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：所述测量管体(8)的管壁内设有安装槽(14)，所述安装槽(14)沿测量管体(8)的长度方向进行分布，所述安装槽(14)一端与第一槽体(12)相通，所述充放气装置(11)与所述气囊体(13)之间连接有连接气管(25)，所述连接气管(25)设置于安装槽(14)内，所述充放气装置(11)安装于超声波测量组件(9)一侧。
3.根据权利要求1所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：所述第一槽体(12)的数量为两个或两个以上，所有第一槽体(12)沿着测量管体(8)的管轴心线进行周向分布。
4.根据权利要求3所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：所述气囊体(13)的气囊壁壁厚大小从相对于第一槽体(12)中心沿测量管体(8)的弧形内管壁两侧逐步变大。
5.根据权利要求4所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：还设有若干磁铁块(16)，若干磁铁块(16)沿测量管体(8)的弧形内管壁均匀分布于气囊体(13)侧壁上。
6.根据权利要求2所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：所述测量管体(8)内设有清洁刷体(17)，所述清洁刷体(17)包括刷架(18)，所述刷架(18)上设有刷毛(21)，所述刷毛(21)能与测量管体(8)的内管壁相接触；
所述安装槽(14)内设有驱动部(22)，所述驱动部(22)用于驱动清洁刷体(17)沿着测量管体(8)的长度方向进行往复移动。
7.根据权利要求6所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：所述驱动部(22)包括气动伸缩组件(23)，所述充放气装置(11)通过气管(25)供气于气动伸缩组件(23)，所述气管(25)上设有启闭开关(24)，所述气动伸缩组件(23)的伸缩端上设有驱动磁铁(26)，所述刷架(18)的材质能被驱动磁铁(26)所吸附。
8.根据权利要求7所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：所述刷架(18)包括圆环形的架体(19)，所述架体(19)外包裹有塑料层(20)。
9.根据权利要求1所述的一种水电站生态泄流监控***，其特征在于：所述数据显示端(1)包括电脑显示屏、手机app。
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