水位采集裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及信息采集技術(shù)領(lǐng)域，公開了水位采集裝置，其包括水位浮子(1)和水位檢測器(4)，水位浮子(1)上安裝有速度傳感器(2)，控制器(3)包括監(jiān)測模塊、分析模塊、測量模塊和通訊模塊，速度傳感器(2)感應(yīng)水位浮子(1)的升降速度并將感應(yīng)信號(hào)傳送給監(jiān)測模塊，監(jiān)測模塊將接收到的感應(yīng)信號(hào)傳送給分析模塊，分析模塊分析速度信號(hào)并控制測量模塊對(duì)水位的測量時(shí)間間隔，檢測模塊與水位檢測器(4)連接并將水位數(shù)據(jù)發(fā)送給通訊模塊，通訊模塊連接無線網(wǎng)絡(luò)并通過無線網(wǎng)絡(luò)將水位信號(hào)傳送給服務(wù)器終端。本發(fā)明增強(qiáng)水位驟漲或驟降時(shí)對(duì)水位的監(jiān)控，有效防止重大險(xiǎn)情并進(jìn)行提前預(yù)防，具有實(shí)用性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
水位采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及信息采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了水位采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，江河水位采集傳輸設(shè)備大多采用普通設(shè)備，每五分鐘采集存儲(chǔ)一次水位數(shù)據(jù)，通過移動(dòng)GPRS信道每隔十五分鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)，而對(duì)于具有涌潮特性的河流，比如錢塘江河口段，涌潮到達(dá)時(shí)，水位驟然上漲，瞬間水位上漲幾十公分，甚至一米多，這種情況下，以五分鐘/次的頻率采集水位數(shù)據(jù)，就會(huì)出現(xiàn)有可能捕捉不到潮位起漲和高潮位的現(xiàn)象，無法真實(shí)地記錄完整的水位變化過程。因此，為滿足具有涌潮特性的河段水位采集要求，及時(shí)掌握水位變化速度快的情況，需對(duì)原水位采集傳輸裝置進(jìn)行改造，改造后根據(jù)水位的漲潮和退潮的速度調(diào)整水位檢測器的檢測頻率，充分掌握水位變化過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中無法調(diào)整水位檢測器的檢測頻率的缺點(diǎn)，提供了水位采集
目.ο
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0005]水位采集裝置，包括水位浮子和水位檢測器，水位檢測器與水位浮子連接并檢測水位浮子所在的位置，水位浮子為橫截面從上到下逐漸變小的錐臺(tái)，還包括控制器，水位浮子上安裝有速度傳感器，控制器包括監(jiān)測模塊、分析模塊、測量模塊和通訊模塊，速度傳感器感應(yīng)水位浮子的升降速度并將感應(yīng)信號(hào)傳送給監(jiān)測模塊，監(jiān)測模塊將接收到的感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為速度信號(hào)并傳送給分析模塊，分析模塊分析速度信號(hào)并根據(jù)水位浮子的升降速度的快慢控制測量模塊對(duì)水位的測量時(shí)間間隔，檢測模塊與水位檢測器連接并將水位檢測器檢測到的水位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為水位信號(hào)發(fā)送給通訊模塊，通訊模塊連接無線網(wǎng)絡(luò)并通過無線網(wǎng)絡(luò)將水位信號(hào)傳送給服務(wù)器終端。通過速度傳感器檢測水位浮子的漲落速度，控制器根據(jù)水位浮子的漲落速度控制水位檢測器在水位漲落速度快時(shí)，減小對(duì)水位進(jìn)行檢測的周期，增加水位檢測的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這樣的設(shè)置可增強(qiáng)水位驟漲或驟降時(shí)對(duì)水位的監(jiān)控，有效防止重大險(xiǎn)情并進(jìn)行提前預(yù)防，具有實(shí)用性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]作為優(yōu)選，水位浮子內(nèi)部從上到下分隔為第一腔體、第二腔體和第三腔體，第一腔體、第二腔體和第三腔體均密封設(shè)置，第一腔體內(nèi)填充有氫氣，第二腔體內(nèi)填充有空氣，第三腔體內(nèi)填充有沙石。通過在第一腔體中填充的氫氣、第二腔體中填充的空氣和第三腔體中填充的沙石，使水位浮子的重心下移，保證水位浮子在水中一直能處于小頭朝上的方式放置，避免被水浪打翻并纏繞繩索。
[0007]作為優(yōu)選，水位檢測器包括水位控制器、電動(dòng)機(jī)和與電動(dòng)機(jī)連接的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有繩索，繩索上安裝有拉力傳感器并通過拉力傳感器與水位浮子連接，水位控制器與拉力傳感器連接并監(jiān)測繩索所受的拉力，當(dāng)拉力等于水位浮子的自重時(shí)，水位控制器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并使繩索伸長;當(dāng)拉力為零時(shí)，水位控制器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并使繩索縮短。繩索纏繞在轉(zhuǎn)軸上并隨轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)放長和縮短，當(dāng)水位下降時(shí)，及時(shí)放長繩索，當(dāng)水位上升時(shí)，能及時(shí)收短繩索，保證水位浮子始終位于水面上，繩索根據(jù)水位浮子的位置進(jìn)行放長和縮短保證繩索一直處于繃直的狀態(tài)。
[0008]作為優(yōu)選，轉(zhuǎn)軸上安裝有與控制器連接的光電編碼器，光電編碼器將轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向傳動(dòng)給控制器的檢測模塊，檢測模塊根據(jù)光電編碼器發(fā)出的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向的數(shù)據(jù)計(jì)算得到水位。通過光電編碼器測量轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向，通過運(yùn)算可得繩索伸出轉(zhuǎn)軸的長度，從而得到水位的高度。
[0009]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:通過速度傳感器檢測水位浮子的漲落速度，控制器根據(jù)水位浮子的漲落速度控制水位檢測器在水位漲落速度快時(shí)，減小對(duì)水位進(jìn)行檢測的周期，增加水位檢測的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這樣的設(shè)置可增強(qiáng)水位驟漲或驟降時(shí)對(duì)水位的監(jiān)控，有效防止重大險(xiǎn)情并進(jìn)行提前預(yù)防，具有實(shí)用性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2是圖1的水位浮子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的原理框圖。
[0013]附圖中各數(shù)字標(biāo)號(hào)所指代的部位名稱如下:I一水位浮子、2—速度傳感器、3—控制器、4 一水位檢測器、11 一第一腔體、12—第二腔體、13—第二腔體、41 一水位控制器、42—電動(dòng)機(jī)、43 一轉(zhuǎn)軸、44 一繩索、45—拉力傳感器、46 一光電編碼器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]實(shí)施例1
[0016]水位采集裝置，包括水位浮子I和水位檢測器4，水位檢測器4與水位浮子I連接并檢測水位浮子I所在的位置，水位浮子I為橫截面從上到下逐漸變小的錐臺(tái)，還包括控制器3，水位浮子I上安裝有速度傳感器2，控制器3包括監(jiān)測模塊、分析模塊、測量模塊和通訊模塊，速度傳感器2感應(yīng)水位浮子I的升降速度并將感應(yīng)信號(hào)傳送給監(jiān)測模塊，監(jiān)測模塊將接收到的感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為速度信號(hào)并傳送給分析模塊，分析模塊分析速度信號(hào)并根據(jù)水位浮子I的升降速度的快慢控制測量模塊對(duì)水位的測量時(shí)間間隔，檢測模塊與水位檢測器4連接并將水位檢測器4檢測到的水位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為水位信號(hào)發(fā)送給通訊模塊，通訊模塊連接無線網(wǎng)絡(luò)并通過無線網(wǎng)絡(luò)將水位信號(hào)傳送給服務(wù)器終端，當(dāng)速度傳感器2感應(yīng)到水位浮子I在進(jìn)行快速的升降時(shí)，控制器3控制水位檢測器4將水位檢測的時(shí)間由原先的五分鐘檢測一次增加到一分鐘檢測一次，當(dāng)速度傳感器2感應(yīng)到的水位浮子I升降速度變慢時(shí)，控制器3控制水位檢測器4恢復(fù)五分鐘檢測一次水位。水位浮子I的內(nèi)部從上到下分隔為第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13，第一腔體11、第二腔體12和第三腔體13均密封設(shè)置，第一腔體11內(nèi)填充有氫氣，第二腔體12內(nèi)填充有空氣，第三腔體13內(nèi)填充有沙石，通過在第一腔體11中填充的氫氣、第二腔體12中填充的空氣和第三腔體13中填充的沙石，使水位浮子I的重心下移，保證水位浮子I在水中一直能處于小頭朝上的方式放置，避免被水浪打翻并纏繞繩索44。水位檢測器4包括水位控制器41、電動(dòng)機(jī)42和與電動(dòng)機(jī)42連接的轉(zhuǎn)軸43，轉(zhuǎn)軸43上固定有繩索44，繩索44上安裝有拉力傳感器45并通過拉力傳感器45與水位浮子I連接，水位控制器41與拉力傳感器45連接并監(jiān)測繩索44所受的拉力，當(dāng)拉力等于水位浮子的自重時(shí)，水位控制器41控制電動(dòng)機(jī)42轉(zhuǎn)動(dòng)并使繩索44伸長；當(dāng)拉力為零時(shí)，水位控制器41控制電動(dòng)機(jī)42轉(zhuǎn)動(dòng)并使繩索44縮短，繩索44的一部分纏繞在轉(zhuǎn)軸43上，繩索44的另一部分自然下垂并連接拉力傳感器45，當(dāng)水位上升時(shí)，水位浮子I上升，此時(shí)下垂的繩索由于水位的上升而變成松弛的狀態(tài)，因此拉力傳感器45的感應(yīng)拉力為零，水位控制器41控制轉(zhuǎn)軸43旋轉(zhuǎn)并將自然下垂的的繩索44向上提升并纏繞在轉(zhuǎn)軸43上直至拉力傳感器45感應(yīng)到繩索44承受的拉力；當(dāng)水位下降時(shí)，水位浮子I受繩索44的拉力仍位于原水位位置處，此時(shí)的水位浮子I與水不接觸，水無法對(duì)水位浮子I提供向上的浮力，繩索44需要承受水位浮子I的全部重量，拉力傳感器45感應(yīng)到水位浮子I的全部重量，水位控制器41控制轉(zhuǎn)軸43旋轉(zhuǎn)并將向下放長繩索44直至水位浮子I與水面接觸并受到水的浮力。轉(zhuǎn)軸43上安裝有與控制器3連接的光電編碼器46，光電編碼器46將轉(zhuǎn)軸43的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向傳動(dòng)給控制器3的檢測模塊，檢測模塊根據(jù)光電編碼器46發(fā)出的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向的數(shù)據(jù)計(jì)算得到水位，先預(yù)設(shè)一個(gè)水位常值，通過光電編碼器46測量轉(zhuǎn)軸43的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向，通過對(duì)轉(zhuǎn)軸43的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)算可得繩索44伸長或縮短的長度，并將繩索44伸長或縮短的長度疊加在水位常值上。
[0017]總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.水位采集裝置，包括水位浮子(I)和水位檢測器(4)，水位檢測器(4)與水位浮子(I)連接并檢測水位浮子(I)所在的位置，其特征在于:水位浮子(I)為橫截面從上到下逐漸變小的錐臺(tái)，還包括控制器(3)，水位浮子(I)上安裝有速度傳感器(2)，控制器(3)包括監(jiān)測模塊、分析模塊、測量模塊和通訊模塊，速度傳感器(2)感應(yīng)水位浮子(I)的升降速度并將感應(yīng)信號(hào)傳送給監(jiān)測模塊，監(jiān)測模塊將接收到的感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為速度信號(hào)并傳送給分析模塊，分析模塊分析速度信號(hào)并根據(jù)水位浮子(I)的升降速度的快慢控制測量模塊對(duì)水位的測量時(shí)間間隔，檢測模塊與水位檢測器(4)連接并將水位檢測器(4)檢測到的水位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為水位信號(hào)發(fā)送給通訊模塊，通訊模塊連接無線網(wǎng)絡(luò)并通過無線網(wǎng)絡(luò)將水位信號(hào)傳送給服務(wù)器終端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位采集裝置，其特征在于:水位檢測器(4)包括水位控制器(41)、電動(dòng)機(jī)(42)和與電動(dòng)機(jī)(42)連接的轉(zhuǎn)軸(43)，轉(zhuǎn)軸(43)上固定有繩索(44)，繩索(44)上安裝有拉力傳感器(45)并通過拉力傳感器(45)與水位浮子(I)連接，水位控制器(41)與拉力傳感器(45)連接并監(jiān)測繩索(44)所受的拉力，當(dāng)拉力等于水位浮子的自重時(shí)，水位控制器(41)控制電動(dòng)機(jī)(42)轉(zhuǎn)動(dòng)并使繩索(44)伸長；當(dāng)拉力為零時(shí)，水位控制器(41)控制電動(dòng)機(jī)(42)轉(zhuǎn)動(dòng)并使繩索(44)縮短，轉(zhuǎn)軸(43)上安裝有與控制器(3)連接的光電編碼器(46)，光電編碼器(46)將轉(zhuǎn)軸(43)的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向傳動(dòng)給控制器(3)的檢測模塊，檢測模塊根據(jù)光電編碼器(46)發(fā)出的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向的數(shù)據(jù)計(jì)算得到水位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位采集裝置，其特征在于:水位浮子(I)內(nèi)部從上到下分隔為第一腔體(I I)、第二腔體(12)和第三腔體(13)，第一腔體(11)、第二腔體(12)和第三腔體(13)均密封設(shè)置，第一腔體(11)內(nèi)填充有氫氣，第二腔體(12)內(nèi)填充有空氣，第三腔體(13)內(nèi)填充有沙石。
【文檔編號(hào)】G01F23/40GK105823530SQ201610124142
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月4日
【發(fā)明人】孫映宏, 王玉明, 姬戰(zhàn)生, 孟健, 李國強(qiáng), 王英英, 薛慶云, 童覽, 陳巍莉, 王逸鋒
【申請(qǐng)人】杭州市水文水資源監(jiān)測總站