水位監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對河流、水庫、湖泊等進(jìn)行水位的實時監(jiān)測的水位監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]公知的是，河流、水庫、湖泊等水位變化直接關(guān)系到水利樞紐的安全，對可能的洪澇等災(zāi)害如果沒有預(yù)警則會帶來嚴(yán)重的災(zāi)難性后果。
[0003]隨著我國水利行業(yè)信息化進(jìn)程的推進(jìn)，水位監(jiān)測系統(tǒng)的信息化改造也取得了一定的成績，水位監(jiān)控已從單一的現(xiàn)場監(jiān)控，發(fā)展到遠(yuǎn)距離實時監(jiān)控，實現(xiàn)了全天候、實時的水位自動監(jiān)測，但這些方法普遍存在著種種問題，例如成本過高或者安裝不便，自動化程度低，測程小，精度低，后期維護(hù)或檢修困難等。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種水位監(jiān)測系統(tǒng)，其可實現(xiàn)對江河湖泊的水位進(jìn)行長期低成本監(jiān)測，利用遠(yuǎn)程激光測距監(jiān)測系統(tǒng)，有效利用激光方向性強(qiáng)，測程中衰減較小、反射能力較強(qiáng)的特點，它受外界環(huán)境影響極小，在惡劣的工作環(huán)境下具有較好的適應(yīng)能力，可廣泛應(yīng)用于非接觸監(jiān)測。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]水位監(jiān)測系統(tǒng)，其具有:
[0007]對整個系統(tǒng)進(jìn)行電源供給的電源供給單元(I);
[0008]至少一通過支承體安裝于待監(jiān)測水面上方的激光測距傳感器(2)，其接于電源供給單元；
[0009]所述激光測距傳感器的信號輸出端通過有線傳輸模塊或者無線傳輸模塊接于測控終端(3)，該測控終端接于電源供給單元；
[0010]所述測控終端通過有線方式/無線方式接于監(jiān)控中心的服務(wù)器和/或控制計算機(jī)。
[0011]優(yōu)選的是，所述電源供給單元包括:安裝于支承體的太陽能電池板以及接于太陽能電池板的蓄電池。
[0012]優(yōu)選的是，所述激光測距傳感器下方的待監(jiān)測水面安放有與激光測距傳感器配合的浮板元件/管狀元件。
[0013]優(yōu)選的是，所述浮動管狀元件采用PVC管或者鋼管。
[0014]優(yōu)選的是，所述激光測距傳感器處安裝有制冷模塊和/或制熱模塊。
[0015]在需監(jiān)測水位的上方固定激光測距傳感器，直接測量水位表面到激光測距傳感器的距離，這個距離可以換算成絕對高程或先對高程，連續(xù)值就可以反應(yīng)長期水位的變化情況。
[0016]本實用新型具有如下有益效果:采用激光測距傳感器的監(jiān)測系統(tǒng)對江河湖泊水位進(jìn)行不間斷監(jiān)測，本系統(tǒng)為用戶方提供了準(zhǔn)確、及時的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，這是一種簡便、靈活、無人值守、實時、動態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)。
[0017]系統(tǒng)在黃河水利委員會及上海水文監(jiān)測站應(yīng)用表明，該監(jiān)測系統(tǒng)能滿足用戶方的要求，且監(jiān)測速度快、精度高、受人為影響少、自動化程度高，是一套理想的水位監(jiān)測系統(tǒng)。
[0018]該系統(tǒng)具備如下功能:
[0019]?水位觀測系統(tǒng)可獨立運行，也可并入應(yīng)用行業(yè)的信息化系統(tǒng)。
[0020]?采集各水位監(jiān)測點的水位數(shù)據(jù)，采集時間間隔可設(shè)置。
[0021 ] ?上報各水位監(jiān)測點的水位數(shù)據(jù)，上報時間間隔可設(shè)置。
[0022]?支持串口水位計、0-5V或4_20mA信號輸出的水位變送器。
[0023]?支持220VAC供電、太陽能供電、風(fēng)能供電、鋰電、蓄電池供電。
[0024]?現(xiàn)場監(jiān)測終端具備數(shù)據(jù)存儲功能。
[0025]?可遠(yuǎn)程設(shè)置終端工作參數(shù)，支持遠(yuǎn)程升級。
[0026]?監(jiān)控中心可對水位數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、生成必要的報表和曲線。
【附圖說明】
[0027]圖1為水位監(jiān)測系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0029]如圖1所示，水位監(jiān)測系統(tǒng)，其包括電源供給單元1、激光測距傳感器2、測控終端3，其中，所述電源供給單元與激光測距傳感器和測控終端相連。所述激光測距傳感器的信號輸出端通過有線傳輸模塊或者無線傳輸模塊接于測控終端3，而所述測控終端通過有線方式/無線方式接于監(jiān)控中心的服務(wù)器和/或控制計算機(jī)?？刂朴嬎銠C(jī)實現(xiàn)整個監(jiān)測過程的全自動化，既能控制激光測距傳感器按熱點測量程序采集監(jiān)測點數(shù)據(jù)，并將測量成果實時進(jìn)行處理，以便及時發(fā)現(xiàn)超限水位，也可以對各個觀測周期的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并生成監(jiān)測報告。
[0030]對整個系統(tǒng)進(jìn)行電源供給的電源供給單元1，其根據(jù)現(xiàn)場需要配置諸如太陽能供電系統(tǒng)，該太陽能供電系統(tǒng)具有安裝于支承體的太陽能電池板以及接于太陽能電池板的蓄電池，而支承體以支架結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)。
[0031]通過支承體(采用諸如前文所述的支架結(jié)構(gòu)，該支架結(jié)構(gòu)可設(shè)置升降裝置，諸如氣缸升降結(jié)構(gòu)等)安裝于待監(jiān)測水面上方的激光測距傳感器2，其利用激光打到水面上，接收反射回來的信號，通過激光往返的時間，計算出來距離，是一種非接觸、高效、低成本的方式。在實際運用過程中，每個水位監(jiān)測點投入一個激光測距傳感器，每個激光測距傳感器都連接一臺GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，完成對水位的采集傳輸功能，管理人員再辦公室(監(jiān)控中心)操作電腦便可查詢現(xiàn)場水為值，本系統(tǒng)具有多路模擬量和開關(guān)量輸入，可以設(shè)定上下限遠(yuǎn)程報警。
[0032]利用激光測距傳感器可以采用無人值守的方式工作，其具有多種接口，RS232，RS485, 4-20MA模擬量，開關(guān)量、9-30V電源等功能，可以連接無線數(shù)傳模塊(1000m以內(nèi)的距離)，或者測控終端(GPRS)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制盒監(jiān)測，并且所有的測量數(shù)據(jù)都可以在設(shè)定的時間間隔內(nèi)上傳到電腦或服務(wù)器中，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲、檢索、編輯，可實時顯示量測數(shù)據(jù)，繪制變化曲線等。
[0033]本文所用的低功率測控終端，其具有RS232，RS485，模擬量端口，采用12V電源供電，具有GPRS模塊，插入手機(jī)卡，就可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)控制，并且具有數(shù)據(jù)存儲功能，一旦網(wǎng)絡(luò)信號不好，所有測量數(shù)據(jù)會存儲在測控終端里面，等網(wǎng)絡(luò)信號恢復(fù)，則發(fā)送出去，不會丟失任何測量數(shù)據(jù)。
[0034]本案充分考慮到監(jiān)測誤差的問題，如果需要測的水體是非常清澈的，則可能激光會穿透水體，測量效果不佳，一般可以在所述激光測距傳感器下方的待監(jiān)測水面安放有與激光測距傳感器配合的浮板元件/管狀元件(如無特別說明，全文中“/”的含義為“或”)，放置浮板元件還可以消除水面波紋對于監(jiān)測的誤差，這樣測量誤差小，精度高，優(yōu)選的是，所述浮動管狀元件采用PVC管或者鋼管。
[0035]鑒于環(huán)境溫度對于測量也是有影響的，激光測距傳感器的工作溫度范圍一般是-10-50°C，如果超過限值，則可在所述激光測距傳感器處安裝制冷模塊和/或制熱模塊，制冷模塊和制熱模塊選擇現(xiàn)有技術(shù)的制冷器或者加熱器均可。
[0036]本系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線水位監(jiān)測方案，實時傳輸終端水位信號及發(fā)送超限報警信號，通訊距離無限制，不受障礙物遮擋限制，時間傳輸無間隔限制，方便用戶超遠(yuǎn)距離實時監(jiān)測偏遠(yuǎn)地區(qū)水位。這套水位監(jiān)控系統(tǒng)由于采用GPRS技術(shù)，使用戶可以隨時了解水位信息；GPRS上網(wǎng)按流量計費，是一種最省錢的傳輸手段；整個數(shù)據(jù)的傳輸依賴移動網(wǎng)絡(luò)，可在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，水位探測點與辦公室之間無需布線，大大減少遠(yuǎn)程監(jiān)控工程的施工費用。
[0037]產(chǎn)品功能優(yōu)勢:
[0038]1、監(jiān)測端采用HZH-B40激光測距傳感器，實時有效監(jiān)測水位變化，監(jiān)測精度為±1.5_。該傳感器工業(yè)級設(shè)計、適用各種惡劣環(huán)境。內(nèi)置自動檢測系統(tǒng)，不死機(jī)，掉線、斷電自動恢復(fù)。具有遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和遠(yuǎn)程維護(hù)功能、降低客戶現(xiàn)場維護(hù)成本。
[0039]2、GPRS數(shù)傳終端與激光水位傳感器用屏蔽線連接，防止外部設(shè)備干擾弱電信號。
[0040]3,GPRS數(shù)傳終端借助移動GPRS網(wǎng)絡(luò)，與監(jiān)控中心電腦實現(xiàn)實時通訊，不受距離和地形限制。
[0041]4、監(jiān)控中心上PC實時顯示當(dāng)前水位信號，可設(shè)置多個報警限值，水位出現(xiàn)異常立即啟動監(jiān)控中心警笛。
[0042]5、支持用戶設(shè)定水位超限短信報警，一旦水位超限，系統(tǒng)立即發(fā)送報警短信到用戶手機(jī)。
[0043]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實施方式，凡是屬于本實用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.水位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，具有: 對整個系統(tǒng)進(jìn)行電源供給的電源供給單元(I); 至少一通過支架結(jié)構(gòu)安裝于待監(jiān)測水面上方的激光測距傳感器(2)，其接于電源供給單元，所述支架結(jié)構(gòu)設(shè)置有升降裝置； 所述激光測距傳感器的信號輸出端通過有線傳輸模塊或者無線傳輸模塊接于測控終端(3)，該測控終端接于電源供給單元； 所述測控終端通過有線方式/無線方式接于監(jiān)控中心的服務(wù)器和/或控制計算機(jī)； 所述電源供給單元包括:安裝于支承體的太陽能電池板以及接于太陽能電池板的蓄電池； 所述激光測距傳感器處安裝有制冷模塊和/或制熱模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光測距傳感器下方的待監(jiān)測水面安放有與激光測距傳感器配合的浮板元件/管狀元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述浮動管狀元件采用PVC管或者鋼管。
【專利摘要】本實用新型公開了水位監(jiān)測系統(tǒng)，其具有：對整個系統(tǒng)進(jìn)行電源供給的電源供給單元；至少一通過支承體安裝于待監(jiān)測水面上方的激光測距傳感器，其接于電源供給單元；所述激光測距傳感器的信號輸出端通過有線傳輸模塊或者無線傳輸模塊接于測控終端，該測控終端接于電源供給單元；所述測控終端通過有線方式/無線方式接于監(jiān)控中心的服務(wù)器和/或控制計算機(jī)。本實用新型的有益效果是：采用激光測距傳感器的監(jiān)測系統(tǒng)對江河湖泊水位進(jìn)行不間斷監(jiān)測，本系統(tǒng)為用戶方提供了準(zhǔn)確、及時的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，這是一種簡便、靈活、無人值守、實時、動態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)。
【IPC分類】G01F23-292
【公開號】CN204422020
【申請?zhí)枴緾N201420660772
【發(fā)明人】楊超三, 吳宗皓
【申請人】杭州輝厚科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年11月6日