[發明專利]一種水情監測系統

有效

• 申請號: 201310087503.2
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN103163075B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 陳哲;王志堅;王慧斌;張學武;周卓赟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01F23/42
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔣全強

1.一種水情監測系統，其特征在于包括：

縱向設置的測量管，測量管的下端口在使用時進入水面，測量管的上端口上設有攝像裝置，該攝像裝置適于拍攝所述測量管內的水面影像；

視頻采集模塊，與所述攝像裝置相連，適于將采集得的圖像變換為數字圖像；

與所述視頻采集模塊相連的圖像處理模塊，該圖像處理模塊存儲有第一樣本數據，所述第一樣本數據適于記錄各種水質的灰度值；所述第一樣本數據是由所述水情監測系統對已知的、不同水質的水進行逐一測量而獲得；

所述圖像處理模塊適于對所述數字圖像進行灰度處理，以獲得所述水面影像的灰度值，該灰度值與第一樣本數據進行比對并得出水質情況。

2.根據權利要求1所述的水情監測系統，其特征在于，所述測量管的內壁上設有適于吸收光線的黑色涂層，所述攝像裝置的鏡頭四周設有照明裝置。

3.根據權利要求1所述的水情監測系統，其特征在于，所述測量管的在使用時位于水面下方的管壁上分布有多個通孔，在水面下方的管體上套設一套管；

所述套管與一適于驅動該套管沿所述測量管上下位移的位移驅動機構傳動連接，該位移驅動機構由一與所述攝像裝置相連的控制器控制；

在拍攝水面影像時，控制所述位移驅動機構帶動套管向上位移，以使所述套管覆蓋所述測量管上的各通孔，以防止外部光線進入所述測量管；在不拍攝水面影像時，控制所述套管向下位移，并使所述套管不覆蓋所述測量管上的各通孔，以使水流適于進出所述測量管。

4.根據權利要求1--3任一所述的水情監測系統，其特征在于：所述測量管固定設置；

所述圖像處理模塊還存儲有第二樣本數據，該第二樣本數據適于記錄所述測量管內的各水面影像的像素值與攝像裝置距離水面高度的對應表或計算式；

所述圖像處理模塊還適于計算出當前拍攝的所述測量管內的水面影像的像素值，并通過所述第二樣本數據得出當前攝像裝置距離水面的高度，然后將所述攝像裝置的安裝高度減去所述攝像裝置距離水面的高度，即獲得水位值。

5.根據權利要求4所述的水位和水質監測系統，其特征在于，所述攝像裝置固定于所述測量管上，并使該測量管的上端口封閉，以避免外部光線從上端口進入該測量管。

6.根據權利要求1--3任一所述的水情監測系統，其特征在于：所述測量管的外圍設有適于使該測量管浮于水面的浮子;

所述水情監測系統還包括：

柔性標尺，一端固定在水底，另一端與一適于收卷、拉緊該柔性標尺的收卷裝置相連，該收卷裝置固定于所述測量管上；?

導向輪,?設于所述測量管的內壁上，在該測量管的內壁上鄰近所述導向輪的上、下方分別設有與所述導向輪的輪軸平行的上、下導向桿，所述柔性標尺適于分別從所述上、下導向桿與測量管的內壁的間隙中穿過并貼合在所述導向輪的內側輪面上，所述導向輪的頂部處于水面上方；

攝像裝置在拍攝水面影像時，適于拍攝被導向輪撐起的柔性標尺上的刻度，以獲得實際水位。

7.一種水情監測系統的工作方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）水面上固定有測量管，其下端口適于進入水面，上端口處設一攝像裝置，該攝像裝置拍攝所述測量管內的水面影像；

（2）所述水面影像通過視頻采集模塊轉換為數字圖像；

（3）與所述視頻采集模塊相連的圖像處理模塊中存儲有第一、第二樣本數據，所述第一樣本數據適于記錄各種水質的灰度值，所述第二樣本數據適于記錄所述測量管內的水面影像的像素值與攝像裝置距離水面高度的對應表或計算式；

（4）所述圖像處理模塊對所述數字圖像進行灰度處理，以獲得所述水面影像的灰度值，該灰度值與第一樣本數據進行比對，得出水質情況；

（5）所述圖像處理模塊計算出當前拍攝的所述測量管內的水面影像的像素值，并通過所述第二樣本數據得出當前攝像裝置距離水面的高度，然后將所述攝像裝置的安裝高度減去所述攝像裝置距離水面的高度，即獲得水位值。