[發明專利]一種溫度梯度和冰層厚度的在線自動監測裝置

在審

• 申請號: 201410203479.9
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103983376A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 崔麗琴;龍欣;白云華;秦建敏
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;G01B21/08
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種溫度梯度和冰層厚度的在線自動監測裝置，屬水文監測、冰凌災害預警預報的技術領域。?

背景技術

在北方地區，冬季河流、湖泊中會產生結冰現象，由于冬季寒冷程度的增加，冰水溫度會降低，冰層厚度會增加，常會在冬、春季冰層融化時在河流中引發冰凌災害，給水工結構物的安全運行和人民的生命財產常會造成重大威脅。?

如何掌握河流、湖泊的溫度梯度和冰層厚度是一個重要的研究課題；目前主要通過氣象站監測空氣溫度，通過接觸式和非接觸式的方法監測冰層厚度，例如接觸式的人工鑿冰觀測法和熱電阻法，人工鑿冰觀測法和熱電阻法勞動強度大、危險性高；非接觸式監測主要通過遙感、雷達和聲納技術實現監測，遙感技術適應于對大面積結冰區域的觀測，遙感衛星數據得到的冰層厚度數據與冰層真實厚度相差較大；雷達和聲納檢測儀器價格昂貴，自動化程度低，不能廣泛應用；以上監測技術均存在弊端和不足。?

發明內容

發明目的?

本發明的目的是針對背景技術的不足，采用微計算機信息攝取技術，采用溫度傳感器采集冰情信息，采用GPRS通訊進行信息傳輸，光伏電源供電，計算機程序處理溫度和冰層信息，對湖泊、河流的水溫、冰情信息進行自動采集監測，并進行預測預報，以大幅度提高溫度梯度和冰層厚度監測的準確性，實現信息化、自動化在線監測。?

技術方案?

本發明主要結構包括：電控箱、顯示屏、指示燈、電源開關、冰上溫度信息控制器、冰中溫度和冰層厚度信息控制器、冰下溫度信息控制器、電路板、控制電路、蓄電池箱、光伏電池板、屏蔽電纜、電源接線盒、傳感信息接線盒、GPRS發射天線、溫度傳感器陣列板、冰上溫度傳感器陣列組、冰中溫度和冰層厚度傳感器陣列組、冰下溫度傳感器陣列組、信息處理計算機、打印機、GPRS接收天線、信息采集轉換器、蓄電池、光伏充電控制器；?

電控箱為矩形，在電控箱的前部面板上設有液晶顯示屏、指示燈、電源開關、冰上溫度信息控制器、冰中溫度和冰層厚度信息控制器、冰下溫度信息控制器；在電控箱的左上部設有GPRS發射天線；在電控箱的左部設有電源接線盒，電源接線盒通過屏蔽電纜連接蓄電池箱，蓄電池箱通過屏蔽電纜連接光伏電池板；在電控箱的右部設有溫度傳感器信息接線盒，溫度傳感器信息接線盒通過屏蔽電纜連接溫度傳感器陣列板，溫度傳感器陣列板上設有冰上溫度傳感器陣列組、冰中溫度和冰層厚度傳感器陣列組、冰下溫度傳感器陣列組；?

在電控箱內設有電路板、溫度信息采集轉換器，并由導線互相連接，電路板上為控制電路；?

在蓄電池箱內設有蓄電池、光伏充電控制器，并由導線互相連接；?

在信息接收機房內設有信息處理計算機，在信息處理計算機左上部設有GPRS接收天線，在信息處理計算機右部通過導線連接打印機；?

溫度傳感器陣列板上的冰上溫度傳感器陣列組置于冰層上部，用于測量冰層上部的溫度信息，冰中溫度和冰層厚度傳感器陣列組置于冰層中間，用于測量冰層中間的溫度和冰層厚度信息，冰下溫度傳感器陣列組置于冰層下部，用于測量冰層下部水中的溫度信息；?

冰上溫度傳感器陣列組上的溫度傳感器數量為66個，冰中溫度和冰層厚度傳感器陣列組上的溫度傳感器數量為66個，冰下溫度傳感器陣列組上的溫度傳感器數量為66個，各陣列組上的溫度傳感器數量視需要加減；?

溫度傳感器信息接線盒內的信息傳輸為總線控制。?

所述的電路板上的控制電路，由微計算機控制電路IC1、實時時鐘電路IC2、第一電源電路IC3、第二電源電路IC4、SD卡存儲電路IC5、JTAG調試電路IC6、CH376文件管理電路IC7、GPRS通訊控制電路IC8、RS232接口電路IC9、電源監測電路IC10、液晶顯示電路IC11、硬件監測電路IC12、光電耦合器電路IC13、隔離式電源轉換器電路IC14組成整體電路；各分電路間由導線連接，VCC端為電源端，GND端為接地端；冰上溫度信息、冰中溫度和冰層厚度信息、冰下溫度信息的攝取、傳輸、處理均由微計算機控制電路IC1的計算機程序完成。?

有益效果?