[發明專利]一種河道流冰疏密度自動監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201510024975.2
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104501783B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 石瑞格;曾佑聰;張侃侃;劉志云
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 盧宏,王娟

1.一種河道流冰疏密度自動監測裝置，其特征在于，包括：

激光測距儀：用于測量激光測距儀探頭至測驗點的距離；所述測驗點位于與河道水流方向垂直的測驗斷面上；

水位計：設置在河道岸邊水位測井內或河道水下，用于測量河道水位，并將河道水位數據傳送給遙測終端；

遙測終端：用于控制激光測距儀測量激光測距儀探頭至測驗點的距離，并根據水位計測量的河道水位以及激光測距儀測量的激光測距儀探頭至測驗點的距離計算流冰疏密度；

電源模塊：用于為遙測終端提供工作電源；

上述水位計以外的其他部件均安裝在測驗斷面對應的防洪堤上，所述測驗斷面與河道水流方向垂直；所述測驗斷面上設有若干個測驗點；所述激光測距儀安裝高程為L；對于第i個測驗點，該測驗點處的河道流冰疏密度為N/(T/t)，其中，N為時間T內每隔時間t獲得的激光測距儀探頭至第i個測驗點的多組距離數據中小于或等于距離閾值Lb_i的距離數據的數量，Lb_i為第i個測驗點對應的距離閾值。

2.根據權利要求1所述的河道流冰疏密度自動監測裝置，其特征在于，還包括：云臺：與遙測終端以及電源模塊連接，在遙測終端的控制下帶動激光測距儀定位至不同的測驗點；

通信模塊：用于將遙測終端計算的流冰疏密度數據、河道水位、激光測距儀探頭至河道冰面的距離發送至數據中心；

數據中心：用于接收通信模塊轉發的流冰疏密度數據、河道水位、激光測距儀探頭至河道冰面的距離。

3.根據權利要求2所述的河道流冰疏密度自動監測裝置，其特征在于，所述電源模塊包括依次連接的太陽能板、充電控制器和蓄電池；所述蓄電池與所述遙測終端、云臺電連接。

4.一種利用權利要求3所述的監測裝置監測河道流冰疏密度的方法，其特征在于，該方法主要過程如下：將所述監測裝置水位計以外的其他部件均安裝在測驗斷面對應的防洪堤上，所述測驗斷面與河道水流方向垂直；在所述測驗斷面上取若干個測驗點；對于第i個測驗點，激光測距儀在時間T內每隔時間t測量激光測距儀探頭至該測驗點的距離，得到多組距離數據，確定該測驗點對應的距離閾值Lb_i，統計小于或等于距離閾值Lb_i的距離數據的數量N，則第i個測驗點處的河道流冰疏密度為N/(T/t)；同理獲取其余測驗點處的河道流冰疏密度；其中第i個測驗點對應的距離閾值Lb_i計算公式為：Lb_i＝(L-P_i)/sin(α_i),L為激光測距儀安裝高程；P_i為測量開始時水位計測量的河道水位；α_i為測量開始時激光測距儀探頭和測驗點之間連線與河道水面或冰面的夾角。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，T＝100s，t＝1s。