[發明專利]一種智能懸桿測流裝置

有效

• 申請號: 201510025682.6
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104596581B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 武利生;楊紅星;褚杰輝;張玉勝;趙達森
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發明一種智能懸桿測流裝置，屬于水文測驗技術領域，具體涉及一種水文測站用于對河流進行測速和測深的智能懸桿測流裝置。

背景技術

水文部門常年對河道的水文要素進行測驗，其中水位水深、流速流量的測量是水文測驗工作的重中之重。利用懸桿測流法對河流進行測速、測深是一種廣泛應用的測流方法，目前所采用的大部分懸桿主要用于承載流速儀沉入水面對河流進行流速的測量，而在水文站廣泛應用的測流懸桿中，在測流過程中存在著各式各樣的問題。一方面，目前采用的多數測流懸桿只能承載流速儀進行河流流速的測量，而不能進行水深的測量；也有部分懸桿中通過在繩索的導向輪上安裝編碼器，根據繩索收放長度獲得懸桿升降高度以測量水深，這種方法不僅給機械結構上帶來了很大的復雜性，而且編碼器信號到達數據中心的布線也很復雜。另一方面，測流數據傳輸到吊箱數據中心需要通過傳輸線，這種有線的傳輸方法在設計、安裝、操作時給設計人員和操作人員都帶來很大的不便，而且傳輸線在運行中容易被掛斷。此外，目前所采用的懸桿多為圓管，不利于導向且易受到水流沖擊而傾斜。總體而言，目前采用的測流懸桿功能不夠完善，信號傳輸的手段較為落后，集成化、智能化、自動化程度低，不僅給測流人員帶來極大的不便，而且存在一些安全隱患。

發明內容

本發明一種智能懸桿測流裝置，目的在于為了克服上述現有技術存在的問題，提供一種集測速和測深功能于一體，將所有采集的信號通過無線網絡一并傳送到數據中心，且還能夠自動判斷水面和水底的功能完整而獨立的智能懸桿測流裝置的技術方案。

本發明一種智能懸桿測流裝置，其特征在于是一種集測速和測深功能于一體，將所有采集的信號通過無線網絡一并傳送到數據中心，且還能夠自動判斷水面和水底的功能完整而獨立的智能懸桿測流裝置，該裝置由懸桿體1、懸桿導向組件2、吊箱機架3、懸桿升降卷筒4、懸桿起重索5、懸索導向輪6、測深托盤7、流速儀安裝架8、流速儀9、懸桿電控箱10、發射天線11、無線傳感器模塊12、加速度傳感器13、蓄電池14、測距傳感器15和太陽能電池板16組成，所述懸桿導向組件2分為上、下兩部分，兩部分同心布設在吊箱機架3的頂部和底部，垂直升降的懸桿體1從懸桿導向組件2的中心穿過；吊箱機架3底部設有懸桿升降卷筒4、懸索導向輪6，懸桿起重索5從測深托盤7底端引出，通過懸索導向輪6后纏繞在懸桿升降卷筒4上；所述測深托盤7與懸桿體1同軸，焊接在懸桿體1的底端；在測深托盤7偏上約15公分處，設有用于安裝流速儀9的流速儀安裝架8；所述懸桿電控箱10底部固接在懸桿體1頂面上，懸桿電控箱10內部設有無線傳感器模塊12、加速度傳感器13和蓄電池14，懸桿電控箱10頂部設有發射天線11、太陽能電池板16，懸桿電控箱10底部安裝有測距傳感器15。

上述一種智能懸桿測流裝置，其特征在于所述加速度傳感器13是一種用于感應測深托盤7觸底時振動信號的傳感器。

上述一種智能懸桿測流裝置，其特征在于所述測距傳感器15是用于測量懸桿體1頂端距水面距離的非接觸式測距傳感器。

上述一種智能懸桿測流裝置，其特征在于位于本裝置上的無線傳感器模塊12是發送模塊，在數據中心還設有用于接收數據的無線傳感器接收模塊。

上述一種智能懸桿測流裝置，其特征在于所述懸桿體1為方形截面的不銹鋼管。

上述一種智能懸桿測流裝置，其特征在于為避免與懸桿拉偏索的干涉，所述流速儀安裝架8前端設計成45度的折彎型。

本發明一種智能懸桿測流裝置，其優勢在于：（1）由于本發明所采用的流速儀9是旋槳流速儀，利用水體本身阻值對旋槳流速儀的信號進行分析處理，可以分離出水面信號和流速信號，而采用的加速度傳感器13感應到的測深托盤7觸及河底時的振動信號可作為水底信號，因此本發明實現了自動判斷水面和水底的功能。（2）本發明所采用的測距傳感器15測量的是懸桿體1頂端距水面距離。在流速儀9入水時，測距傳感器15記錄下一個距離，當測深托盤7到達水底時，測距傳感器記錄下另一個距離，兩次距離的差值即為水深。因此，與現有技術相比，僅在懸桿體1上就集成了測速和測深功能。（3）由于在本裝置上設有的無線傳感器發送模塊可以將所有采集的信號整合在一起，并通過無線網絡發射出去；在另一端的數據中心設有無線傳感器接收模塊，用于接收發送過來的信號，實現了所有測流數據的無線傳輸，避免了現有技術有線傳輸的弊端；（4）由于采用了太陽能電池板16加蓄電池14的充電供電自給形式，不需外部提供電源。綜上所述，本發明是一個功能完整而獨立的測流系統。

附圖說明。

圖1為本發明智能懸桿測流裝置結構示意圖；