[發明專利]一種水庫安全在線自動監測系統

有效

• 申請號: 201610944200.1
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106500766B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 李聰;徐征和;王中華;李春梅;張中偉;孟凡民
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種水庫安全在線自動監測系統，其特征是，包括壩體滲流監測裝置、水位監測裝置、壩體深陷及平移監測裝置、無線通信網絡和后臺管理系統，所述的壩體滲流監測裝置、水位監測裝置和壩體深陷及平移監測裝置分別接入無線通信網絡與后臺管理系統相連，并將現場監測數據發送給后臺管理系統，所述后臺管理系統根據壩體滲流監測裝置、水位監測裝置和壩體深陷及平移監測裝置的現場監測數據進行預警判斷，如果監測數據達到設定值則發出預警信息；

所述壩體滲流監測裝置包括測壓管、水位測量裝置和數據采集終端，所述測壓管包括若干個在水利工程中預先設置、用于對壩體進行監測用的測壓管，所述水位測量裝置設置在測壓管內用以測量測壓管內的水位，所述數據采集終端用以采集水位測量裝置測量的水位數據并通過無線通信網絡發送給后臺管理系統，所述后臺管理系統根據水位數據信息定性分析測壓管水位的變化過程、位勢過程以及水庫壩體滲漏量變化過程，并結合外界溫度情況對水庫壩體進行安全警示；所述水位測量裝置包括水位輪、測纜、浮子、卷揚輪、齒輪組、蝸桿、牙輪、字輪組和恒轉矩電機，所述測纜纏繞于卷揚輪工作圓周的凹槽中，其引出端繞經水位輪的工作圓周后與位于水位輪下方的浮子相連接，所述卷揚輪與水位輪在同一垂直面上工作，所述恒轉矩電機的輸出軸與卷揚輪的驅動輪嚙合連接，水位輪與齒輪組中相同周長的齒輪共軸，所述齒輪組與蝸桿嚙合，蝸桿軸與牙輪軸連接，牙輪分別與字輪組中對應的字輪嚙合；所述浮子隨測壓管內水位的變化而上下浮動，所述的水位輪、卷揚輪、齒輪組、蝸桿、牙輪、字輪組和恒轉矩電機設置在測壓管內上端，所述字輪組中每個字輪圓周表面指代0～9的十個弧段上分別設置有對應數值0～9的二維碼標識。

2.根據權利要求1所述的一種水庫安全在線自動監測系統，所述水位測量裝置還包括STM8L151單片機、電源控制電路、電機驅動電路和GPRS模塊，所述STM8L151單片機分別與電源控制電路、電機驅動電路和GPRS模塊相連，所述電源控制電路與數據采集終端相連，所述電機驅動電路與恒轉矩電機的控制端相連，所述GPRS模塊與后臺管理系統相連。

3.根據權利要求2所述的一種水庫安全在線自動監測系統，其特征是，所述數據采集終端包括攝像頭、補光燈、STM32F407單片機、存儲器和電源模塊，所述攝像頭正對字輪組設置，所述補光燈設置在攝像頭附近且光線射向字輪組，所述STM32F407單片機分別與攝像頭、補光燈、存儲器和STM8L151單片機相連，所述電源模塊分別與電源控制電路、攝像頭和STM32F407單片機電連接。

4.根據權利要求3所述的一種水庫安全在線自動監測系統，其特征是，所述二維碼標識包括依次設置的數值上半部識別區、上半部間隔區、數值下半部識別區和下半部間隔區；所述數值上半部識別區和數值下半部識別區均包括二進制表示的定位信息、位數信息、數值半部位置信息和數值信息；每一個數值0～9的二維碼標識所包含的數值上半部識別區和數值下半部識別區的位數信息和數值信息是相同的；所述定位信息包括設置在數值上半部識別區或數值下半部識別區的左上角三組信息和右下角三組信息，所述位數信息包括設置在數值上半部識別區或數值下半部識別區右上角的三組信息，所述數值半部位置信息包括設置在數值上半部識別區或數值下半部識別區中心位置的一組信息，所述數值信息包括設置在數值上半部識別區或數值下半部識別區左下角的四組信息；所述的定位信息、位數信息、數值半部位置信息和數值信息中的每組信息為N*N點陣，N為大于等于3的正整數。

5.根據權利要求1所述的一種水庫安全在線自動監測系統，其特征是，所述水位監測裝置包括水位尺和水位檢測裝置，所述水位尺設置在水庫中，所述水位檢測裝置設置在水庫壩體上用以采集水庫水位數據；所述水位尺包括帶刻度的標尺，標尺設置在底座上，在標尺上設置有沿標尺隨水位升降而上下移動的浮標，所述浮標朝向水位檢測裝置的一側面上設置有反光條，所述標尺的上端設置有球狀防脫帽。