[發明專利]一種快速感知水情水力要素的終端裝置

在審

• 申請號: 201910142488.4
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109883476A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 黃本勝;郭磊;邱靜;趙璧奎;黃鋒華;雷洪成;洪昌紅
• 申請（專利權）人: 廣東省水利水電科學研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種快速感知水情水力要素的終端裝置，包括載物臺，載物臺上設有太陽能供電系統、主控機、無線通訊模塊以及傳感器模塊，傳感器模塊獲取水位、流速、渠道面積、水質和實時畫面的參數并輸送至主控機，最后向外傳遞參數。該終端裝置集成化程度高、適應性強以及使用方便，具體表現在組合了多種傳感器，并將傳感器統一設置在載物臺上，使得轉移載物臺便能夠轉移渠道上的監測位置；而且該終端裝置能夠開展壓力水位關系研究、聲波頻率變化與水流流速關系研究、聲吶回波數據處理及渠道截面形態關系研究等，全面分析提高測量精度。此發明用于監測設備領域。

技術領域

本發明涉及監測設備領域，特別是涉及一種快速感知水情水力要素的終端裝置。

背景技術

取水計量是貫徹落實最嚴格水資源管理制度的根本保證，渠道計量是實現農業取水統計的重要手段。目前，渠道計量方法主要有水工建筑物法、堰槽測流法、渠道型多普勒流速儀發、水位流量關系法等，實踐表明各方法均存在一定局限性，表現為：(1)集成化程度不高。計量、數據存儲以傳輸、供電、視頻監控等功能單元相對獨立，各單元之間數據通訊及輔助協調性不足，容易造成數據及功能異常。(2)計量建設難度大，維護成本高。各功能單元分屬不同類型或品牌，現場安裝有各自的要求，安裝難度大，后續維護成本高。(3)適應性不廣。不同的計量方法均存在一定的適應性要求。如水工建筑物法和堰槽法需停水土建施工，造價高，工期長；多普勒流速儀法造價高、易受外界干擾；水位流量關系法精度低、率定難度大等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高集成、高穩定、高適應、輕量化、簡便化的快速感知水情水力要素的終端裝置。

本發明所采取的技術方案是：

一種快速感知水情水力要素的終端裝置，包括載物臺，所述載物臺上設有太陽能供電系統、主控機、無線通訊模塊以及傳感器模塊，太陽能供電系統向主控機、無線通訊模塊和傳感器模塊供電，傳感器模塊獲取水位、流速、渠道面積、水質和實時畫面的參數并輸送至主控機，主控機連接無線通訊模塊向外傳遞參數。

作為上述方案的改進，載物臺為棒體狀，太陽能供電系統包括太陽能板和蓄電池，所述傳感器模塊包括可見光攝像頭、紅外線攝像頭、聲吶傳感器、水質傳感器、水位傳感器、流速傳感器和自校傳感器，所述太陽能板設置在載物臺的上端，可見光攝像頭和紅外線攝像頭設置在載物臺的上端，并且在使用時高于水面，聲吶傳感器、水質傳感器、水位傳感器、流速傳感器和自校傳感器設置在載物臺的下端，并且在使用時低于浸入水面。

作為上述方案的改進，水位傳感器為壓力傳感器。

作為上述方案的改進，流速傳感器為多普勒流速傳感器，多普勒流速傳感器包括多個聲波發射裝置，多個發聲裝置沿載物臺的軸向分布。

作為上述方案的改進，載物臺安裝在渠道中，聲吶傳感器通過聲波反射獲取渠道的固璧邊界。

作為上述方案的改進，水質傳感器至少包括監測密度、鹽度和濁度指標的小型傳感器。

作為上述方案的改進，無線通訊模塊使用GPRS網絡傳遞數據。

作為上述方案的改進，傳感器模塊還包括熱成像攝像頭。

作為上述方案的改進，載物臺的管壁為夾層結構，包括外管壁和內管壁，主控機、蓄電池和無線通訊模塊安裝在內管壁的內側，傳感器模塊安裝在外管壁上。

作為上述方案的改進，載物臺內注入有惰性氣體。

本發明的有益效果：該終端裝置集成化程度高、適應性強以及使用方便，具體表現在組合了多種傳感器，并將傳感器統一設置在載物臺上，使得轉移載物臺便能夠轉移渠道上的監測位置；而且該終端裝置能夠開展壓力水位關系研究、聲波頻率變化與水流流速關系研究、聲吶回波數據處理及渠道截面形態關系研究等，全面分析提高測量精度。

附圖說明