[發明專利]智能防洪預警系統的水流沖擊深度監測裝置

在審

• 申請號: 202011625220.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112857201A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李瑞清;姚曉敏;張兵;年夫喜;陳雷
• 申請（專利權）人: 湖北省水利水電規劃勘測設計院
• 主分類號: G01B7/26
• 分類號: G01B7/26;G01P5/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;劉代樂

本發明涉及水文監測技術領域，具體涉及智能防洪預警系統的水流沖擊深度監測裝置。包括控制器、轉接機構、旋板和若干個沖擊感測單元，若干個沖擊感測單元沿垂直于水面的方向埋置于泥沙中，每個沖擊感測單元均包括一個磁裝置和一個與磁裝置相對設置的磁感測元件，沖擊感測單元的信號輸出端與控制器的信號輸入端電性連接，每個磁裝置均通過一個旋板與轉接機構連接，磁裝置固設于旋板一端，旋板另一端與轉接機構轉動連接，旋板的上端面設有弧狀凸出部，旋板下端面為平面。采用埋置于泥沙中垂直線性排列的沖擊感測單元，以檢測磁場改變的方式，得知泥沙被水流沖擊的位置進而得出沖擊深度，其具有低成本、結構簡單、容易大量布置的優勢。

技術領域

本發明涉及水文監測技術領域，具體涉及智能防洪預警系統的水流沖擊深度監測裝置。

背景技術

公路過河橋梁其橋墩結構系統的安全性與穩定性，取決于橋墩基礎受河流長期沖刷而淘空的嚴重程度，即沖深程度。而在河流防洪預警中，沖深程度作為重要的防洪預警判斷指標，其同樣重要。

沖深程度取決于河流的流量、流速、夾帶砂石數量、河床土質及組成和水流通過的截面積等因素，在河流豐水期這些因素影響明顯，導致局部沖刷計算公式并不可靠，目前還無法通過計算獲得準確的水流沖擊深度數據。而洪峰來臨時大量洪水夾帶砂石對橋墩基礎產生持續性沖擊，在橋基邊壁附近產生渦流并持續向下掏空基礎外圍的土層，在持續反復的洪水作用下，橋墩基礎底部河床將產生嚴重的局部沖刷，進而影響高架橋梁基礎的穩定與安全。

因此，準確的沖擊深度對于橋梁安全和防洪均具有重大意義，如何有效獲取沖擊深度數據成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種智能防洪預警系統的水流沖擊深度監測裝置，能夠實時測量水流沖擊深度。

本發明技術方案為：包括控制器、轉接機構、旋板和若干個沖擊感測單元，若干個所述沖擊感測單元沿垂直于水面的方向埋置于泥沙中，每個所述沖擊感測單元均包括一個磁裝置和一個與磁裝置相對設置的磁感測元件，所述沖擊感測單元的信號輸出端與控制器的信號輸入端電性連接，每個所述磁裝置均通過一個旋板與轉接機構連接，所述磁裝置固設于旋板一端，所述旋板另一端與所述轉接機構轉動連接，所述旋板的上端面設有弧狀凸出部，所述旋板下端面為平面。

較為優選的，所述轉接機構包括設置于旋板兩側的豎桿和與旋板端部轉動連接的轉軸，所述豎桿垂直插設于河底泥沙內。

較為優選的，所述旋板包括平面段和與所述平面段連接的凸面段，所述平面段端部連接轉接機構，所述凸面段端部連接磁裝置。

較為優選的，所述凸面段包括陡坡面和緩坡面，所述陡坡面迎向水流方向設置，所述陡坡面與緩坡面圓滑過渡連接，所述陡坡面與緩坡面連接處為凸面段最凸點。

較為優選的，還包括固定柱，所述固定柱垂直插設于河底泥沙內，所述磁感測元件沿豎直方向均勻固定于所述固定柱上。

較為優選的，所述磁感測元件的感測面朝向磁裝置設置。

較為優選的，當所述旋板水平時，所述磁裝置對應磁感測元件感測面的上部或下部。

本發明的有益效果為：采用埋置于泥沙中垂直線性排列的沖擊感測單元，以檢測磁場改變的方式，得知泥沙被水流沖擊的位置進而得出沖擊深度，其具有低成本、結構簡單、容易大量布置的優勢，且能檢測泥沙匯流的情形，形成實時的監控，提供防洪信息，并保證橋墩結構的穩定性。通過旋板旋轉式固定磁裝置，并通過凸面設計實現旋板的擺動，通過旋板的擺動頻率變化，有效實現流速監測，通過旋板的旋轉角度實現磁場大小變化，從而實現水流強度監測，為防洪預警提供更全面的數據支撐。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明沖擊感測單元布置方式結構示意圖。