[發明專利]一種懸浮式量水堰水位監測系統

在審

• 申請號: 202110172764.9
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112924000A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 陳薇;袁羽;宋國芳;吳巧蓮
• 申請（專利權）人: 南京宥安傳感科技有限公司
• 主分類號: G01F23/56
• 分類號: G01F23/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：包括三角形水位尺(1)、小球(2)、硬塑料圓柱體(3)、凹槽擋板(4)、連接桿(5)、構筑物（6）、水平面(7)、攝像機(8)、網絡服務器(9)；

所述三角形水位尺（1）固定于小球（2）上，與小球（2）連成一體漂浮于水平面（7）上并安裝在硬塑料圓柱體（3）內，并且三角形水位尺(1)上部露出硬塑料圓柱體(3)外用于測量水位；凹槽擋板（4）用于保護三角形水位尺（1）并減小三角形水位尺（1）的水平位移；硬塑料圓柱體(3)通過連接桿(5)與構筑物(6)連接；攝像機(8)正對三角形水位尺(1)的測量面，其拍攝中心線與三角形水位尺(1)露出部分表面垂線的夾角不超過±60度；攝像機(8)拍攝的三角形水位尺(1)的圖像通過網絡傳送給網絡服務器(9)。

2.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：所述三角形水位尺（1）長50厘米，每個三角形高1毫米，寬10毫米，三角形水位尺（1）露出部分沒有三角形時記為0刻度，露出一個三角形記為0.001米刻度，以此類推，三角形水位尺（1）由不銹鋼材料制成，并且三角形水位尺（1）必須保持豎直，三角形水位尺上的三角形較小，可以達到高精度量水堰水位測量的效果。

3.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：小球（2）為空心，有足夠的浮力力保證小球（2）與三角形水位尺（1）能夠漂浮于水平面（7）之上。

4.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：凹槽擋板（4）長50厘米，固定于硬塑料圓柱體（3）上表面，方向豎直向上，三角形水位尺（1）包裹在凹槽內，三角形水位尺（1）的水平位移足夠小以至于可以忽略，保證了攝像機拍攝的水位尺圖片的準確性。

5.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：硬塑料圓柱體（3）直徑足夠大，以至于可以忽略與小球（2）之間的摩擦，硬塑料圓柱體（3）通過兩根連接桿（5）固定在構筑物（6）上，并且下端進入水平面（7），上端露出水平面（7）。

6.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：連接桿（5）之間通過焊接連接，連接桿（5）通過螺釘與構筑物（6）連接。

7.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：攝像機（8）安裝在三角形水位尺（1）露出部分的正對面，其拍攝中心線與三角形水位尺（1）露出部分表面垂線的夾角不超過±60度，避免在拍攝過程中因角度過大而導致拍攝出來的水位尺圖像產生嚴重畸變，影響判斷結果。

8.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：網絡服務器（9）中內置卷積神經網絡，用于對攝像機（8）拍攝的水位尺圖像進行識別，識別出三角形水位尺（1）上三角形個數，再通過與初始人工記錄的水位以及三角形水位尺（1）的個數作對比，計算出量水堰水位高度。

9.根據權利要求1所述的一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于：包括如下步驟:

步驟1：將三角形水位尺（1）、小球（2）、硬塑料圓柱體（3）、凹槽擋板（4）、連接桿(5)和攝像機（8）安裝到需要監測的地點；

步驟2；攝像機（8）對水位尺進行拍照；

步驟3：將拍照獲取的水位尺的圖像發送上傳到網絡服務器（9）；

步驟4：網絡服務器（9）對拍攝的水位尺中的三角形水位尺進行圖像識別,識別出此時三角形水位尺（1）露出部分的三角形個數，與初始人工記錄數據作對比從而計算出此時量水堰水位高度；初始人工測量水位為L₀，對應的三角形水位尺（1）露出部分中包含的三角形個數為₁；

攝像機（8）拍攝的圖片通過卷積神經網絡識別三角形水位尺（1）露出部分的完整的三角形個數為₂，不完整的三角形占完整三角形的比例為，則水位高度為L=L₀+0.001（₂+-₁）；

步驟5：根據得到的水位讀數，若水位讀數超過網絡服務器（9）設定的閾值，則進行實時的監測報警。