[發明專利]一種全自動遠程水庫水情監測預警裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202110573370.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113465661B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 張凱;楊鑫;沈光澤;向衍;劉成棟;王亞坤
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D11/30;G01D11/24;G01D11/16;G01D11/00;G01S19/14;G05D1/02;B08B1/00;H04N7/18
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 李浩成

本發明公開了一種全自動遠程水庫水情監測預警裝置及其使用方法，動力裝置為整體裝置在水庫中的移動提供動力，通過控制PC機控制集成監測預警裝置的三維方向移動，同時通過GPS定位裝置記錄集成監測預警裝置在水庫中的地理坐標。集成監測預警裝置包括濁度、電導率、流速及靜水壓力等四個監測模塊。濁度監測模塊利用感光傳感器測量激光發射器產生的激光經過透鏡后形成的散射光束在水中的散射程度獲取水庫水體濁度，電導率監測模塊通過測量水庫水體電阻獲取水庫水體電導率的監測信息，流速監測模塊通過激光粒子成像技術觀測水體中顆粒的位移實現對水庫水體的流速監測，靜水壓力監測模塊利用應力傳感設備實現水庫靜水壓力監測。

技術領域

本發明涉及水庫水情監測預警領域，尤其涉及一種全自動遠程水庫水情監測預警裝置及其使用方法，用于遠程自動監測水庫不同地理坐標、不同水深下的多種水庫水情參數，并基于監測參數結果進行水情預警。

背景技術

水庫具備防洪、灌溉、養魚以及區域供水等諸多功能，因此，水情監測預警對于水庫的管理者而言是一項關鍵的任務，其對于保障水庫安全運行有至關重要的作用。因此，尋求一種高效、穩定、低成本的水庫水情監測預警手段，是相關運行管理人員以及研究人員的關注重點，對保障水庫防洪、調蓄等功能有重大意義。

水庫水情的監測預警主要有監測數據采集和水情預警兩個主要部分，水情預警建立在對大量水情參數監測數據的分析之上。常規的水庫水情現場監測方法，通常是在固定位置布設單一參數的監測裝置。目前，傳統的水情監測存在兩個問題：第一，由于水庫通常面積較大，傳統監測方案很難實現對水情情況的全面監測和了解，現有的固定測點水情監測方法無法全面的實時反映不同位置、深度的水情情況，而采用巡回船只定點采點，同樣難以精確的獲得任意一點的水情監測結果，同時巡回船只定點采點監測成本較高，監測頻率難以保證；第二，由于反映水情特點的參數較多，通常全面系統的水情監測需要涉及多種監測設備，無法通過單一功能的水情監測裝置完成，因此全面的水情監測工作需要安裝多種監測裝置，同時需要多名技術人員參與，工作量相當繁重。

針對上述問題，本發明旨在提供一種可以自動化同步自動監測多種水情參數，且可以實現水庫任意坐標、任意深度實時監測預警的集成裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全自動遠程水庫水情監測預警裝置及其使用方法，并且根據電學、光學、力學原理，集合激光發射器、感光傳感器、應力傳感器、高清攝像機、電壓表及電流表等部件對水庫水情參數進行遠程自動監測，將監測數據傳輸至儲存器中用于水庫水情的綜合分析，并根據水情參數監測結果對水庫水情進行預警。另外，利用裝載在控制盒中的螺旋槳，發電機，控制PC機及GPS定位裝置，實現三維空間下多種水庫水情參數的同步自動采集，并構建反映水庫水情的多參數三維空間監測信息庫，以解決傳統水庫水情監測覆蓋區域有限，無法實現多參數同步自動監測的不足。為了達到上述目的，本發明公開了一種全自動遠程水庫水情監測預警裝置及其使用方法，動力裝置為整體裝置在水庫中的移動提供動力，通過控制PC機控制集成監測預警裝置的三維移動方向，同時通過GPS定位裝置記錄集成監測預警裝置在水庫中的地理坐標。集成監測預警裝置包括濁度、電導率、流速及靜水壓力四個監測模塊。濁度監測模塊利用感光傳感器測量激光發射器產生的激光經過透鏡后形成的散射光束在水中的散射程度獲取水庫水體濁度，電導率監測模塊通過測量水庫水體電阻獲取水庫水體電導率的監測信息，流速監測模塊通過激光粒子成像技術觀測水體中顆粒的位移實現對水庫水體的流速監測，靜水壓力監測模塊利用應力傳感設備實現水庫靜水壓力監測。該裝置的特點是通過光學原理的組合技術，實現了濁度監測模塊、電導率監測模塊、流速監測模塊等多種水庫水情參數的同步自動監測，進而可實現對水庫水情的實時綜合評價，并基于水情監測參數結果進行水情預警。同時，動力裝置擴展了水庫水情監測的測量范圍，動力裝置用于采集水情監測的實時地理坐標，靜水壓力監測模塊通過水壓信息反演水深信息，最終構建反映水庫水情的多參數三維空間監測數據。