视频静力水准仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种视频静力水准仪，包括储液桶（1）、可视的水位刻度（2）和摄像头（3），水位刻度（2）用于即时体现储液桶（1）内水位的高度，摄像头（3）用于拍摄水位刻度（2）。本发明可通过水位刻度直观、准确地显示储液桶内水位的高度，再通过摄像头拍摄水位刻度实现水位变化的远程监测，杜绝了因位移计故障、温度漂移、补偿电路故障等引起的水位误判，提高了水位变化量检测结果的可靠性；实现了远程网络监测，提高了监测效率，降低了监测成本，特别适用于地铁、高铁、大坝等工程领域；可独立使用，也可与传统带位移计的静力水准仪配合使用，使用摄像头拍摄到的水位对位移计采集到的水位数据进行校验。
【专利说明】视频静力水准仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程项目水位监测领域，特别是涉及一种视频静力水准仪。
【背景技术】
[0002]静力水准系统是测量两点或多点间相对沉降的精密仪器，主要用于大坝、核电站、高层建筑、基坑、隧道、桥梁、地铁等垂直位移和倾斜的监测。静力水准系统一般安装在被测物体等高的测墩上或被测物体墙壁等高线上，在使用中，多个静力水准仪的储液桶之间通过通液管连通。
[0003]传统静力水准仪的结构如图1所示，设置有浮子和位移计，浮子位置随液位的变化而同步变化，由位移计测出该位移的变化量，每一个储液桶的液位由位移计测出，由此测出各静力水准仪的液位变化量。在使用过程中，存在因位移计损坏而致使测量数据出现错误的情况，而且位移计的测量准确度受温度等环境因素的干扰比较严重，无法避免温度漂移，准确度无法保障；为了解决温度漂移的问题，通常采用温度补偿的方式来补偿干扰，然而温度补偿电路本来也存在故障隐患，也无法保障静力水准仪的准确度。而静力水准仪通常应用于土木工程项目的长期适时无人值守环境，发生异常时工程师不能马上到现场观察、效验，这就会造成严重误判，给工程项目造成重大影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种视频静力水准仪，通过水位刻度直观地显示储液桶内水位的高度，再通过摄像头拍摄水位刻度实现水位变化的远程监测，杜绝因传统静力水准仪位移计故障、温度漂移、补偿电路故障等引起的水位误判，提高水位变化量检测结果的可靠性。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:视频静力水准仪，包括储液桶、可视的水位刻度和摄像头，水位刻度用于即时体现储液桶内水位的高度，摄像头用于拍摄水位刻度。
[0006]所述的水位刻度设置在储液桶的内壁或外壁上。
[0007]所述的储液桶的顶盖上竖直向下安装有刻度尺，或储液桶的底部竖直向上安装刻度尺，水位刻度设置在刻度尺上水位刻度设置在刻度尺上。
[0008]所述的储液桶上设置有固定座，固定座上竖直向下安装有刻度尺，水位刻度设置在刻度尺上。
[0009]所述的视频静力水准仪还包括至少一个透明水位管，透明水位管的底部与储液桶相连通构成连通器，所述的水位刻度设置在透明水位管的内壁或外壁上。
[0010]摄像头与储液桶之间可通过一体式结构或分体式结构连接。摄像头可装在储液桶内部，也可以装在储液桶外部。
[0011]视频静力水准仪还包括水位刻度智能读取装置，水位刻度智能读取装置与摄像头的输出端相连接，水位刻度智能读取装置用于根据摄像头所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
[0012]所述的水位刻度智能读取装置与视频静力水准仪自成一体，或与视频静力水准仪采用分体式结构连接。
[0013]视频静力水准仪还包括显示屏，显示屏与水位刻度智能读取装置的输出端相连接，显示屏与视频静力水准仪自成一体，显示屏用于显示水位刻度智能读取装置读取的水位高度数值。
[0014]所述的水位刻度智能读取装置上设置有通讯总线接口，用于实现水位刻度智能读取装置与上位机或监测中心服务器的连接。
[0015]视频静力水准仪还包括监测中心服务器，摄像头通过通信线路与监测中心服务器相连，监测中心服务器上设置有图像分析处理软件，图像分析处理软件用于根据摄像头所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
[0016]可以由工作人员人为观察水位刻度图像以判断水位高度数值，也可以经软件分析和处理得出水位高度数值。
[0017]经软件分析和处理智能地得出水位高度数值的实现方式包括两种:
(1)视频静力水准仪还包括监测中心服务器，摄像头通过通信线路与监测中心服务器相连，监测中心服务器上设置有图像分析处理软件，图像分析处理软件用于根据摄像头所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
[0018](2)视频静力水准仪自带水位刻度智能读取装置，水位刻度智能读取装置与摄像头的输出端相连接，水位刻度智能读取装置与视频静力水准仪自成一体，水位刻度智能读取装置用于根据摄像头所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。在此基础上，还可设置一个显示屏，显示屏与水位刻度智能读取装置的输出端相连接，显示屏与视频静力水准仪自成一体，显示屏用于显示水位刻度智能读取装置读取的水位高度数值。
[0019]当然，水位刻度智能读取装置也可以采用与视频静力水准仪分体的结构，即水位刻度智能读取装置设置于视频静力水准仪与监测中心服务器之间。
[0020]进一步地，为了实现远程监控，水位刻度智能读取装置上设置有通讯总线接口，用于实现水位刻度智能读取装置与上位机或监测中心服务器的连接。
[0021]本发明可独立应用在储液桶上，通过摄像头远程拍摄水位刻度直接监测储液桶中水位的变化值；也可与传统带位移计的静力水准仪配合使用，使用摄像头所拍摄到的水位变化值对位移计所采集到的水位变化数据进行校验。
[0022]本发明的有益效果是:
1)可通过水位刻度直观、准确地显示储液桶内水位的高度，再通过摄像头拍摄水位刻度实现水位变化的远程监测，颠覆了传统静力水准仪水位检测的原理，杜绝了因传统静力水准仪位移计故障而引起的水位误判，也可从根本上避免位移计的温度漂移等影响，同时可避免温度补偿电路故障的影响，摄像头拍摄到的是物理刻度，刻度线及摄像头均不会受到温度漂移的影响，水位变化量检测结果的可靠性高；
2)实现了远程网络监测，提高了监测效率，降低了监测成本，特别适用于地铁、高铁、大坝等工程领域；
3)支持现场读数据、显示数据，在数据异常时，可直接将摄像头拍摄到的刻度图像发送到服务器由工作人员人为观察水位刻度图像以判断水位高度数值； 4)本发明可独立应用在储液桶上，通过摄像头远程拍摄水位刻度直接监测储液桶中水位的变化值，监测结果可靠；也可与传统带位移计的静力水准仪配合使用，使用摄像头所拍摄到的水位变化值对位移计所采集到的水位变化数据进行校验。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为传统带位移计的静力水准仪的结构示意图；
图2为本发明实施例一视频静力水准仪的结构示意图；
图3为本发明实施例二视频静力水准仪的结构示意图；
图4为本发明实施例三视频静力水准仪的结构示意图；
图5为本发明实施例四视频静力水准仪的结构示意图；
图6为本发明实施例五视频静力水准仪的结构示意图一；
图7为本发明实施例五视频静力水准仪的结构示意图二；
图8为本发明实施例六视频静力水准仪的结构示意图；
图中，1-储液桶，2-水位刻度，3-摄像头，4-刻度尺，5-固定座，6-透明水位管，7-位移计，8-浮子，9-连接杆。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0025]视频静力水准仪，包括储液桶1、可视的水位刻度2和摄像头3，水位刻度2用于即时体现储液桶1内水位的高度，摄像头3用于拍摄水位刻度2。
[0026]摄像头3与储液桶1之间可通过一体式结构或分体式结构连接。摄像头3可装在储液桶1内部，也可以装在储液桶1外部。
[0027]视频静力水准仪还包括水位刻度智能读取装置，水位刻度智能读取装置与摄像头3的输出端相连接，水位刻度智能读取装置用于根据摄像头3所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
[0028]所述的水位刻度智能读取装置与视频静力水准仪自成一体，或与视频静力水准仪采用分体式结构连接。
[0029]视频静力水准仪还包括显示屏，显示屏与水位刻度智能读取装置的输出端相连接，显示屏与视频静力水准仪自成一体，显示屏用于显示水位刻度智能读取装置读取的水位高度数值。
[0030]所述的水位刻度智能读取装置上设置有通讯总线接口，用于实现水位刻度智能读取装置与上位机或监测中心服务器的连接。
[0031]视频静力水准仪还包括监测中心服务器，摄像头3通过通信线路与监测中心服务器相连，监测中心服务器上设置有图像分析处理软件，图像分析处理软件用于根据摄像头3所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
[0032]可以由工作人员人为观察水位刻度图像以判断水位高度数值，也可以经软件分析和处理得出水位高度数值。
[0033]经软件分析和处理智能地得出水位高度数值的实现方式包括两种: (1)视频静力水准仪还包括监测中心服务器，摄像头3通过通信线路与监测中心服务器相连，监测中心服务器上设置有图像分析处理软件，图像分析处理软件用于根据摄像头3所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
[0034](2)视频静力水准仪自带水位刻度智能读取装置，水位刻度智能读取装置与摄像头3的输出端相连接，水位刻度智能读取装置与视频静力水准仪自成一体，水位刻度智能读取装置用于根据摄像头3所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。在此基础上，还可设置一个显示屏，显示屏与水位刻度智能读取装置的输出端相连接，显示屏与视频静力水准仪自成一体，显示屏用于显示水位刻度智能读取装置读取的水位高度数值。
[0035]当然，水位刻度智能读取装置也可以采用与视频静力水准仪分体的结构，即水位刻度智能读取装置设置于视频静力水准仪与监测中心服务器之间。
[0036]进一步地，为了实现远程监控，水位刻度智能读取装置上设置有通讯总线接口，用于实现水位刻度智能读取装置与上位机或监测中心服务器的连接。水位刻度智能读取装置将其读取到的水位高度数值发送给监测中心服务器。
[0037]本发明可独立应用在储液桶上1，通过摄像头远程拍摄水位刻度直接监测储液桶1中水位的变化值；也可与传统带位移计的静力水准仪配合使用，使用摄像头3所拍摄到的水位变化值对位移计所采集到的水位变化数据进行校验。
[0038]【实施例1】如图2所示，所述的水位刻度2设置在储液桶1的内壁或外壁上。
[0039]【实施例2】如图3所示，所述的储液桶1的顶盖上竖直向下安装有刻度尺4，水位刻度2设置在刻度尺4上。
[0040]当然，刻度尺4也可从储液桶1的底部竖直向上安装。
[0041]【实施例3】如图4所示，所述的储液桶1上设置有固定座5，固定座5上竖直向下安装有刻度尺4，水位刻度2设置在刻度尺4上。
[0042]【实施例4】如图5所示，视频静力水准仪还包括一个透明水位管6，透明水位管6的底部与储液桶1相连通构成连通器，所述的水位刻度2设置在透明水位管6的内壁或外壁上。
[0043]如图广4所示，摄像头3与储液桶1之间可通过一体式结构或分体式结构连接，摄像头3可装在储液桶1外部。
[0044]【实施例5】如图6所示，摄像头3也可装在储液桶1内部。摄像头3安装在浮子8上，摄像头3用于拍摄设置在储液桶1内壁上的水位刻度2。
[0045]如图7所示，摄像头3安装在浮子8上，摄像头3用于拍摄设置在刻度尺4上的水位刻度2。
[0046]为了尽量降低浮子8与储液桶1内壁之间的间隙，刻度尺4可做成与储液桶1内壁相配合的圆弧状，水位刻度2设置在圆弧状的刻度尺4上。
[0047]【实施例6】如图8所示，本发明可独立应用在储液桶1上，通过摄像头3远程拍摄水位刻度2直接监测储液桶1中水位的变化值；也可与传统带位移计7的静力水准仪配合使用，使用摄像头3所拍摄到的水位变化值对位移计7所采集到的水位变化数据进行校验。传统静力水准仪包括位移计7、固定座5、储液桶1和浮子8，位移计7通过固定座5安装在储液桶1上，浮子8通过连接杆9安装在位移计7上。
[0048]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.视频静力水准仪，其特征在于:包括储液桶(I)、可视的水位刻度(2)和摄像头(3)，水位刻度(2 )用于即时体现储液桶(I)内水位的高度，摄像头(3 )用于拍摄水位刻度(2 )。
2.根据权利要求1所述的视频静力水准仪，其特征在于:所述的水位刻度(2)设置在储液桶(I)的内壁或外壁上。
3.根据权利要求1所述的视频静力水准仪，其特征在于:所述的储液桶(I)的顶盖上竖直向下安装有刻度尺(4)，或储液桶(I)的底部竖直向上安装刻度尺(4)，水位刻度(2)设置在刻度尺(4)上。
4.根据权利要求1所述的视频静力水准仪，其特征在于:所述的储液桶(I)上设置有固定座(5)，固定座(5)上竖直向下安装有刻度尺(4)，水位刻度(2)设置在刻度尺(4)上。
5.根据权利要求1所述的视频静力水准仪，其特征在于:还包括至少一个透明水位管(6)，透明水位管(6)的底部与储液桶(I)相连通构成连通器，所述的水位刻度(2)设置在透明水位管(6)的内壁或外壁上。
6.根据权利要求1所述的视频静力水准仪，其特征在于:它还包括水位刻度智能读取装置，水位刻度智能读取装置与摄像头(3)的输出端相连接，水位刻度智能读取装置用于根据摄像头(3)所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
7.根据权利要求6所述的视频静力水准仪，其特征在于:所述的水位刻度智能读取装置与视频静力水准仪自成一体，或与视频静力水准仪采用分体式结构连接。
8.根据权利要求6所述的视频静力水准仪，其特征在于:它还包括显示屏，显示屏与水位刻度智能读取装置的输出端相连接，显示屏与视频静力水准仪自成一体，显示屏用于显示水位刻度智能读取装置读取的水位高度数值。
9.根据权利要求6所述的视频静力水准仪，其特征在于:所述的水位刻度智能读取装置上设置有通讯总线接口，用于实现水位刻度智能读取装置与上位机或监测中心服务器的连接。
10.根据权利要求1所述的视频静力水准仪，其特征在于:它还包括监测中心服务器，摄像头(3)通过通信线路与监测中心服务器相连，监测中心服务器上设置有图像分析处理软件，图像分析处理软件用于根据摄像头(3)所拍摄到的水位刻度图像计算出水位高度数值。
【文档编号】G01C5/04GK104296720SQ201410591105
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】杨绍荃, 杨波, 张勇 申请人:四川金码科技有限公司