双轨移动式智能光学测流系统的制作方法

1.本发明涉及光学测流技术领域，尤其涉及双轨移动式智能光学测流系统。


背景技术：

2.非接触式雷达测流系统是一种用于水利工程领域的仪器，该系统分为测量系统和水力学模型系统，测量系统分为水位和流速测量，水位采集原理为利用雷达发射水面后反射到探头所需要的时间计算出雷达探头到水面的距离，利用多普勒原理，得到表面波流速，通过水力学模型将断面分成n层，每层得到不同的k值，结合表面流速得到平均值，该系统特点是可以用于危险河道的过境检测，避免了底沙、树木等漂浮物对一起的损害，提高安全性；
3.然而现有的雷达测流系统达不到独立完成测流，需要人工进行辅助操作，且测流模式单一，数据不够准确，水底一些动植物容易影响雷达的信号，而如果利用光学进行测流，则影响会更小，因此本发明提出双轨移动式智能光学测流系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提出双轨移动式智能光学测流系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：双轨移动式智能光学测流系统，包括安装杆、充电箱、双轨、运行车、光学测流相机、光学水位计、蓄电池、中控箱、太阳能板、系统控制器、光学测速控制器、流量计算终端、无线电台、遥测终端机和中心站软件，具体步骤为：
6.s1、设备的安装：将安装杆安装在河流两岸，之后在安装杆上分别安装充电箱以及双轨固定板，双轨的两端分别固定在充电箱以及双轨固定板上，运行车下半部分与光学测流相机连接，运行车滑动安装在双轨上，中控箱、蓄电池、太阳能板安装在充电箱一侧的安装杆上光学水位计安装在另一安装杆上，运行车内的电机与外设光学测速控制器信号连接；
7.s2、设备的运行：当光学测速控制器通过无线电台接收到运行指令，控制运行车内的电机控制指令将运行车运行到测流断面指定位置，然后将到位信息通过无线电台发送给系统控制器，系统控制器再通过电台给光学测速控制器发送测流指令；
8.s3、测流检测：光学测流控制器接收到测流指令后，控制光学测速探头开始测速测验，并及时将光学测速探头实测流速数据通过无线电台发送给系统控制器，系统控制器同时采集水位数据，再将水位、流速等数据发送给流量计算终端，实时计算断面流量，从而实现断面无人值守自动测验；
9.s4、设备归位：当完成测流后，将运行车开回室内，自动对准充电控制箱进行充电。
10.通过采用上述技术方案：本发明是一套完整的无人值守的流量测量仪器，可独立完成测验任务，获得流量数据。模块化结构，每部分都很轻便，容易安装、拆卸，方便检修、维
护和更换，利用太阳能板收集太阳能转换电能进行供电，功耗小，只需配小容量电池即可满足长期阴雨天连续工作。
11.进一步的，中控箱包括中空箱体以及中空箱体上的空气壳体、gprs、系统主板以及太阳能充电控制器，通过gprs公网访问省中心服务器；查看测站水位、流量过程线，能在过程线上对突出的点据进行修改，并保留突出点的原始值；在非测流时间，能人工控制增加测次。
12.进一步的，所述运行车采用轴步进电机，保证跨度过大或有坡度时能够正常行驶，采用高性能锂电池作为动力，电池电压受主板控制，智能充电，充电系统用智能电流电压控制，解决充电问题和电池寿命问题，运行车在测每条测速垂线时启动或者停止都会有自动加减速功能，不会产生晃动。
13.通过采用上述技术方案：可根据不同水位级变化自动进行选择对应的垂线数测流，全自动，可满足水文规范的要求，测验精度高。
14.进一步的，步骤s3中测流模式可分为具体以下模式：
15.a)定时实测模式，每天根据设定时间(可现场或远程修改)实测流量；
16.b)在非测流时间，现场能人工控制增加测次；
17.c)加密实测模式；与前次测流水位相比，水位变幅(可现场或远程修改)超过
±
0.5m时，增测一次流量；
18.d)低水位停测模式：当水位低于设定的停测水位值时，系统控制器停止光学测流系统运行；
19.e)低温停测模式：当工作环境温度低于设定的停测温度(如零度)时，系统控制器停止光学测流系统运行。
20.通过采用上述技术方案：本发明测流模式多样化，能够使得测试数据更加精准，测流模式分为常规定时实测模式、临时现场手动加测模式、定量加密实测模式等多种预先设置好的实测模式，实现全自动遥测向省中心服务器发送带时间标签的流量数据，确保测得各次峰、谷和完整的水位和流量变化过程。
21.进一步的，步骤s3测流完成后，将流量、相应水位传送给测站的雨水情信息采集系统，将垂线流速等成果信息发送到省在线测流系统中心，包括：测次，起、止时间，垂线数、垂线起点距、垂线流速、过水面积，水面宽、最大水深、最大流速，相应水位、流量，以及系统运行参数，存贮的数据能下载生成文本文件并直接参与资料整编。
22.进一步的，双轨选取的钢丝绳为直径≥5mm的304不锈钢钢丝绳，间距300mm。
23.通过采用上述技术方案：本发明中采用双轨测流，双轨测流相对比单轨测流，流速测验的精度更高，光学车运行的稳定性及安全性更好，能够有效确保运行车可自动返回充电。
24.进一步的，所述中心站软件可安装于中心站服务器、现场控制服务器，能接收测站发来的各项有关信息(包括水文站遥测水位信息等)，支持b/s方式查询，并能远程下载数据和设置测站工作参数。
25.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
26.1、本发明是一套完整的无人值守的流量测量仪器，可独立完成测验任务，获得流量数据，模块化结构，每部分都很轻便，容易安装、拆卸。方便检修、维护和更换，利用太阳能
板收集太阳能转换电能进行供电，功耗小，只需配小容量电池即可满足长期阴雨天连续工作。
27.2、本发明中，可根据不同水位级变化自动进行选择对应的垂线数测流，全自动，可满足水文规范的要求，测验精度高。
28.3、本发明测流模式多样化，能够使得测试数据更加精准，测流模式分为常规定时实测模式、临时现场手动加测模式、定量加密实测模式等多种预先设置好的实测模式，实现全自动遥测向省中心服务器发送带时间标签的流量数据，确保测得各次峰、谷和完整的水位和流量变化过程。
29.4、本发明中采用双轨测流，双轨测流相对比单轨测流，流速测验的精度更高，光学车运行的稳定性及安全性更好，能够有效确保运行车可自动返回充电。
附图说明
30.图1为本发明提供的双轨移动式智能光学测流系统的主视图；
31.图2为本发明提供的双轨移动式智能光学测流系统的俯视图；
32.图3为本发明提供的双轨移动式智能光学测流系统中中控箱的结构；
33.图4为本发明提供的双轨移动式智能光学测流系统的系统流程图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1
36.如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：双轨移动式智能光学测流系统，包括安装杆1、充电箱2、双轨9、运行车6、光学测流相机8、光学水位计7、蓄电池5、中控箱4、太阳能板3、系统控制器、光学测速控制器、流量计算终端、无线电台、遥测终端机和中心站软件，本发明是一套完整的无人值守的流量测量仪器，可独立完成测验任务，获得流量数据，模块化结构，每部分都很轻便，容易安装、拆卸。方便检修、维护和更换，利用太阳能板3收集太阳能转换电能进行供电，功耗小，只需配小容量电池即可满足长期阴雨天连续工作。
37.其中，中控箱4包括中空箱体41以及中空箱体41上的空气壳体45、gprs44、系统主板43以及太阳能充电控制器42，通过gprs公网访问省中心服务器；查看测站水位、流量过程线，能在过程线上对突出的点据进行修改，并保留突出点的原始值；在非测流时间，能人工控制增加测次，可根据不同水位级变化自动进行选择对应的垂线数测流，全自动，可满足水文规范的要求，测验精度高。
38.其中，运行车6采用轴步进电机，保证跨度过大或有坡度时能够正常行驶，采用高性能锂电池作为动力，电池电压受主板控制，智能充电，充电系统用智能电流电压控制，解决充电问题和电池寿命问题，运行车6在测每条测速垂线时启动或者停止都会有自动加减速功能，不会产生晃动。
39.其中，双轨9选取的钢丝绳为直径≥5mm的304不锈钢钢丝绳，间距300mm，本发明中
采用双轨测流，双轨测流相对比单轨测流，流速测验的精度更高，光学车运行的稳定性及安全性更好，能够有效确保运行车6可自动返回充电。
40.其中，中心站软件可安装于中心站服务器、现场控制服务器，能接收测站发来的各项有关信息(包括水文站遥测水位信息等)，支持b/s方式查询，并能远程下载数据和设置测站工作参数。
41.工作原理：本发明中系统具体包括以下步骤：
42.s1、设备的安装：将安装杆1安装在河流两岸，之后在安装杆1上分别安装充电箱2以及双轨固定板，双轨9的两端分别固定在充电箱2以及双轨9固定板上，运行车6下半部分与光学测流相机8连接，运行车6滑动安装在双轨9上，中控箱4、蓄电池5、太阳能板3安装在充电箱2一侧的安装杆1上光学水位计7安装在另一安装杆1上，运行车6内的电机与外设光学测速控制器信号连接；
43.s2、设备的运行：当光学测速控制器通过无线电台接收到运行指令，控制运行车6内的电机控制指令将运行车6运行到测流断面指定位置，然后将到位信息通过无线电台发送给系统控制器，系统控制器再通过电台给光学测速控制器发送测流指令；
44.s3、测流检测：光学测流控制器接收到测流指令后，控制光学测速探头开始测速测验，并及时将光学测速探头实测流速数据通过无线电台发送给系统控制器，系统控制器同时采集水位数据，再将水位、流速等数据发送给流量计算终端，实时计算断面流量，从而实现断面无人值守自动测验，测流模式可分为具体以下模式：
45.a)定时实测模式，每天根据设定时间(可现场或远程修改)实测流量；
46.b)在非测流时间，现场能人工控制增加测次；
47.c)加密实测模式；与前次测流水位相比，水位变幅(可现场或远程修改)超过
±
0.5m时，增测一次流量；
48.d)低水位停测模式：当水位低于设定的停测水位值时，系统控制器停止光学测流系统运行；
49.e)低温停测模式：当工作环境温度低于设定的停测温度(如零度)时，系统控制器停止光学测流系统运行，本发明测流模式多样化，能够使得测试数据更加精准，测流模式分为常规定时实测模式、临时现场手动加测模式、定量加密实测模式等多种预先设置好的实测模式，实现全自动遥测向省中心服务器发送带时间标签的流量数据，确保测得各次峰、谷和完整的水位和流量变化过程；
50.s4、设备归为：当完成测流后，将流量、相应水位传送给测站的雨水情信息采集系统，将垂线流速等成果信息发送到省在线测流系统中心，包括：测次，起、止时间，垂线数、垂线起点距、垂线流速、过水面积，水面宽、最大水深、最大流速，相应水位、流量，以及系统运行参数，存贮的数据能下载生成文本文件并直接参与资料整编，将运行车6开回室内，自动对准充电控制箱进行充电。
51.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。