水文监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种监测装置，尤其是一种水文监测装置。


背景技术：

2.水文监测是为了适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数收集而进行的实时监测，其中，为了方便对水文环境进行了解，工作人员通常会在河流中设置水文监测装置进行水文监测，根据位置的不同，重要的监测位置会设置长期监测点，非重要位置则会设置临时的监测点。
3.目前，水文监测的方式多种多样，但如何有效适应不同区域水文监测一直是本技术领域急需解决的难题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种水文监测装置，其能有效适应不同区域的水文监测，提高水文监测的稳定性与可靠性。
5.按照本实用新型提供的技术方案，所述水文监测装置，包括可漂浮于待监测水域水面的支撑定位浮圈、用于将支撑定位浮圈稳定于所在水域的监测稳定锚、用于监测支撑定位浮圈所在水域水文状态的水文状态监测单元以及与所述水文状态监测单元适配电连接的水文状态采集传输装置，其中，
6.所述水文状态监测单元包括用于监测支撑定位浮圈所在水域水深的液位深度监测器、用于监测支撑定位浮圈所在水域水流方向的水流方向监测器和/或用于监测支撑定位浮圈所在水域电导率的电导率监测器；
7.通过水文状态采集传输装置将水文状态监测单元监测支撑定位浮圈所在水域的水深、水流方向和/或电导率向外发送传输。
8.所述水文状态采集传输装置密封于监测连接支架内，支撑定位浮圈套置在监测连接支架上，并与所述监测连接支架紧固连接；
9.支撑定位浮圈漂浮于待监测水域水面时，监测稳定锚位于支撑定位浮圈以及监测连接支架的下方，且监测稳定锚与监测连接支架适配连接。
10.所述监测连接支架包括用于收纳水文状态采集传输装置的支架上部体以及与所述支架上部体适配连接的支架下部体，其中，
11.监测连接支架与支撑定位浮圈紧固连接时，支架上部体位于支撑定位浮圈上方，支架下部体贯穿支撑定位浮圈并支架下部体与支撑定位浮圈紧固连接，且所述支架下部体的下端部位于支撑定位浮圈的下方。
12.所述水流方向监测器包括利用水流驱动支撑定位浮圈、监测连接支架在水域内转动的流向标单元以及用于监测转动后方位信息的方位传感器，其中，
13.流向标单元位于支撑定位浮圈的下方，并支架下部体穿出支撑定位浮圈的端部固定连接，方位传感器位于支撑定位浮圈上方，并固定装配于支架上部体上。
14.所述流向标单元包括流向标连杆、设置于所述流向标连杆一端部的流向导流板以及设置于所述流向标连杆另一端部的流向尾翼板，其中，
15.流向导流板、流向尾翼板位于同一平面内，且流向导流板的面积小于流向尾翼板的面积；流向标连杆的长度方向与监测连接支架的长度方向相互垂直。
16.电导率传感器固定装配于支架下部体上，且位于支撑定位浮圈的下方。
17.所述液位深度监测器包括液位传感器以及与所述液位传感器电连接的液位传感器线缆，液位传感器通过液位传感器线缆与水文状态采集传输装置适配电连接；
18.支撑定位浮圈漂浮于待监测水域水面时，液位传感器直接沉于支撑定位浮圈所在水域的水底，所述液位传感器包括压力传感器。
19.所述监测稳定锚包括锚体以及与所述锚体适配连接的锚链，其中，
20.锚体利用锚链与监测连接支架连接，且支撑定位浮圈以及监测连接支架利用锚链在水域内相对锚体转动。
21.还包括用于提供电能的太阳能光伏板，所述太阳能光伏板通过光伏板支架位于支撑定位浮圈的正上方。
22.还包括用于输出警示信息的航道警示器。
23.本实用新型的优点：利用支撑定位浮圈能将整个水文监测装置漂浮于待监测水域的水面，利用监测连接支架能实现对水文状态采集传输装置以及蓄电池的收纳与密封，提高工作的稳定性与可靠性；利用太阳能光伏板将太阳能转换为电能，提高水文监测装置供电的适应性；利用监测稳定锚将支撑定位浮圈以及监测连接支架稳定在待监测水域，利用水文状态监测单元可实现对待监测水域的水文状态监测，利用水文状态采集传输装置将所监测的水文状态传输或存储，即能有效适应不同区域的水文监测，提高水文监测的稳定性与可靠性。
附图说明
24.图1为本实用新型的结构示意图。
25.图2为本实用新型将监测稳定锚移除时的爆炸图。
26.图3为本实用新型将监测稳定锚移除时的示意图。
27.图4为本实用新型水文状态采集传输装置的示意图。
28.图5为本实用新型监测连接支架的分布示意图。
29.图6为本实用新型锚链的局部放大图。
30.图7为本实用新型的水文状态采集传输装置的电路连接示意图。
31.附图标记说明：1-太阳能光伏板、2-航道警示器、3-监测连接支架、4-支撑定位浮圈、5-方位传感器、6-蓄电池、7-电导率监测器、8-流向导流板、9-流向标连杆、10-流向尾翼板、11-液位传感器线缆、12-液位传感器、13-锚链、14-锚体、15-水文状态采集传输装置、16-警示器支架、17-光伏板支架、18-锚链连接环、19-封盖、20-支架上部体、21-支架下部体、22-采集传输装置支撑块、23-支架连板、24-连杆套、25-数据传输仪、26-套体连杆、27-模拟信号采集板、28-流向标变压器、29-数据传输仪变压器、30-太阳能板控制器、31-总电源变压器、32-支架外圈板、33-下部体内槽、34-锚链第一转动体、35-锚链第二转动体、36-方位采集控制板。
具体实施方式
32.下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
33.如图1所示，为了能有效适应不同区域的水文监测，提高水文监测的稳定性与可靠性，本实用新型包括可漂浮于待监测水域水面的支撑定位浮圈4、用于将支撑定位浮圈4稳定于所在水域的监测稳定锚、用于监测支撑定位浮圈4所在水域水文状态的水文状态监测单元以及与所述水文状态监测单元适配电连接的水文状态采集传输装置15，其中，
34.所述水文状态监测单元包括用于监测支撑定位浮圈4所在水域水深的液位深度监测器、用于监测支撑定位浮圈4所在水域水流方向的水流方向监测器和/或用于监测支撑定位浮圈4所在水域电导率的电导率监测器7；
35.通过水文状态采集传输装置15将水文状态监测单元监测支撑定位浮圈4所在水域的水深、水流方向和/或电导率向外发送传输。
36.具体地，支撑定位浮圈4呈环状，支撑定位浮圈4可以采用聚乙烯等材料制成，支撑定位浮圈4所采用的材料，以能满足漂浮在待监测水域水面为准，此处不再一一列举说明。支撑定位浮圈4漂浮于待监测水域的水面上后，为了提高区域水文监测的可靠性，需要利用监测稳定锚将支撑定位浮圈4稳定在所述支撑定位浮圈4所在的区域，避免漂浮的支撑定位浮圈4流动至非监测水域。
37.通过水文状态监测单元能监测支撑定位浮圈4所在监测水域的水文状态，水文状态采集传输装置15与水文状态监测单元电连接，水文状态采集传输装置15主要实现对水文状态监测单元的水文状态采集，并将所采集水文状态向外传输，通过水文状态采集传输装置15将采集的水文状态传输对象包括监测服务器或监测终端，所述监测终端可以为智能手机等终端形式，具体传输对象可以根据需要选择，以能满足实际的水文状态接收为准。
38.本实用新型实施例中，水文状态监测单元所监测的水文状态包括水深状态、水流方向和/或电导率，其中，通过液位深度监测器实现水域水深的监测，通过水流方向检测器实现水流方向的监测，通过电导率监测器7实现水域水的电导率监测。当然，在具体实施时，水文状态监测单元还可以监测其他所需的水文信息，具体所监测的水文状态可以根据需要选择，以能满足实际监测需求为准。
39.如图1、图2和图3所示，所述水文状态采集传输装置15密封于监测连接支架3内，支撑定位浮圈4套置在监测连接支架3上，并与所述监测连接支架3紧固连接；
40.支撑定位浮圈4漂浮于待监测水域水面时，监测稳定锚位于支撑定位浮圈4以及监测连接支架3的下方，且监测稳定锚与监测连接支架3适配连接。
41.为了提高水文状态采集传输装置15工作的稳定性与可靠性，具体实施时，将水文状态采集传输装置15密封在监测连接支架3内，密封后，避免监测水域的水影响或损坏水文状态采集传输装置15。具体工作时，支撑定位浮圈4套置在监测连接支架3上，水文状态采集传输装置15位于支撑定位浮圈4的上方。此外，支撑定位浮圈4漂浮于待监测水域水面时，监测稳定锚位于支撑定位浮圈4以及监测连接支架3的下方，且监测稳定锚与监测连接支架3适配连接，即通过监测稳定锚与监测连接支架3的配合，以将监测连接支架3以及支撑定位浮圈4稳定在待监测水域。具体实施时，所述稳定，具体是指将支撑定位浮圈4以及监测连接支架3在预设的监测区域内。
42.如图2、图3和图5所示，所述监测连接支架3包括用于收纳水文状态采集传输装置
15的支架上部体20以及与所述支架上部体20适配连接的支架下部体21，其中，
43.监测连接支架3与支撑定位浮圈4紧固连接时，支架上部体20位于支撑定位浮圈4上方，支架下部体21贯穿支撑定位浮圈4并支架下部体21与支撑定位浮圈4紧固连接，且所述支架下部体21的下端部位于支撑定位浮圈4的下方。
44.具体地，监测连接支架3包括支架上部体20以及支架下部体21，通过支架上部体20，其中，通过支架上部体20用于收纳水文状态采集传输装置15，利用支架下部体21与支撑定位浮圈4以及监测稳定锚适配连接。具体与支撑定位浮圈4适配连接时，支架下部体21贯穿支撑定位浮圈4且所述支架下部体21与支撑定位浮圈4紧固连接，此时，支架上部体20位于支撑定位浮圈4的上方，即监测连接支架3利用支架下部体21穿过支撑定位浮圈4，以实现与所述支撑定位浮圈4间的紧固连接，在紧固连接后，使得监测连接支架3与支撑定位浮圈4相互连接成一体。
45.具体实施时，支架上部体20呈方形，支架上部体20内具有允许水文状态采集传输装置15嵌置的空间，在支架上部体20内设置对称分布的采集传输装置支撑块22，即水文状态采集传输装置15在支架上部体20内支撑于采集传输装置支撑块22上。支架下部体21也呈方形状，支架上部体20长度方向与支架下部体21的长度方向垂直，支架下部体21内设置沿所述支架下部体21长度方向分布的下部体内槽33，下部体内槽33与支架上部体20内的空间相连通，支架下部体21的长度大于支撑定位浮圈4的厚度，即支架下部体21的下端部从支撑定位浮圈4穿出后位于所述支撑定位浮圈4的下方。
46.在支撑上部体20下部的外圈设置支架外圈板32，所述支架外圈板32沿支撑上部体20的外圈边缘分布。支架下部体21贯穿支撑定位浮圈4时，支架上部体20以及支架下部体21与支撑定位浮圈4呈同轴分布。
47.具体实施时，电导率传感器7固定装配于支架下部体21上，且位于支撑定位浮圈4的下方。电导率传感器7可以采用现有能实现对水电导率监测的形式，具体可以根据需要选择，以能实现对电导率的监测为准。电导率传感器7固定于支架下部体21位于支撑定位浮圈4外的部分，即支撑定位浮圈4漂浮于待监测水域水面上时，电导率传感器7需要位于水域的水下，以便能进行导电率的监测。
48.图1中，所述液位深度监测器包括液位传感器12以及与所述液位传感器12电连接的液位传感器线缆11，液位传感器12通过液位传感器线缆11与水文状态采集传输装置15适配电连接；
49.支撑定位浮圈4漂浮于待监测水域水面时，液位传感器12直接沉于支撑定位浮圈4所在水域的水底，所述液位传感器12包括压力传感器。
50.为了能实现对支撑定位浮圈4所在水域水深的监测，本实用新型实施例中，液位深度监测器包括液位传感器12以及液位传感器线缆11，液位传感器12以及液位传感器线缆11位于支撑定位浮圈4以及监测连接支架3外，以便液位传感器12能直接沉到支撑定位浮圈4所在水域的水底。具体实施时，液位传感器12可以采用压力传感器实现，即利用液位传感器12检测所在位置的水压，以确定支撑定位浮圈4所在水域的深度。
51.液位传感器12一般可测量的水深可达10m～15m，因此，液位传感器线缆11的长度需要满足液位传感器12的测量深度需求，液位传感器线缆11可以采用现有常用的形式，以能实现液位传感器12与水文状态采集传输装置15间的适配电连接为准，即能有效实现对液
位传感器12检测水深的采集。
52.进一步地，所述水流方向监测器包括利用水流驱动支撑定位浮圈4、监测连接支架3在水域内转动的流向标单元以及用于监测转动后方位信息的方位传感器5，其中，
53.流向标单元位于支撑定位浮圈4的下方，并支架下部体21穿出支撑定位浮圈4的端部固定连接，方位传感器5位于支撑定位浮圈4上方，并固定装配于支架上部体20上。
54.为了能实现对水流方向的监测，本实用新型实施例中，水流方向监测器包括流向标单元以及方位传感器5，支撑定位浮圈4漂浮于所在水域水面上时，流向标单元位于水域内，且能根据水流驱动支撑定位浮圈4以及监测连接支架3在水域内转动。支撑定位浮圈4以及监测连接支架3在水域内转动后，利用方位传感器5监测转动后的方位信息，即利用方位传感器监测方位信息的变化，以能确定水流的流向。具体实施时，方位传感器5可采用指南针地磁传感器，当然，也可以采用其他实现方位信息监测的形式，具体可以根据需要选择。
55.具体实施时，流向标单元在水域内位于支撑定位浮圈4的下方，流向标单元与支架下部体21的端部固定连接，即利用与支架下部体21的固定连接，以能驱动支撑定位浮圈4以及监测连接支架3在水域内同步转动。方位传感器5装配于上部体20上，具体指固定装配于支架外圈板32上。当然，在具体实施时，水流方向监测器还可以采用其他用于实现水流监测的形式，具体以能满足对水流方向监测为准。
56.如图1、图2和图3所示，所述流向标单元包括流向标连杆9、设置于所述流向标连杆9一端部的流向导流板8以及设置于所述流向标连杆9另一端部的流向尾翼板10，其中，
57.流向导流板8、流向尾翼板10位于同一平面内，且流向导流板8的面积小于流向尾翼板10的面积；流向标连杆9的长度方向与监测连接支架3的长度方向相互垂直。
58.具体地，流向标连杆9的长度方向与支撑定位浮圈4所在的平面平行，此时，流向标连杆9的长度方向与监测连接支架3的长度方向相互垂直。流向导流板8以及流向尾翼板10分别固定装配于流向标连杆9的两端。流向导流板8、流向尾翼板10均呈平板状，流向导流板8、流向尾翼板10所在的平面为同一平面，流向导流板8的面积小于流向尾翼板10的面积。具体工作时，受到水流力量的冲刷后，由于流向导流板8受力面积小于流向尾翼板10。
59.为了能实现与监测连接支架3的固定连接，在流向标连杆9上套有连杆套24，在连杆套24上设置套体连杆26，套体连杆26的一端与连杆套24固定，套体连杆26的另一端设置支架连板23，套体连杆26与流向标连杆9垂直。套体连杆26通过支架连板23与支架下部体21穿过支撑定位浮圈4的端部固定，即可实现将流向标连杆9与监测连接支架3的固定连接。
60.如图1、图2、图3和图6所示，所述监测稳定锚包括锚体14以及与所述锚体14适配连接的锚链13，其中，
61.锚体14利用锚链13与监测连接支架3连接，且支撑定位浮圈4以及监测连接支架3利用锚链13在水域内相对锚体14转动。
62.本实用新型实施例中，锚体14可以采用铁锚等形式，具体可根据实际需要选择，锚链13一般采用铁链，锚链13的一端与锚体14连接，锚链13的另一端与锚链连接环18连接，所述锚链连接环18固定在连杆套24上，即利用锚链连接环18、连杆套24以及套体连杆26等实现与监测连接支架3的适配连接，从而通过锚体14以及锚链13配合，能实现将支撑定位浮圈4以及监测连接支架3稳定在所监测的水域。
63.由上述说明可知，在工作时，支撑定位浮圈4以及监测连接支架3需要在监测水域
内转动，以便进行水流方向的监测。因此，本实用新型实施例中，支撑定位浮圈4以及监测连接支架3利用锚链13在水域内相对锚体14转动。
64.为了能实现支撑定位浮圈4相对锚体14的转动，在锚链13上设置锚链第一转动体34以及锚链第二转动体35，利用锚链第一转动体34、锚链第二转动体35将锚链13分割形成能相互转动的几部分，即利用锚链第一转动体34以及锚链第二转动体35可实现支撑定位浮圈4相对锚体14转动。锚链第一转动体34、锚链第二转动体35具体可以采用现有能实现相对转动的形式，具体可以根据需要选择，以能实现锚链13不同部分能实现相对转动均可。具体实施时，锚链13内同时包括锚链第一转动体34以及锚链第二转动体35时，能提高支撑定位浮圈4相对锚体14转动的可靠性，避免被水草等卡柱影响转动的情况。当然，锚链第一转动体34、锚链第二转动体35在锚链13内，需要锚链13内的链环适配连接，既能实现通过锚链13将锚体14与监测连接支架3间的连接，又能实现支撑定位浮圈4以及监测连接支架3可相对锚体14转动。
65.为了提高水文监测的适应性，还包括用于提供电能的太阳能光伏板1，所述太阳能光伏板1通过光伏板支架17位于支撑定位浮圈4的正上方。
66.本实用新型实施例中，配置太阳能光伏板1，利用太阳能光伏板1提供整个水文监测的电能，其中，太阳能光伏板1可以采用现有常用的形式，太阳能光伏板1位于支撑定位浮圈4上，并支撑于光伏板支架17上，光伏板支架17固定支撑于支架外圈板32上，支架上部体20位于光伏板支架17内。具体实施时，利用封盖19封闭支架上部体20的开口，以将水文状态采集传输装置15密封在支架上部体20内。
67.此外，还包括用于输出警示信息的航道警示器2，航道警示器2可以采用现有常用的灯光报警形式或声光报警形式，利用航道警示器2输出的警示信息，能提醒船只等，避免与本实用新型的水文监测装置发生碰撞等情况。航道警示器20通过警示器支架16与光伏板支架17固定，航道警示器20位于太阳能光伏板1的外侧。
68.如图4和图7所示，水文状态采集传输装置15可包括数据传输仪25、模拟信号采集板27、流向标变压器28、数据传输仪变压器29、太阳能板控制器30、总电源变压器31以及采集控制总板38，其中，
69.太阳能板控制器30与太阳能光伏板1适配连接，以将太阳能光伏板1转换的电能存储至蓄电池6内，蓄电池6位于支架下部体21的下部体内槽33内，将蓄电池6放置于下部体内槽33内时，既能实现对蓄电池6密封，又能增加整个监测连接支架3的重量，提高在监测水域内的稳定性。电能存储在蓄电池6内后，可以在夜晚或阴雨天利用蓄电池6内的电能实现供电。
70.太阳能板控制器30可以采用现有常用的形式，具体以能满足将电能存储在蓄电池6的控制为准，此处不再赘述。利用蓄电池6供电时，利用总电源变压器31输出稳定的12v电压，利用流向标变压器28将电压转换为5v的电压，以满足方位传感器5的工作电压要求；利用数据传输仪变压器29将总电源变压器31输出的12v转换为24v电压，以满足数据传输仪25工作电压的要求。蓄电池6、总电源变压器31、流向标变压器28以及数据传输仪变压器29的具体形式可以根据需要选择，以能满足本实用新型水文监测的供电工作要求为准。
71.具体实施时，数据传输仪25通过方位采集控制板36与方位传感器5连接，以在采集处理后得到水流流向信息；数据传输仪25通过模拟信号采集板27与电导率监测器7以及液
位传感器12连接，以在采集处理后分别得到电导率与液位深度信息，其中，液位传感器12通过液位传感器线缆11与模拟信号采集板27适配电连接。具体地，方位采集控制板36以及模拟信号采集板27的具体情况可以参考根据实际需要选择，以能满足对水文状态的采集为准。
72.数据传输仪25可以采用现有常用的形式，如可满足无线数据发送的形式，所述无线发送的形式可以包括5g等形式，具体可以根据需要选择，以能将水文状态发送至水文状态传输对象为准，此处不再一一举例说明。
73.综上，本实用新型利用支撑定位浮圈4能将整个水文监测装置漂浮于待监测水域的水面，利用监测连接支架3能实现对水文状态采集传输装置15以及蓄电池6的收纳与密封，提高工作的稳定性与可靠性；利用太阳能光伏板1将太阳能转换为电能，提高水文监测装置供电的适应性；利用监测稳定锚将支撑定位浮圈4以及监测连接支架3稳定在待监测水域，利用水文状态监测单元可实现对待监测水域的水文状态监测，利用水文状态采集传输装置15将所监测的水文状态传输或存储，即能有效适应不同区域的水文监测，提高水文监测的稳定性与可靠性。