磁性水位监测装置的制作方法

本发明涉及一种水资源监测装置，特别涉及一种针对水位进行监测的磁性水位监测装置。

背景技术：

水资源是被人类在生产和生活活动中广泛利用的资源，不仅广泛应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。在各种不同的用途中，有的是消耗用水，有的则是非消耗性或消耗很小的用水，而且对水质的要求各不相同。这是使水资源一水多用、充分发展其综合效益的有利条件。此外，水资源与其他矿产资源相比，另一个最大区别是：水资源具有既可造福于人类，又可危害人类生存的两重性。

以洪水灾害为例，我国幅员辽阔，大约3/4的国土面积存在着不同类型和不同程度的洪水灾害。防洪重点的东部平原地区，如辽河中下游、海河北部平原、长江中游(江汉平原、洞庭湖区、鄱阳湖区以及沿江一带)、珠江三角洲等，它们在地理上都有一个共同特点，即位于湖泊周围低洼地和江河两岸及入海口地区。另外，东南沿海一些山区和滨海平原的接合部，也属于洪水危险程度较大的区域。它们大多都在受洪灾影响最大的是洪泛区。我国有洪泛区近100万平方公里，全国60％以上的工农业产值，40％的人口，35％的耕地，600多座城市，主要铁路、公路、油田以及许多工矿企业受到洪水灾害的威胁。造成洪水灾害的原因通常是多方面的，既有气候异常带来的高强度、大范围且持续时间长的频繁降雨的原因。也有由于河流周边区域的滥砍滥伐导致的水土流失，造成河流所在区域的生态遭到损坏的原因。但在防治这一问题时，针对容易发生洪涝灾害的区域进行持续的水位监测，则应属于较为关键的基础设施。

目前，现有技术中多是通过建设观测点，由人工或者传感器实现的电子方式对相关区域进行持续监测。但由于洪涝灾害发生的区域通常较广，而监测点则是分散在各处，需要耗费大量的人力物力来实施。而且，依照目前的实现方式，也同样存在着水位信息反馈不及时和准确度低的问题。在中国专利申请cn101975602a中公开了一种无线远程水位自动监测方法，其技术方案中，主要依靠监测现场的传感器实现水位等水文数据的采集，然后再利用gprs网络将水文数据传输置中心控制站。这一技术方案虽然在一定程度上解决了信息反馈不及时的问题，但由于其实现方式仍通过基本的传感器检测的方式，所以仍然存在成本较高且结果并不十分准确的问题。

因此，现有技术存在的上述问题亟待改进。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种成本较低且准确率更高的磁性水位监测装置。

为了实现上述目的，本发明提供的磁性水位监测装置，包括：

本体，其构造为根据待监测区域水位而进行设置的具有中空部的管状件，所述本体外侧套设有能够浮于水体表面且可随水位上升而沿所述本体滑动的漂浮件，所述漂浮件至少包括一浮漂和一第一连动件；所述本体的中空部内设置有一导电件，所述导电件上套设有一与所述第一连动件位置相对且相互磁性吸附的第二连动件；所述漂浮件随水位上升时，所述第一连动件带动所述第二连动件在所述导电件上滑动，以使所述导电件的导电电阻发生变化；

控制盒，其设置于所述本体的端部，包括一密闭壳体以及设置于所述密闭壳体内的供电部、控制板以及通讯组件，所述控制板配置为根据所述导电件的导电电阻的变化生成水位信息，所述通讯组件配置为发送所述水位信息。

在一些实施例中，作为优选，所述本体上还设置有便于对所述本体进行固定的固定件。

在一些实施例中，作为优选，所述固定件包括位于所述控制盒与所述本体之间的第一固定件以及套设于所述本体上的第二固定件。

在一些实施例中，作为优选，所述第二固定件设置有两个，且两个所述第二固定件分别位于所述漂浮件两侧。

在一些实施例中，作为优选，所述浮漂为由两侧的半球部合并构成的球形部件，所述第一连动件为设置于两侧的所述半球部之间且可穿设于所述本体上的圆盘形组件。

在一些实施例中，作为优选，所述第一连动件为可被磁性吸附的不锈钢材质制成，所述第二连动件为一磁性件。

在一些实施例中，作为优选，通讯组件为wifi、2g、3g、4g或5g模块。

在一些实施例中，作为优选，所述第一导电件为一滑动电阻。

在一些实施例中，作为优选，还包括一报警单元，所述控制板还配置为将所述水位信息与预设值进行比较以判断险情并发出报警信息。

在一些实施例中，作为优选，所述报警单元包括声音报警单元和/或光学报警单元。

与现有技术相比较，本发明通过漂浮件与封闭在本体内的第二连动件间的磁性吸附实现联动，同时通过第一导电件实现水位信息的转化获取，相比较于传统的传感器实现，具有成本较低且结果准确的有益效果。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。

本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

图1为本发明一个实施例的磁性水位监测装置立体结构示意图。

图2为本发明一个实施例的磁性水位监测装置的主视图。

图3为本发明一个实施例的磁性水位监测装置的侧视图。

图4为图3中沿a-a向的剖面结构示意图。

图5为图4中a部分的局部放大图。

图6为本发明另一个实施例的磁性水位监测装置应用于密闭容器的剖面结构示意图。

图7为本发明另一个实施例的磁性水位监测装置的主视图。

图8为本发明另一个实施例的磁性水位监测装置的立体图。

图9为本发明另一个实施例的磁性水位监测装置的立体图(另一视角)。

图10为图9中b部分的局部放大图。

图11为包含本发明的磁性水位监测装置的水位监测系统的结构示意框图。

主要附图标记说明：

1、2-磁性水位监测装置；3、密闭容器；11、21-本体；12-控制盒；13-漂浮件；14-第二固定件；111-上部管段；112-下部管段；113、211-导电件；114、212-第二连动件；121-上部壳体；122-下部壳体；123-供电部；124-第一固定件；131、231-第一连动件；132、23-浮漂；141-螺孔；1241-紧固螺母；1242-外螺纹；

22-上部盖体；24-下部盖体；

10-水位感知模块；20-可变电阻；30-传感器；40-处理器；50-无线通讯模块；60-服务器；70、80、90-终端。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1所示，在本发明一个实施方式中，本发明提供的磁性水位监测装置1，包括：本体11，其构造为根据待监测区域水位而进行设置的具有中空部的管状件，所述本体11外侧套设有能够浮于水体表面且可随水位上升而沿所述本体滑动的漂浮件13，另请参照图2至图5所示，所述漂浮件13至少包括一浮漂132和一第一连动件131；所述本体11的中空部内设置有一导电件113，所述导电件113上套设有一与所述第一连动件131位置相对且相互磁性吸附的第二连动件114；所述漂浮件13随水位上升时，所述第一连动件131带动所述第二连动件114在所述导电件113上滑动，以使所述导电件113的导电电阻发生变化；进而进一步参考图1所示，本发明实施例提出的技术方案中还包括控制盒12，其设置于所述本体11的端部，包括一密闭壳体以及设置于所述密闭壳体内的供电部、控制板以及通讯组件，实际应用中，为了便于组装，如图2所示，所述密闭壳体通常由可形成密闭空间的上部壳体121和下部壳体122构成，而为了满足防水需求，图2中未示出的控制板及通讯组件则设置于所述密闭空间中。其中，所述控制板配置为根据所述导电件113的导电电阻的变化生成水位信息，所述通讯组件配置为发送所述水位信息。另需要说明的是，导电件113为具有一定导电性的杆状器件且设置于本体11内，在当第二连动件114在导电件113上发生滑动时，接入回路中导电件113的长度发生变化，因而其实际电阻也随之发生变化。这一部分实际类似于本领域技术人员熟知的滑动电阻的原理。本发明这一实施例中的导电件113在一些优选实施方式中，也可被滑动电阻所替换实现。如上所述，为了满足防水需求，控制板及通讯组件通常设置于控制盒12的内部，但对于起到供电作用的供电部123，由于考虑到替换方便，则可以考虑到设置于控制盒12的外侧，同时可依靠传统的密封方式对连接处进行处理，例如设置密封圈或涂设防水密封材料。

本发明提供的磁性水位监测装置，在大部分应用中，可设置于河流、水库或者需要进行水位监测的固定观测点，其实际使用时，本体11需要垂直固定在水体底部或至少相对于水体底部位置固定，由此使得变化的水位得到监测。因此，在一些实施例中，作为优选，所述本体11上还设置有便于对所述本体进行固定的固定件，在图2所示的实施例中，所述固定件包括位于所述控制盒12与所述本体11之间的第一固定件124以及套设于所述本体11上的第二固定件14。其中，第一固定件124适用于将本发明的磁性水位监测装置1相对于水体底部位置固定的方式进行固定，因此，如图所示，其包括一紧固螺母1241及外部螺纹1242，通过与观测点的其他部件通过外螺纹1242固定的方式，可以实现磁性水位监测装置1的安装。在这一方式中，并不需要本体11直插入水体底部。而在另一些应用当中，可根据需要将本体11与水体底部固定，此时则需要依赖第二固定件14实现，如图2所示，所述第二固定件上设置有便于安装的螺孔141。当然，在这一应用中，为了更为稳定的固定，所述第二固定件14可设置有多个，图2所示的应用中，第二固定件14设置有两个，且两个所述第二固定件14分别位于所述漂浮件13的两侧。也即位于所述本体11的上部管段111和下部管段112上。

再者，在本发明中，所述漂浮件13的作用在于通过漂浮在水体表面监测水位，同时连动带动位于本体内的第二连动件，进而可以将水位信息转化为电信号实现远程监测或预警。在其构成中，浮漂132充当随水位上升或下降的随动角色，而第一连动件131则实现根据浮漂132的动作而带动第二连动件114连动的作用。因此，浮漂132的形状、材质在本发明中并不做具体限定，任何能够实现这一作用的结构，均属于本发明的保护范围。但在一些实施例中，作为优选，所述浮漂132为由两侧的半球部合并构成的球形部件，所述第一连动件131为设置于两侧的所述半球部之间且可穿设于所述本体11上的圆盘形组件。可以理解的是，球形部件在漂浮过程中，可以产生较为稳定可靠的浮力，并且可进一步通过填充气体的方式调整其浮力大小。而对于所述第一连动件131来说，本发明的设计构思旨在通过本体11外的第一连动件131与本体11内的第二连动件114之间的磁性吸附实现非接触式的连动，相对于传统的传感器实现的方式，达到稳定可靠且成本低廉的效果。因此，理论上，第一连动件131和第二连动件114任意一者为磁性件，而另一者为可被磁性件吸附的材质制成，或者两者均为磁性件均可实现本发明技术方案。但作为优选，所述第一连动件131为可被磁性吸附的不锈钢材质制成，依次达成防止水体腐蚀的作用，使得本发明的磁性水位监测装置可以长期稳定工作。而此时所述第二连动件114则为一磁性件。

在本发明中，控制盒12的作用在于根据导电件113的电阻变化实现水位信息的获取，而通讯组件则作用在于将水位信息发送至终端以实现提前的预警，对于信息的具体处理及发送方法，本发明中并不做具体限定。但对于通讯组件的选择，优选通过无线通讯的方式实现，例如作为优选，通讯组件可为wifi、2g、3g、4g或5g模块。至于预警方式，远程预警属于一种实现方式，对于有人值守的观测点来说，本发明还可提供一实现方式，即在本发明提供的磁性水位监测装置上，进一步包括一报警单元(图中未示出)，所述控制板还配置为将所述水位信息与预设值进行比较以判断险情并发出报警信息。这一预设值可根据管理部门针对水体发生险情的临界值而定，而具体的电路设置及算法实现，本领域技术人员仍可根据实际情况做出合理设计，也不属于本发明技术方案所提出的内容。但作为优选地，在本发明所提出的硬件构成中，作为优选，所述报警单元包括声音报警单元和/或光学报警单元。

图6至图10中给出了本发明的磁性水位监测装置的另一种应用场景，即应用于密闭容器3内的情况，值得说明的是，在这一应用中，其设计构思与在前所述的实施方式相同。具体地，如图所示，磁性水位监测装置2，包括：本体21，本体21的一端为上部盖体22，而另一端为下部盖体24，而漂浮件23则套设于所述本体21上。事实上，此时上部盖体22一方面作为容纳供电部、通讯组件和控制板的壳体，另一方面作为固定件将磁性水位监测装置2固定在密闭容器3内，而下部盖体24则仅作为固定件用途。另有不同的是，在这一实施方式中，如图8所示，漂浮件13所包括的浮漂23为圆盘形组件，并且第一连动件231则构造为内嵌于所述本体21与所述浮漂23之间的滚轮件。可以想见，在这样的实现方式中，浮漂23可以更为顺滑的沿所述本体21滑动，由此可以实现更为精确的监测。除此之外，其余设置则可参照本发明上述第一个实施例的设置，进行合理变形。

另外，本申请还提供了应用本发明的磁性水位监测装置实现的水位监测系统，参照图11所示可知，该系统包括：磁性水位监测装置10，其配置为感知水体的水位变化；传感器30，其配置为感知水位变化；处理器40，其配置为根据磁性水位监测装置10所感知的水体的水位变化值以及所述传感器所感知的水位变化值，获得水位信息；无线通讯模块50，其配置为发送所述水位信息；服务器60，其配置为接收所述水位信息并根据所述水位信息生成预警信息；终端70、80、90，其配置为从所述服务器60接收所述预警信息。

当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。