一种水温自动监测及遥测装置的制作方法

本实用新型涉及水文监测技术领域，特别是涉及一种水温自动监测及遥测装置。

背景技术：

随着人类活动对环境干扰的日益加剧，河道、湖泊等水体中水温的变化亦受到强烈影响。水温是水环境中关键水文要素之一，水温通过影响水体的物理化学性质(如溶解氧含量、水体密度、酸碱度等)，从而对水生生物的生长、繁殖、种类及群落结构等产生间接影响。因此，水温已成为火力发电、水利工程、桥梁建筑养护工程、水生生态修复和水环境治理的必备观测内容。

就内陆水体观测而言，应用较为广泛的水温观测方法有人工手动观测法和观测井仪器自动观测法两类，两类方法均采用测温计对目标水体温度进行测量。人工手动观测法需在观测时间节点，由观测人员抵近观测水域将测温计手动布置于水体中，然后读取并记录水温；观测井仪器自动观测法则是利用垂线将带有记录功能的电子温度计放置在水文观测井中水面以下位置，周期性读取并回收水温记录。人工手动观测法耗时、费力且数据不连续，已被逐步淘汰，观测井仪器自动观测法正逐渐成为主流观测手段。

然而在实践过程中，观测井仪器自动观测法存在一些缺陷：1)无水文观测井的位置无法进行观测，由于水文观测井施工难度大、造价昂贵、需专人看护，除专业水文站外，并无水文观测井构造，导致一些特殊目的观测断面无法采用此方法观测；2)观测井内通常建于河岸位置，可观测垂向水温，但无法进行河流断面(如河流中泓线)位置的水温观测；3)水温连续观测使用的设备仍需取出水面进行数据读取，无法远程读取水温实时数据。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种水温自动监测及遥测装置，能够实现水温自动监测以及远程监测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种水温自动监测及遥测装置，包括漂浮体(1)、底座固定板(2)、数据收发组件、太阳能供电组件、线缆卷扬机(5)、测量线缆(6)、线缆支架管(7)、测量探头 (8)和数据输入线(9)；所述底座固定板(2)安装于漂浮体(1)上，所述数据收发组件、太阳能供电组件和线缆卷扬机(5)固定在底座固定板(2)上，所述线缆卷扬机(5)与测量线缆(6)联接，用于收放所述测量线缆(6)，所述线缆支架管(7)安装在漂浮体(1)的外侧面与线缆卷扬机(5)对应的位置，且所述线缆支架管(7)的末端朝下，所述测量线缆(6)穿入线缆支架管(7)，从线缆支架管(7)的末端穿出，并与所述测量探头(8)电连接，所述数据收发组件通过数据输入线(9)与测量线缆(6)连接，所述太阳能供电组件与数据收发组件、线缆卷扬机(5)电连接。

优选的，所述线缆卷扬机(5)、测量线缆(6)、线缆支架管(7)、测量探头(8)和数据输入线(9)的数量均至少为两个，所述水温自动监测及遥测装置还包括集线盒(10)，至少两个所述线缆支架管(7)位于漂浮体(1)的多个外侧面，至少两个所述数据输入线(9)由集线盒(10)聚集后接入数据收发组件。

优选的，所述集线盒(10)与数据收发组件之间设有用以容纳数据输入线 (9)的输入线保护管(11)。

优选的，所述数据收发组件包括数据收集箱(3)和数传天线(12)，所述数据收集箱(3)包括箱体(31)和箱盖(32)，所述箱体(31)固定在底座固定板(2)上，所述箱体(31)内设有蓄电池(33)、4G发射器(34)、多功能电源插座(35)和数据收集主板(36)，所述箱体(31)上设有太阳能供电接口(37) 和数传接口(38)，所述蓄电池(33)通过太阳能供电接口(37)与太阳能供电组件电连接，所述数传天线(12)通过数传接口(38)与4G发射器(34)电连接，所述蓄电池(33)通过多功能电源插座(35)与4G发射器(34)和数据收集主板(36)电连接，所述数据收集主板(36)分别与4G发射器(34)、数据输入线(9)电连接。

优选的，所述数据收发组件还包括箱体固定扣(13)，所述箱体(31)通过箱体固定扣(13)固定在底座固定板(2)上。

优选的，所述太阳能供电组件包括太阳能板(41)和支架(42)，所述支架 (42)竖直固定在底座固定板(2)上，所述太阳能板(41)倾斜设置在支架(42) 的顶部，所述蓄电池(33)通过太阳能供电接口(37)与太阳能板(41)电连接。

优选的，所述漂浮体(1)表面形成有与底座固定板(2)形状适配的凹槽 (101)，所述底座固定板(2)嵌设于凹槽(101)内。

优选的，所述测量探头(8)配置有配重块(81)。

优选的，所述箱体(31)内还设有GPS定位模块(39)，所述蓄电池(33) 还通过多功能电源插座(35)与GPS定位模块(39)电连接。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：

(1)测量水温的测量探头的数量不限，可最多接入200组测量探头，可以便捷地实现水体断面多点密集水温同步监测；

(2)采用模块化结构设计，具有结构易维护、施工简单、工程造价低等优点，可根据现场需求灵活选择岸边或水体中央的水温监测，而且去掉漂浮体部分，可安装于水文观测站，将测量探头放入观测井内水体中测量水温，实现无人值守的实时水温监测；

(3)在河流或湖泊等需要进行长期定位观测，且离岸较远、需借助船只抵达的水域，可借助岸边固定的方式将远程水温监测装置布置于所需观测位置，开展远程遥测，降低了水面作业风险，并有效控制成本；

(4)多个测量水温的测量探头并联接入数据收发组件，若单个测量探头损坏，可方便地实现替换，不影响其他测量探头工作，维修简单，显著降低维护成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置的主视示意图。

图2是本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置的俯视示意图。

图3是本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置的数据收发组件的主视示意图。

图4是本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置的数据收发组件的俯视示意图。

图5是本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置的应用场景示意图。

图6是本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置的漂浮体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1和图2，本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置包括漂浮体 1、底座固定板2、数据收发组件、太阳能供电组件、线缆卷扬机5、测量线缆6、线缆支架管7、测量探头8和数据输入线9。

底座固定板2安装于漂浮体1上。漂浮体1可由泡沫等密度小于水的材料制成，从而可以漂浮于水面。具体而言，参见图6，漂浮体1表面形成有与底座固定板2形状适配的凹槽101，底座固定板2嵌设于凹槽101内。

数据收发组件、太阳能供电组件和线缆卷扬机5固定在底座固定板2上，线缆卷扬机5与测量线缆6联接，用于收放测量线缆6，线缆支架管7安装在漂浮体1的外侧面与线缆卷扬机5对应的位置，且线缆支架管7的末端朝下，测量线缆6穿入线缆支架管7，从线缆支架管7的末端穿出，并与测量探头8电连接。通过线缆卷扬机5来收放测量线缆6，可以控制测量线缆6的放出量，进而调整测量探头8的监测位置。线缆支架管7可以起到对测量线缆6的保护作用，特别是防止日晒以及磨损。为了提高测量探头8在水中的稳定性和升降的便利性，测量探头8可以配置有配重块81。

数据收发组件通过数据输入线9与测量线缆6连接，太阳能供电组件与数据收发组件、线缆卷扬机5电连接。测量探头8测量到的水温数据通过测量线缆6和数据输入线9输入数据收发组件，数据收发组件再将水文数据远程发送到外部。

为了便于实现水体断面多点密集水温同步监测，在本实施例中，线缆卷扬机5、测量线缆6、线缆支架管7、测量探头8和数据输入线9的数量均至少为两个，水温自动监测及遥测装置还包括集线盒10，至少两个线缆支架管(7)位于漂浮体1的多个外侧面，至少两个数据输入线9由集线盒10聚集后接入数据收发组件。集线盒10可以使数据输入线9更加规整、进一步的，集线盒10与数据收发组件之间设有用以容纳数据输入线9的输入线保护管11。输入线保护管11可以起到对数据输入线9的保护作用。

参见图5，在该应用场景中，两个线缆支架管7可以分布在漂浮体1的两侧，而且每一侧设置有三个测量探头8，三个测量探头8的入水位置不同，从而实现水体断面多点密集水温同步监测。线缆支架管7可依靠改变长度、布置的角度等来适应多种位置布置的需要，来满足对于水体的不同深度和不同截面的点线面相结合的监测要求。

参见图3和图4，在本实施例中，数据收发组件包括数据收集箱3和数传天线12，数据收集箱3包括箱体31和箱盖32，箱体31固定在底座固定板2上，箱体31内设有蓄电池33、4G发射器34、多功能电源插座35和数据收集主板 36，箱体31上设有太阳能供电接口37和数传接口38，蓄电池33通过太阳能供电接口37与太阳能供电组件电连接，数传天线12通过数传接口38与4G发射器34电连接，蓄电池33通过多功能电源插座35与4G发射器34和数据收集主板36电连接，数据收集主板36分别与4G发射器34，数据输入线9电连接。

多功能电源插座35通过电源连接线与4G发射器34和数据收集主板36电连接。多功能电源插座35多余的插口也可为可扩展部分和外部供电提供方便。在一个具体应用中，箱体31内还设有GPS定位模块39，蓄电池33还通过多功能电源插座35与GPS定位模块39电连接。这样，通过GPS定位模块39的定位数据可以实现遥测。

为了加强数据收发组件的稳固性，数据收发组件还包括箱体固定扣13，箱体31通过箱体固定扣13固定在底座固定板2上。

太阳能供电组件主要利用太阳能来产生电能，在本实施例中，参见图1，太阳能供电组件包括太阳能板41和支架42，支架42竖直固定在底座固定板2上，太阳能板41倾斜设置在支架42的顶部，蓄电池33通过太阳能供电接口37与太阳能板41电连接。太阳能供电接口37与太阳能板41之间采用太阳能供电线 371连接。

通过上述方式，本实用新型实施例的水温自动监测及遥测装置通过漂浮体能够能够自动漂浮于水面，而且利用数据收发组件来自动收集和发送水温数据，从而能够实现水温自动监测以及远程监测。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。