水位采集装置及系统的制作方法

本实用新型涉及水位采集技术领域，尤其是涉及一种水位采集装置及系统。

背景技术：

现有的水位采集装置所采用的结构是固定、单一的，很难根据实际使用环境进行调整，导致在实际野外采集水位数据时，面对复杂多变的外部环境，难以确定合适的采集点，进而导致难以满足多场景水位采集的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种水位采集装置及系统，以缓解现有技术中难以满足多场景水位采集的要求的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种水位采集装置，该装置包括：支撑杆，以及与支撑杆可拆卸连接的控制系统；

支撑杆为拉杆式结构，其中，支撑杆上设置有第一连接器，控制系统设置有与第一连接器匹配的第二连接器，控制系统通过第二连接器与第一连接器配合设置在支撑杆上；

控制系统包括传感器仓室和电源与信号系统；其中，传感器仓室用于放置水位传感器，以对水位数据进行采集；

电源与信号系统包括信号处理电路和供电电路，其中，信号处理电路和供电电路通过第二连接器连接，供电电路用于给水位采集装置进行供电；

信号处理电路与水位传感器连接，用于对水位数据进行处理，并将处理后的水位数据传输至数据中心。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该装置还包括固定部件；

支撑杆还设置有与固定部件连接的固定部；

固定部件用于将水位采集装置固定在指定位置，其中，固定部件包括地埋式底座，或者，壁挂式底座。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，控制系统还包括与信号处理电路连接的报警模块；

信号处理电路还用于当水位数据达到预先设置的报警阈值，或者，接收到数据中心发送的报警指令时，触发报警模块报警。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，拉杆式结构的支撑杆，包括铰接的多个节段，从支撑杆的底端到支撑杆的顶端的方向上，节段的孔径依次减小；

每个节段为中空式结构，内部设置有可伸缩线缆，且，每个节段上均设置有所述第一连接器，第一连接器通过可伸缩线缆电连接；

每个节段的顶端设置有第一连接结构，其中，第一连接结构包括滑块、限位槽和限位孔，滑块在限位槽中滑动；节段通过第一连接结构与靠近支撑杆的顶端的相邻的另一个节段连接；

每个节段的底端设置有第二连接结构，其中，第二连接结构包括底座和与限位孔匹配的弹簧式插销；节段通过底座与相邻的节段的滑块连接，当滑块滑动到限位孔的位置时，弹簧式插销弹出至限位孔，对节段进行固定。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，第二连接结构的底座还设置有铰链结构，底座通过铰链结构与滑块连接，以使相邻的两个节段转向。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，每个节段均设置有可收纳支撑架，当相邻的两个节段转向时，可收纳支撑架用于支撑转向的节段。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，限位孔包括第一限位孔和第二限位孔，从支撑杆的顶端到支撑杆的底端的方向上，第一限位孔和第二限位孔依次设置。

结合第一方面第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，第一连接器设置在第一限位孔和第二限位孔之间对应的支撑杆上。

结合第一方面第七种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，供电电路包括太阳能电池板、电源管理器、蓄电池和稳压器；

其中，太阳能电池板、蓄电池和稳压器均与电源管理器相连，电源管理器和稳压器均与第二连接器连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种水位采集系统，包括如上所述的水位采集装置，还包括；数据中心；

水位采集装置和数据中心无线通信。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供了一种水位采集装置及系统，该装置包括支撑杆以及与该支撑杆可拆卸连接的控制系统。该控制系统包括放置水位传感器的传感器仓室和电源与信号系统，其中，水位传感器用于对水位数据进行采集；电源与信号系统包括通过第二连接器连接的供电电路和信号处理电路，用于给水位采集装置进行供电，以及对水位数据进行处理，并将处理后的水位数据传输至数据中心。该水位采集装置的支撑杆与控制系统可拆卸地连接，有助于灵活选择水位采集点，实现多场景水位采集，并且，该支撑杆采用拉杆式结构，能够根据实际需求进行伸缩设置，使上述水位采集装置能够根据实际的安装环境来变换和调整机械结构，进而有助于满足多场景水位采集的要求。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构中实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种水位采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种水位采集装置的结构分解图；

图3为本实用新型实施例提供的一种支撑杆的剖面示意图；

图4、图5和图6示出了本实用新型实施例提供的水位采集装置的应用效果示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种控制系统的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种连接器的金属触点的示意图；

图9为本实用新型实施例提供的另一种水位采集装置的结构示意图。

图标：101-支撑杆；103-传感器仓室；104-电源与信号系统；208-地埋式底座；209-壁挂式底座；210-报警模块；301-下节段；302-上节段；303-下节段剖面；304-上节段剖面；305-第一连接器；306-底座；307-第一限位孔；308-第二限位孔；309-限位槽；310-滑块；311-弹簧式插销；312-铰链结构；313-可收纳支撑架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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。

目前，现有的水位采集装置普遍采用的机械结构是固定、单一的，很难根据实际使用环境，例如，河道、水库、湖泊等进行相应的调整，导致在实际野外采集水位数据时，面对复杂多变的外部环境，难以确定合适的采集点，进而导致难以满足多场景水位采集的要求。基于此，本实用新型实施例提供了一种水位采集装置及系统，以缓解上述问题。

为了便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种水位采集装置进行详细介绍。

在一种可能的实施方式中，本实用新型提供了一种水位采集装置。如图1所示为一种水位采集装置的结构示意图。该装置包括：支撑杆101，以及与支撑杆101可拆卸连接的控制系统102；

支撑杆101为拉杆式结构，其中，支撑杆101上设置有第一连接器，控制系统102设置有与第一连接器匹配的第二连接器108，控制系统102通过第二连接器108与第一连接器配合设置在支撑杆101上；

控制系统102包括传感器仓室103和电源与信号系统104；其中，传感器仓室103用于放置水位传感器105，以对水位数据进行采集；

其中，本实用新型实施例的传感器仓室103为中空球形结构，下部开孔，用于放置水位传感器105；且通常为坚固耐用的金属材质，以对水位传感器105进行保护，防止因人为外力或者自然界外力对其造成损坏。

电源与信号系统104包括信号处理电路106和供电电路107，其中，信号处理电路106和供电电路107通过第二连接器108连接，供电电路107用于给水位采集装置进行供电；

信号处理电路106与水位传感器105连接，用于对水位数据进行处理，并将处理后的水位数据传输至数据中心。

具体地，信号处理电路106由传感器调理电路、液压式传感器调理电路、激光式传感器调理电路、单片机、无线通信模块以及报警控制继电器组成。该信号处理电路106经由连接器109与水位传感器105通过信号连接，经水位传感器105采集的不同类型的数据由传感器调理电路处理之后传输至单片机进行分析和处理，并且然后通过无线通信模块传输至数据中心进行显示。

本实用新型实施例提供的水位采集装置包括支撑杆以及与该支撑杆可拆卸连接的控制系统。该控制系统包括放置水位传感器的传感器仓室和电源与信号系统，其中，水位传感器用于对水位数据进行采集；电源与信号系统包括通过第二连接器连接的供电电路和信号处理电路，用于给水位采集装置进行供电，以及对水位数据进行处理，并将处理后的水位数据传输至数据中心。该水位采集装置的支撑杆与控制系统可拆卸地连接，有助于灵活选择水位采集点，实现多场景水位采集，并且，该支撑杆采用拉杆式结构，能够根据实际需求进行伸缩设置，使上述水位采集装置能够根据实际的安装环境来变换和调整机械结构，进而有助于满足多场景水位采集的要求。

在实际使用时，上述控制系统103还包括与信号处理电路106连接的报警模块；上述信号处理电路106还用于当水位数据达到预先设置的报警阈值，或者，接收到数据中心发送的报警指令时，触发该报警模块报警。具体地，报警模块上也可以设置有第二连接器108，通过该第二连接器108与支撑杆101上的第一连接器连接，进而实现与信号处理电路106的电连接。通常，报警模块210为灯光报警器、声音报警器等各种报警器中的至少一种，通过闪光灯闪烁、蜂鸣器鸣响等对应报警特征进行报警。

通常，本实用新型实施例提供的水位采集装置的支撑杆101采用不锈钢扁管(中空结构)制作成拉杆式结构，但其也可使用其他耐腐蚀且坚固耐用的材料制成，例如镍基合金等，本实用新型实施例对此不进行任何限制。此外，还可对该支撑杆101进行涂漆，以增强其耐腐蚀性。

其中，该水位采集装置的支撑杆101、传感器仓室103(以及其中固定的水位传感器105)以及电源与信号系统104为必要部分，其他部分需根据水位采集场景的变化而灵活地选择合适的模块进行组合来进行水位采集。

需要说明的是，第一连接器可以是连接器母头，也可以是连接器公头，同理，第二连接器108可以是连接器公头，也可以是连接器母头，两种连接器相互配合，实现控制系统103的各个部分的电连接，具体可以根据实际使用情况进行设置，本实用新型对此并不进行限制。

在实际使用时，上述装置还包括固定部件，用于对水位采集装置进行固定，具体地，支撑杆101还设置有与固定部件连接的固定部；该固定部件用于将水位采集装置固定在指定位置，其中，固定部件包括地埋式底座，或者，壁挂式底座。

具体实现时，该固定部件可以根据实际检测点或者施工地点进行选择，例如，因施工场景不同，在相对平坦的岸边进行施工采用地埋式底座，在岩体上安装采用壁挂式底座，通过根据实际水位采集场景灵活地选择底座，可有助于满足多场景水位采集的要求。

进一步地，支撑杆101可以通过固定部与固定部件连接，例如，该固定部可以设置成法兰的形式，在固定部件上还可以设置有对应的法兰盘，以便于将支撑杆101固定在上述固定部件上。

为了便于理解，图2示出了本实用新型实施例提供的一种水位采集装置的结构分解图，如图2所示，示出了支撑杆101、传感器仓室103、电源与信号系统104、地埋式底座208、壁挂式底座209，以及报警模块210。

具体地，上述拉杆式结构的支撑杆101包括铰接的多个节段，从支撑杆101的底端到支撑杆101的顶端的方向上，节段的孔径依次减小；

每个节段为中空式结构，内部设置有可伸缩线缆，且，每个节段上均设置有第一连接器，第一连接器通过可伸缩线缆电连接；

每个节段的顶端设置有第一连接结构，其中，第一连接结构包括滑块、限位槽和限位孔，滑块在限位槽中滑动；节段通过第一连接结构与靠近支撑杆101的顶端的相邻的另一个节段连接；

每个节段的底端设置有第二连接结构，其中，第二连接结构包括底座和与限位孔匹配的弹簧式插销；节段通过底座与相邻的节段的滑块连接，当滑块滑动到限位孔的位置时，弹簧式插销弹出至限位孔，对节段进行固定。

为了便于理解，以上述支撑杆101由五个节段组成为例对其结构和功能进行说明，并且，将靠近支撑杆101的底部的节段称为下节段，将远离支撑杆101的底部的节段称为上节段。由于节段的孔径依次减小，因此，在使用时，上节段能够隐藏在下节段中，以及在需要时，将上节段其从下节段中拉出，并通过上述第一连接结构和第二连接结构固定，并且，支撑杆101的多节段结构，可以实现支撑杆101的高度的变化，以根据实际的安装环境来变换和调整机械结构。

此外，第二连接结构的底座还设置有铰链结构，该底座通过铰链结构与滑块连接，以使相邻的两个节段转向。

具体地，图3示出了一种支撑杆101的剖面示意图，如图3所示，示出了下节段301的第一连接结构，以及上节段302的第二连接结构，其中，下节段301的第一连接结构包括滑块310、限位槽309和限位孔307,308，滑块310在限位槽309中滑动；上节段302第二连接结构包括底座306和与限位孔307,308匹配的弹簧式插销311；上节段302和下节段301通过底座306和滑块310连接，当滑块310滑动到限位孔307,308的位置时，弹簧式插销311弹出至限位孔307,308，对节段进行固定。

其中，图3中的312为铰链结构，该铰链结构312使得各个节段的接头处具有转向功能，这样可以根据水位采集的场景灵活选择支撑杆101的高度和横杆的长度，适应多点水位采集环境的要求。

进一步，每个所述节段均设置有可收纳支撑架313，当相邻的两个节段转向时，该可收纳支撑架313用于支撑转向的节段。

在实际使用时，上述限位孔307,308包括第一限位孔307和第二限位孔308，如图3所示的第一限位孔307和第二限位孔308，从支撑杆101的顶端到支撑杆101的底端的方向上，第一限位孔307和第二限位孔308依次设置，进一步，上述第一连接器305设置在第一限位孔307和第二限位孔308之间对应的支撑杆101上。

具体地，当节段移动时，通过第一限位孔307和第二限位孔308使弹簧式插销311弹出实现杆体固定；滑块310位于下节段301中，上节段302上拉下移时，滑块310可以在下节段301中上下移动，同时通过在下节段301末端设置限位槽309，防止安装使用过程中，因操作不当导致节段分离。除了与法兰盘相连的最下面的节段，其余每个节段都安装了第一转接器(如连接器母头)，随着上节段302的拉、推可实现第一转接器的裸露和隐藏，通过第二转接器可灵活连接传感器仓室103或电源与信号系统104等等，可收纳支撑架313单边固定，在当前节段转向时，起到支撑作用。

其中，图4、图5和图6示出了本实用新型实施例提供的水位采集装置的应用效果示意图。具体地，当将上节段302向上拉直到弹簧式插销311弹出卡在第二限位孔308时，第一连接器305，铰链结构312仍然隐藏在下节段301中，此时仅作杆体延长，效果如图4所示；

如果采集安装需求，不仅需要杆体延长，同时需要转接器，继续将上节段302向上拉，直到弹簧式插销311弹出卡在第一限位孔307，此时杆体延长并带转接器可对接其他功能部件，效果如图5所示；当需要转向时，继续将上一节杆向上拉直到连接处铰链露出杆体时，便可实现上节段302的转向，同时通过可收纳支撑架313进行固定，效果如图6所示。

在实际使用时，为了便于水位采集装置能够长时间运行，上述供电电路107可以采用太阳能电池板的形式，具体地，图7示出了一种控制系统103的结构示意图，其中，上述供电电路107包括太阳能电池板701、电源管理器702、蓄电池703和稳压器704；其中，太阳能电池板701、蓄电池703和稳压器704均与电源管理器702相连，电源管理器702和稳压器704均与第二连接器108连接。

具体实现时，太阳能电池板701与电源管理器702连接，用于收集太阳能并将太阳能转化成电能；电源管理器702与太阳能电池板701、蓄电池703以及稳压器704连接，用于处理太阳能电池板701输出的电能和管理蓄电池703的充放电；蓄电池703可以采用锂电池的形式，与电源管理器702连接，用于在太阳能电池板701输出能量不足时为水位采集装置提供能量，在太阳能电池板701输出能量充足时存储能量。稳压器704是用于使输出电压稳定的器件，来自太阳能电池板701输出的电能或来自蓄电池703的电能通过该稳压器704对信号处理电路106进行供电，以防止不稳定的输出电压对该信号处理电路106造成损坏。

进一步，上述传感器仓室103放置的水位传感器105，可以根据实际需求灵活采用超声波传感器、液压式传感器、激光传感器等类型的传感器，相应的信号处理电路106，也可以包括超声波传感器调理电路、液压式传感器调理电路、激光式传感器调理电路等等，此外，信号处理电路106还可以包括单片机、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)无线通信模块、报警控制继电器等部分。信号处理电路106通过连接器与报警模块210、水位传感器105进行信号的连接，不同类型的传感器采集的水位数据经由对应的调理电路进行处理后，由单片机进行分析和处理，一方面水位数据通过GPRS无线通信模块发送到数据中心，另一方面当水位达到报警阈值时或者接收到数据中心的报警指令时单片机控制报警控制继电器给出开关信号控制报警模块210报警。

综上，本实用新型实施例提供的水位采集装置，通过将各个模块做成可拆卸的结构，可以便于水位采集装置的基础，同时，为了避免安装过程中焊接、走线的错误，设置了相应的第一连接器305和第二连接器108，具体地，以上述第一连接器305为连接器母头，以第二连接器108为连接器公头为例说明，通常，为了适应多种复杂场景下的安装要求，转接器公头和转接器母头凹凸面尺寸形状要吻合，金属触电器和金属触点片要紧密耦合。同时，为了便于安装集成，所有转接器尺寸一致，且每个转接器的公头和母头上金属触点的功能定义要一致。

例如，图8示出了一种连接器的金属触点的示意图，其示出了金属触点的功能定义，具体地，第一行可以定义为4个供电接口V1、V2、V3、GND；第二行可以用于4路信号线S1、S2、S3、S4，其中S1、S2用于传输水位数据，S3、S4用于传输报警指令等等。

如果遵循这个定义，对于电源与信号系统104来说，可向外提供3种等级的电源电压，通过电源管理器702、稳压器704连接到转接器公头上对应的金属触点器(如V1:24V，V2:12V，V3:5V)；同时，还可以接收水位传感器105采集的水为数据和发送报警指令，都可以通过信号处理电路106连接到转接器公头上对应的金属触点器(如：S1、S2用于传输水位数据，S3、S4用于传输报警指令)。

进一步，对于水位传感器105来说，如果需要供电(如+5V)，水位传感器105需要通过传感器仓室103的转接器公头上定义为V3、GND的这两个金属触点器，并经过可伸缩线缆连接到电源与信号系统104的V3、GND，同时，通过传感器仓室103的转接器公头上定义为S1、S2这两个金属触点器经过可伸缩线缆连接到电源与信号系统104的S1、S2；

进一步，对于报警模块210来说，如果需要供电(如12V)，需要通过报警模块210上的转接器公头定义为V2、GND的这两个金属触点器要经过可伸缩线缆连接到电源与信号系统104的V2、GND，同时，通过报警模块210的转接器公头上定义为S3、S4这两个金属触点器经过可伸缩线缆连接到电源与信号系统104的S3、S4。

此外，为了避免线路连接错误，可伸缩线缆内部的导线每根颜色都不相同，每根导线在功能定义时就要确定用途，在连接的时候固定连接某个位置的金属触点器。

进一步，图9示出了另一种水位采集装置的结构示意图，其中，为了便于说明，图9仅仅示出了支撑杆101、电源与信号系统104、报警模块210和传感器仓室103，其中，支撑杆101采用地埋式底座208，且设置成节段转向的方式，并通过可收纳支撑架313来支撑转向的节段。

综上，本实用新型实施例提供的水位采集装置具有以下优点：

(1)水位采集装置各部分均可拆卸，组装，通过地埋式底座208和壁挂式底座209的更换，可以根据采集要求选择在较平坦河岸或峭壁岩石进行安装，为施工带来了便利。

(2)支撑杆101可以采用金属杆的形式，可上拉下移，每个节段通过两个限位孔307,308可以实现4种应用(杆体隐藏、杆体仅延长、杆体延长带母头、杆体转向带母头)，且，第一连接器305和第二连接器108(转接器公头、母头)均为统一标准设计，使得可以根据安装的需要将需要供电的模块(如水位传感器105、报警模块)自由的安装在裸露出母头的位置，极大的增强了安装的灵活性。

(3)“转接头+杆内可伸缩线缆”的设计使得需要电源和信号传输的几个模块(水位传感器105、电源与信号系统104、报警模块)都只需要与各自的转接器公头上的金属触点器进行连接即可(金属触点器的功能定义需要一致)。安装时，只需要将几个模块(水位传感器105、电源与信号系统104、报警模块)的转接器公头与金属杆上相应位置的转接器母头对接，并通过螺丝固定即可，在安装过程中无需再接线，为安装施工提供了极大的便利。

在另一种可能的实施方式中，对应于上述实施方式提供的水位采集装置，本实用新型实施例还提供了一种水位采集系统，该系统包括上述实施例中所述的水位采集装置，还包括数据中心；该水位采集装置和数据中心无线通信。

其中，该水位采集装置将采集到的水位数据进行处理之后，将处理后的水位数据通过无线通信模块传输至数据中心，由数据中心对处理后的水位数据进行分析。

本实用新型实施例提供的水位采集系统，与上述实施例提供的水位采集装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。