一种双模式水位自动监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种双模式水位自动监测装置，属于水利工程水位监测技术领域。

背景技术：

目前水利工程中对于水位的自动监测手段主要有两种，一种是利用水位计(浮子式、雷达式、气泡式等)直接监测水位，而浮子式水位计由于其施工、维护简单，同时建站成本最低，因而被广泛使用；另外一种是利用视频监测站抓拍图片运用图像识别技术进行水位监测。

但两种水位监测方式各有弊端，浮子式水位计因为是机械式，浮子频繁随着水位变化而上下动作，相对容易损坏，另外测井内若有杂物，容易把浮子卡住，影响水位监测，且无法看到现场实时监测画面，只能接收到单纯的数字反馈，监测不直观影响行政领导指挥调度。利用视频监控的图像识别技术方式，虽能直观看到远程发生的实况，但当遇到大暴雨及雾霾天气等影响监控能见度时，抓拍图片清晰度不理想会大大影响图像的识别；再加上，配合视频监控的水尺，长期使用后，水尺表面易附着杂物(如污泥、水藻、青苔等)，现有水尺表面附着杂物的清洗操作较为麻烦，而且受限于天气状况，经常不能够及时清理；上述因素均会导致水位监测不准，甚至无法识别水位。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种双模式水位自动监测装置，具体技术方案如下：

一种双模式水位自动监测装置，包括测井、视频采集装置，所述测井的下部设置有基座，还包括用来测量测井内部水位的浮子液位计、安装在测井外部的水尺，所述基座的顶部设置有清淤管道，所述清淤管道的下端与测井的下端连通，所述基座的外部设置有引水管，所述引水管的末端与测井的内腔连通。

作为上述技术方案的改进，所述清淤管道的上端安装有管盖。

作为上述技术方案的改进，所述测井的上端安装有检修平台。

作为上述技术方案的改进，所述检修平台的上方设置有用来供电的太阳能电池板。

作为上述技术方案的改进，所述水尺包括上下两端均封闭设置有的竖筒，所述竖筒包括圆筒状上筒体、圆筒状下筒体，所述上筒体的下端与下筒体的上端连通；所述上筒体的外部套设有套刷，所述套刷包括套在上筒体外部的布筒，所述布筒的外部设置有多个呈对称分布且横截面为弧形的铁板，所述布筒与上筒体之间设置有刷丝层，所述刷丝层由排成圈状的刷丝构成，所述刷丝的末端与布筒的内壁固定连接；所述上筒体的内部设置有圆环状电磁铁、固定安装在上筒体顶部的吊环，所述电磁铁的上端固定安装有沿着电磁铁径向设置的档杆；所述竖筒的内部设置有拉线，所述下筒体的内部设置有对拉线进行收线的收线轮，所述拉线的尾端与收线轮的转轴固定连接，所述拉线的首端穿过吊环且拉线的首端与档杆的中部固定连接；所述下筒体的内部设置有用来驱动收线轮进行收线的伺服电机。

作为上述技术方案的改进，所述上筒体的外径小于下筒体的外径。

作为上述技术方案的改进，所述上筒体的内壁与电磁铁的外侧壁之间为间隙配合。

作为上述技术方案的改进，所述上筒体的下端安装有档环，所述档环设置在上筒体的内部，所述档环的外圈与上筒体的内壁固定连接，所述档环设置在电磁铁的下方。

本实用新型所述双模式水位自动监测装置利用浮子液位计、视频采集装置配合水尺两种测量水位的方式，综合两种测量方式各自优点，提高测量准确度。即使某个测量设备发生异常，另外的那个测量设备仍可使用，不至于耽误水位监测；同时，还解决了现有水尺表面清洗麻烦的缺陷，实施效果好。

附图说明

图1为本实用新型所述双模式水位自动监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述水尺的结构示意图；

图3为本实用新型所述套刷的结构示意图；

图4为本实用新型所述电磁铁、档杆的连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，所述双模式水位自动监测装置，包括测井6、视频采集装置1，所述测井6的下部设置有基座9，所述测井6、基座9均其现有水位监测领域常用部件，可采用混凝土制成，测井6为中空结构，顶部支架用于固定浮子液位计5进行水位数据采集。

所述双模式水位自动监测装置还包括用来测量测井6内部水位的浮子液位计5、安装在测井6外部的水尺3，所述基座9的顶部设置有清淤管道8，所述清淤管道8的下端与测井6的下端连通，所述基座9的外部设置有引水管10，所述引水管10的末端与测井6的内腔连通。

在本实施例中，所述水尺3为常规水尺，例如南昌大江仪器有限公司的渠道水库标尺。

浮子液位计5可选用常规型号，例如上海麦伦仪表有限公司的浮子液位计，该浮子液位计能够将测量的水位信号在后续远程平台显示，其具体安装方法可参见该浮子液位计的产品说明书/手册。

通过引水管10将水引入测井6的内部，从而实现浮子液位计5测量水位。

清淤管道8的设置，目的为后期运行维护时，便于检修人员利用吸沙泵等清淤设施进行清淤，以提高浮子液位计5采集数据的准确性，进一步降低水位计的故障率及减少运维成本。

视频采集装置1可采用深圳市汇众达电子有限公司的智能高清摄像头，可远程人工参照水尺3得出水位数据；也可利用图像识别技术直接得出水位数据，图像识别技术可采用常用的matlab图像识别算法，例如汇众达的ty型智能高清摄像头自带图像设别程序，详见对应的产品说明书。

浮子液位计5实时采集水位数据传输到远程平台，视频采集装置1周期性采集水面参照水尺3处的水位数据。

利用浮子液位计5测得的水位数据h1，利用视频采集装置1测得的水位数据h2；当h1、h2之间差值的绝对值为δh，h1和h2的平均值为h，δh/h小于或等于15％，取h为测得的水位实测值。

当δh/h大于15％，说明其中一个测量值可能存在异常，此时可人工进行排查；如果发现浮子液位计5测得的数据存在异常，则暂时采用视频采集装置1测得的水位数据为实测值；如果发现视频采集装置1测得的水位数据存在异常，则暂时采用浮子液位计5测得的数据为实测值。后续根据计划安排对浮子液位计5或视频采集装置1进行检修、维护。

通过上述方法，综合两种测量方法的各自优点，提高测量准确度。即使某一个测量设备发生异常，另外一个测量设备仍可使用，不至于耽误水位监测。

进一步地，所述清淤管道8的上端安装有管盖7。管盖7能够防止异物进入清淤管道8的内部影响水位监测。

在本实施例中，通常用电设备采用市电进行供电。进一步地，所述检修平台4的上方设置有用来供电的太阳能电池板2。

进一步地，为方便检修；所述测井6的上端安装有检修平台4。检修平台4处固定安装有与太阳能电池板2相配套的监测设备箱，太阳能电池板2结合监测设备箱内部的浮充蓄电池用于对用电设备进行不间断供电。

当市电断电时，通过太阳能电池板2对用电设备进行供电，使得远程平台依然能收到水位实时监测数据，因而提高水位监测数据的保障率。

实施例2

对现有常规水尺的结构进行优化设置，如图2-4所示，所述水尺3包括上下两端均封闭设置有的竖筒，所述竖筒包括圆筒状上筒体31、圆筒状下筒体32，所述上筒体31的下端与下筒体32的上端连通；所述上筒体31的外部套设有套刷，所述套刷包括套在上筒体31外部的布筒34，所述布筒34的外部设置有多个呈对称分布且横截面为弧形的铁板33，所述布筒34与上筒体31之间设置有刷丝层35，所述刷丝层35由排成圈状的刷丝构成，所述刷丝的末端与布筒34的内壁固定连接；所述上筒体31的内部设置有圆环状电磁铁36、固定安装在上筒体31顶部的吊环39，所述电磁铁36的上端固定安装有沿着电磁铁36径向设置的档杆37；所述竖筒的内部设置有拉线38，所述下筒体32的内部设置有对拉线38进行收线的收线轮310，所述拉线38的尾端与收线轮310的转轴固定连接，所述拉线38的首端穿过吊环39且拉线38的首端与档杆37的中部固定连接；所述下筒体32的内部设置有用来驱动收线轮310进行收线的伺服电机311。

进一步地，所述上筒体31的外径小于下筒体32的外径。

进一步地，所述上筒体31的内壁与电磁铁36的外侧壁之间为间隙配合。

进一步地，所述上筒体31的下端安装有档环312，所述档环312设置在上筒体31的内部，所述档环312的外圈与上筒体31的内壁固定连接，所述档环312设置在电磁铁36的下方。

其中，上筒体31的表面设置有与现有水尺表面标记相同的水位标记。所述上筒体31可采用铁板搪瓷、不锈钢等材料制成。所述铁板33的表面进行防锈处理，例如涂防锈漆、喷涂防护涂层等方式。所述布筒34采用无纺布制成，所述刷丝采用尼龙制成，刷丝与布筒34之间采用环氧树脂胶进行固定连接。当电磁铁36通电产生磁力，在磁力的吸附下使得铁板33向靠近上筒体31的方向运动，在铁板33的带动下，使得布筒34带动刷丝对上筒体31的外侧壁进行挤压，保证挤压后的刷丝层35能够与上筒体31的外侧壁充分接触。之后，给伺服电机311通电，伺服电机311正转带动收线轮310的转轴进行转动，收线轮310对拉线38进行收线动作，在收线过程中，拉线38通过档杆37将电磁铁36向上提起，在电磁铁36向上提起的过程中，所述铁板33在磁力的作用下也能够向上运动，从而使得套刷对上筒体31的外侧壁进行刷洗作业；当电磁铁36向上运动至最高点时，电磁铁36断电(可利用安装接触开关的方式来控制电磁铁36)，此时伺服电机311进行反转带动收线轮310进行收线作业，而在失去磁力的作用下，套刷不会夹紧上筒体31，此时的铁板33相当于“配重”，在重力的作用下，所述套刷重新落回到下筒体32的顶部。如此，所述套刷能够沿着上筒体31进行上下循环往复运动，在运动过程中对上筒体31的外侧壁进行刷洗，即使上筒体31的外侧壁存在杂物(如污泥、水藻、青苔等)，也能够刷洗干净，从而保证上筒体31表面的水位标记能够被视频采集装置1清楚的拍到，通过视频采集装置1能够及时观察上筒体31表面被清洗程度，从而及时停止清洗作业。

其中，拉线38的首端穿过吊环39之后依次穿过电磁铁36的内圈、档环312的内圈最终与收线轮310的转轴固定连接；收线轮310优选东莞市行莱诺意建材有限公司的小号收线轮。沿着电磁铁36径向设置档杆37，使得档杆37被拉线38吊起后能够稳定地带动电磁铁36向上运动，同时不影响拉线38穿过电磁铁36的内圈。设置档环312，能够防止电磁铁36落到下筒体32的内部。

所述套刷安装、拆卸操作简单方便，可通过定期更换的方式来保养。

在上述实施例中，为最大限度减少围堰量及降低施工难度，所述双模式水位自动监测装置在岸边安装，通过引水管10将水引入测6井，利用测井6中浮子液位计5对水位进行实时采集。同时，可通过视频采集装置1对水位图像画面进行拍照采集，经过识别后可得出当前水位数据。两种数据传输到远程平台取平均值，得出的水位数据更准确。

通过设置清淤管道8，目的为后期运行维护时，便于检修人员利用吸沙泵等清淤设施进行清淤，以提高浮子液位计5采集数据的准确性，进一步降低水位计的故障率及减少运维成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。