水位监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种对河流、水库、湖泊等进行水位的实时监测的水位监测系统。
【背景技术】
[0002]公知的是，河流、水库、湖泊等水位变化直接关系到水利枢纽的安全，对可能的洪涝等灾害如果没有预警则会带来严重的灾难性后果。
[0003]随着我国水利行业信息化进程的推进，水位监测系统的信息化改造也取得了一定的成绩，水位监控已从单一的现场监控，发展到远距离实时监控，实现了全天候、实时的水位自动监测，但这些方法普遍存在着种种问题，例如成本过高或者安装不便，自动化程度低，测程小，精度低，后期维护或检修困难等。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种水位监测系统，其可实现对江河湖泊的水位进行长期低成本监测，利用远程激光测距监测系统，有效利用激光方向性强，测程中衰减较小、反射能力较强的特点，它受外界环境影响极小，在恶劣的工作环境下具有较好的适应能力，可广泛应用于非接触监测。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]水位监测系统，其具有:
[0007]对整个系统进行电源供给的电源供给单元(I);
[0008]至少一通过支承体安装于待监测水面上方的激光测距传感器(2)，其接于电源供给单元；
[0009]所述激光测距传感器的信号输出端通过有线传输模块或者无线传输模块接于测控终端(3)，该测控终端接于电源供给单元；
[0010]所述测控终端通过有线方式/无线方式接于监控中心的服务器和/或控制计算机。
[0011]优选的是，所述电源供给单元包括:安装于支承体的太阳能电池板以及接于太阳能电池板的蓄电池。
[0012]优选的是，所述激光测距传感器下方的待监测水面安放有与激光测距传感器配合的浮板元件/管状元件。
[0013]优选的是，所述浮动管状元件采用PVC管或者钢管。
[0014]优选的是，所述激光测距传感器处安装有制冷模块和/或制热模块。
[0015]在需监测水位的上方固定激光测距传感器，直接测量水位表面到激光测距传感器的距离，这个距离可以换算成绝对高程或先对高程，连续值就可以反应长期水位的变化情况。
[0016]本实用新型具有如下有益效果:采用激光测距传感器的监测系统对江河湖泊水位进行不间断监测，本系统为用户方提供了准确、及时的指导数据，这是一种简便、灵活、无人值守、实时、动态的监测系统。
[0017]系统在黄河水利委员会及上海水文监测站应用表明，该监测系统能满足用户方的要求，且监测速度快、精度高、受人为影响少、自动化程度高，是一套理想的水位监测系统。
[0018]该系统具备如下功能:
[0019]?水位观测系统可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。
[0020]?采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。
[0021 ] ?上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。
[0022]?支持串口水位计、0-5V或4_20mA信号输出的水位变送器。
[0023]?支持220VAC供电、太阳能供电、风能供电、锂电、蓄电池供电。
[0024]?现场监测终端具备数据存储功能。
[0025]?可远程设置终端工作参数，支持远程升级。
[0026]?监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。
【附图说明】
[0027]图1为水位监测系统原理图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。
[0029]如图1所示，水位监测系统，其包括电源供给单元1、激光测距传感器2、测控终端3，其中，所述电源供给单元与激光测距传感器和测控终端相连。所述激光测距传感器的信号输出端通过有线传输模块或者无线传输模块接于测控终端3，而所述测控终端通过有线方式/无线方式接于监控中心的服务器和/或控制计算机。控制计算机实现整个监测过程的全自动化，既能控制激光测距传感器按热点测量程序采集监测点数据，并将测量成果实时进行处理，以便及时发现超限水位，也可以对各个观测周期的监测数据进行存储并生成监测报告。
[0030]对整个系统进行电源供给的电源供给单元1，其根据现场需要配置诸如太阳能供电系统，该太阳能供电系统具有安装于支承体的太阳能电池板以及接于太阳能电池板的蓄电池，而支承体以支架结构形式出现。
[0031]通过支承体(采用诸如前文所述的支架结构，该支架结构可设置升降装置，诸如气缸升降结构等)安装于待监测水面上方的激光测距传感器2，其利用激光打到水面上，接收反射回来的信号，通过激光往返的时间，计算出来距离，是一种非接触、高效、低成本的方式。在实际运用过程中，每个水位监测点投入一个激光测距传感器，每个激光测距传感器都连接一台GPRS数据传输终端，完成对水位的采集传输功能，管理人员再办公室(监控中心)操作电脑便可查询现场水为值，本系统具有多路模拟量和开关量输入，可以设定上下限远程报警。
[0032]利用激光测距传感器可以采用无人值守的方式工作，其具有多种接口，RS232，RS485, 4-20MA模拟量，开关量、9-30V电源等功能，可以连接无线数传模块(1000m以内的距离)，或者测控终端(GPRS)，实现远程控制盒监测，并且所有的测量数据都可以在设定的时间间隔内上传到电脑或服务器中，可实现数据的快速存储、检索、编辑，可实时显示量测数据，绘制变化曲线等。
[0033]本文所用的低功率测控终端，其具有RS232，RS485，模拟量端口，采用12V电源供电，具有GPRS模块，插入手机卡，就可以实现远程联网控制，并且具有数据存储功能，一旦网络信号不好，所有测量数据会存储在测控终端里面，等网络信号恢复，则发送出去，不会丢失任何测量数据。
[0034]本案充分考虑到监测误差的问题，如果需要测的水体是非常清澈的，则可能激光会穿透水体，测量效果不佳，一般可以在所述激光测距传感器下方的待监测水面安放有与激光测距传感器配合的浮板元件/管状元件(如无特别说明，全文中“/”的含义为“或”)，放置浮板元件还可以消除水面波纹对于监测的误差，这样测量误差小，精度高，优选的是，所述浮动管状元件采用PVC管或者钢管。
[0035]鉴于环境温度对于测量也是有影响的，激光测距传感器的工作温度范围一般是-10-50°C，如果超过限值，则可在所述激光测距传感器处安装制冷模块和/或制热模块，制冷模块和制热模块选择现有技术的制冷器或者加热器均可。
[0036]本系统实现远程无线水位监测方案，实时传输终端水位信号及发送超限报警信号，通讯距离无限制，不受障碍物遮挡限制，时间传输无间隔限制，方便用户超远距离实时监测偏远地区水位。这套水位监控系统由于采用GPRS技术，使用户可以随时了解水位信息；GPRS上网按流量计费，是一种最省钱的传输手段；整个数据的传输依赖移动网络，可在全国范围内实现远程传输，水位探测点与办公室之间无需布线，大大减少远程监控工程的施工费用。
[0037]产品功能优势:
[0038]1、监测端采用HZH-B40激光测距传感器，实时有效监测水位变化，监测精度为±1.5_。该传感器工业级设计、适用各种恶劣环境。内置自动检测系统，不死机，掉线、断电自动恢复。具有远程参数设置和远程维护功能、降低客户现场维护成本。
[0039]2、GPRS数传终端与激光水位传感器用屏蔽线连接，防止外部设备干扰弱电信号。
[0040]3,GPRS数传终端借助移动GPRS网络，与监控中心电脑实现实时通讯，不受距离和地形限制。
[0041]4、监控中心上PC实时显示当前水位信号，可设置多个报警限值，水位出现异常立即启动监控中心警笛。
[0042]5、支持用户设定水位超限短信报警，一旦水位超限，系统立即发送报警短信到用户手机。
[0043]以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.水位监测系统，其特征在于，具有: 对整个系统进行电源供给的电源供给单元(I); 至少一通过支架结构安装于待监测水面上方的激光测距传感器(2)，其接于电源供给单元，所述支架结构设置有升降装置； 所述激光测距传感器的信号输出端通过有线传输模块或者无线传输模块接于测控终端(3)，该测控终端接于电源供给单元； 所述测控终端通过有线方式/无线方式接于监控中心的服务器和/或控制计算机； 所述电源供给单元包括:安装于支承体的太阳能电池板以及接于太阳能电池板的蓄电池； 所述激光测距传感器处安装有制冷模块和/或制热模块。
2.根据权利要求1所述的水位监测系统，其特征在于，所述激光测距传感器下方的待监测水面安放有与激光测距传感器配合的浮板元件/管状元件。
3.根据权利要求2所述的水位监测系统，其特征在于，所述浮动管状元件采用PVC管或者钢管。
【专利摘要】本实用新型公开了水位监测系统，其具有：对整个系统进行电源供给的电源供给单元；至少一通过支承体安装于待监测水面上方的激光测距传感器，其接于电源供给单元；所述激光测距传感器的信号输出端通过有线传输模块或者无线传输模块接于测控终端，该测控终端接于电源供给单元；所述测控终端通过有线方式/无线方式接于监控中心的服务器和/或控制计算机。本实用新型的有益效果是：采用激光测距传感器的监测系统对江河湖泊水位进行不间断监测，本系统为用户方提供了准确、及时的指导数据，这是一种简便、灵活、无人值守、实时、动态的监测系统。
【IPC分类】G01F23-292
【公开号】CN204422020
【申请号】CN201420660772
【发明人】杨超三, 吴宗皓
【申请人】杭州辉厚科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年11月6日