无盲区地埋式内涝积水监测仪及其控制方法技术

本发明专利技术涉及无盲区地埋式内涝积水监测仪及控制方法。监测仪包括螺纹连接的外壳上舱与外壳下舱，外壳下舱底部设有控制电路及电池，外壳上舱顶部与上盖螺纹连接，上盖顶部与压电式传感器螺纹连接，压电式传感器与上盖之间夹置环形天线；超声波传感器布设在上盖与压电式传感器的中央通孔内，超声波传感器与压电式传感器之间设有硅胶圈；电动伸缩杆通过螺丝固定在外壳上舱底部，超声波传感器通过第一内凹槽倒刺卡扣固定在电动伸缩杆上，外壳上舱底部倒扣第二内凹槽，第二内凹槽内设有航空插头；外壳上舱顶部与中部分别设有用于控制伸缩杆向上最大行程的第一限位器和用于控制伸缩杆向下最大行程的第二限位器。下最大行程的第二限位器。下最大行程的第二限位器。

【技术实现步骤摘要】
无盲区地埋式内涝积水监测仪及其控制方法


[0001]本专利技术属于水位监测应用
，特别涉及一种城市内涝用水位监测的无盲区地埋式内涝积水监测仪及其控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，受全球气候变化影响，暴雨等极端天气对社会管理、城市运行和人民群众生产生活造成了巨大影响，加之部分城市排水防涝等基础设施建设滞后、调蓄雨洪和应急管理能力不足，出现了严重的暴雨内涝灾害。城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象；造成内涝的客观原因是降雨强度大，范围集中；降雨特别急的地方可能形成积水，降雨强度比较大、时间比较长也有可能形成积水。目前市场厂家内涝监测有地埋式和非地埋式的。非地埋式的安装复杂，会影响市容市貌，审批难度大。而地埋式受传感器工作特性影响，都会有一定的盲区，不利于对内涝积水进行准确的监测。盲区向来都是传感器设备常遇到的难点和痛点。
[0003]CN202220058916.2公开了一种用于城市内涝积水监测的地埋式无线液位监测传感器,它的目的是提供一种解决目前城市积水监测因需工程布线、安装立杆支架而存在工程量大和影响市容的问题，对城市涵洞、低洼路段等积水水位进行实时监测，建立城市内涝预警系统的地埋式无线液位监测传感器。该技术方案：用于城市内涝积水监测的地埋式无线液位监测传感器由防水外盒及装于防水外盒内的液位探测模块、电源管理模块和通信管理模块组成；所述液位探测模块、电源管理模块和通信管理模块电连接；当需要测量城市路面积水地段时，将所述传感器埋入地面，可实时监测路面积水深度。该专利技术专利采用超声波传感器作为液位监测传感器，其不足之处在于，超声波传感器有监测盲区，其不能监测盲区内的积水。其次，传感器与路面平齐，行人及车辆经过其表面时容易误认为是有积水。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种当压电式传感器识别到下雨后，电动伸缩机构将超声波传感器下沉3cm或其它盲区深度，进行积水深度监测；当压电式传感器识别到停雨后/内涝退去后，电机带动伸缩机构将超声波传感器上升3cm，停止积水深度监测，积压的漂浮物会随之漂走的无盲区地埋式内涝积水监测仪及其控制方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案是所述无盲区的地埋式内涝积水监测仪，其特殊之处在于，包括螺纹连接的外壳上舱与外壳下舱，所述外壳下舱底部顺序设有控制电路及电池，所述外壳上舱顶部外螺纹与上盖内螺纹螺接，所述上盖顶部的部分区域缩径设置外螺纹部，压电式传感器设置内螺纹，压电式传感器与上盖之间夹置环形天线并螺纹连接；超声波传感器布设在上盖与压电式传感器的中央通孔内，超声波传感器直径小于压电式传感器的内环直径，所述超声波传感器与压电式传感器之间设有硅胶圈；电动伸缩杆通过螺丝固定在外壳上舱的底部，超声波传感器通过内凹槽的倒刺卡扣固定在电动伸缩杆上；所述外壳上舱顶部与中部分别设有用于控制伸缩杆向上最大行程的第一限位器和用于控制伸缩杆向
下最大行程的第二限位器；无盲区地埋式内涝积水监测仪安装在道路地面上，其顶端与地面平齐。
[0006]作为优选：所述电动伸缩杆由圆柱形套筒、装入圆柱形套筒内部且可伸缩移动的伸缩杆组成；伸缩杆顶部设有用于固定超声波传感器的安装接口，所述电动伸缩杆套筒固定在上外壳舱的底部，伸缩杆的顶部与超声波传感器连接，其伸缩长度不小于3cm或其它盲区长度；伸缩部分设有用于识别最大向上行程和最大向下行程的凸起；所述电动伸缩杆套筒顶部通过倒扣的卡扣于超声波传感器相连；所述伸缩杆顶部设有用于限位的凸块，当伸缩杆上升至顶部的时候凸块会触及上舱外壳第一限位器，控制器采集的第一限位器被按下后的信号会控制伸缩杆停止上升；当伸缩杆下降至底部的时候伸缩杆的凸块会触及外壳上舱的第二限位器，控制器采集的第二限位器被按下后的信号会控制伸缩杆停止下降。
[0007]作为优选：当所述压电式传感器识别到下雨之后，电动伸缩杆与超声波传感器同步下降，下降到电动伸缩杆的凸起端接触到外壳上舱中间第二限位器之后，停止下降；控制器控制超声波传感器发生超声波，监测距离会比实际路面水深多3cm，在将数据通过天线发送后台之前，将监测距离减去3cm获取真实的积水深度，进行积水深度监测；若在伸缩杆下降3cm之后的任意十五分钟内，检测的水深一直没有超过3cm，则认为无内涝积水或积水已经消退，电机带动电动伸缩杆上升，在伸缩杆突起物接触到外壳上舱顶部的第一限位器后，伸缩杆停止上升；停止积水深度监测，积压的漂浮物会随之漂走；所述任意十五分钟内是指任意的某时刻起的前十五分钟到某时刻。
[0008]作为优选：所述压电式传感器采用冲击测量原理来判断是否下雨；雨滴在降落过程中受到雨滴重量和空气阻力的作用，到达地面时速度为恒定速度v，雨滴的重量为m，根据冲击力P＝mv；雨滴的冲击力会使压电传感器表面产生轻微形变，从而使其输出电压值发生变化，不同冲击力会产生不同的电压值变化；设定标准雨滴所产生的电压值变化为Vd，当压电传感器监测的电压变化值超过Vd时，判断为下雨；当电压变化之小于Vd时判断为无雨；
[0009]因无盲区地面式内涝监测设备安装在路面上，经常会有行人/车辆通过，所述压电式传感器会检测到较大的动量值；但雨滴的重量远远小于行人或车辆，故通过控制板区别雨滴与行人或车辆经过的区别。
[0010]作为优选：所述外壳上舱设有防水航空插头；所述外壳上舱通过防水电线与外壳下舱相连；所述外壳上舱顶部的外环设有用于与上盖固定的螺纹；所述外壳上舱底部的内环设有用于与外壳下舱固定的螺纹；所述外壳上舱底部为密封状。
[0011]作为优选：所述外壳下舱设有防水航空插头；所述外壳下舱通过防水电线与外壳上舱连接；所述外壳下舱的顶部外环设有用于与外壳上舱底部固定的螺纹；所述外壳下舱的底部为密封状；所述外壳下舱与所述外壳上舱通过螺纹及防水圈固定后，达到IP68的防水等级。
[0012]作为优选：所述压电式传感器内部设有压电片，其顶部为环形；所述压电式传感器的信号线通过航空接头与所述外壳下舱连接。
[0013]作为优选：所述超声波传感器为圆柱形，其底部设有卡扣，用于将其固定在伸缩杆顶部；超声波的信号线通过航空插头与所述外壳下舱相连；所述超声波传感器通过探头发射一段时间的超声波，发射后，超声波雷达有短暂余震，余振停止之后，便可接受反射波；因余振的存在，超声波雷达有盲区；在水下的盲区为3cm，因设计和发生波的时长不同会略有
不同。
[0014]作为优选：所述控制电路包括控制板、与所述控制板分别电连接的压电式传感器、超声波传感器、电动伸缩杆、外壳上舱第一限位器、外壳上舱第二限位器、环形天线及蓄电池；所述控制电路通过螺丝与外壳下舱固定；所述蓄电池通过螺丝与外壳下舱固定；双舱外壳的上舱和下舱之间的电源线和信号线通过航空插头连接。
[0015]本专利技术的另一技术解决方案是所述无盲区地埋式内涝积水监测的控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0016]⑴
压电式传感器压力值发生变化；
[0017]⑵<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无盲区的地埋式内涝积水监测仪，其特征在于，包括螺纹连接的外壳上舱与外壳下舱，所述外壳下舱底部顺序设有控制电路及电池，所述外壳上舱顶部外螺纹与上盖内螺纹螺接，所述上盖顶部的部分区域缩径设置外螺纹部，压电式传感器设置内螺纹，压电式传感器与上盖之间夹置环形天线并螺纹连接；超声波传感器布设在上盖与压电式传感器的中央通孔内，超声波传感器直径小于压电式传感器的内环直径，所述超声波传感器与压电式传感器之间设有硅胶圈；电动伸缩杆通过螺丝固定在外壳上舱的底部，超声波传感器通过第一内凹槽的倒刺卡扣固定在电动伸缩杆上，外壳上舱底部是倒扣的第二内凹槽，第二内凹槽内设有航空插头；所述外壳上舱顶部与中部分别设有用于控制伸缩杆向上最大行程的第一限位器和用于控制伸缩杆向下最大行程的第二限位器；无盲区地埋式内涝积水监测仪安装在道路地面上，其顶端与地面平齐。2.根据权利要求1所述无盲区的地埋式内涝积水监测仪，其特征在于，所述电动伸缩杆由圆柱形套筒、装入圆柱形套筒内部且可伸缩移动的伸缩杆组成；伸缩杆顶部设有用于固定超声波传感器的安装接口，所述电动伸缩杆套筒固定在上外壳舱的底部，伸缩杆的顶部与超声波传感器连接，其伸缩长度不小于3cm或其它盲区长度；伸缩部分设有用于识别最大向上行程和最大向下行程的凸起；所述电动伸缩杆套筒顶部通过倒扣的卡扣于超声波传感器相连；所述伸缩杆顶部设有用于限位的凸块，当伸缩杆上升至顶部的时候凸块会触及上舱外壳第一限位器，控制器采集的第一限位器被按下后的信号会控制伸缩杆停止上升；当伸缩杆下降至底部的时候伸缩杆的凸块会触及外壳上舱的第二限位器，控制器采集的第二限位器被按下后的信号会控制伸缩杆停止下降。3.根据权利要求2所述无盲区的地埋式内涝积水监测仪，其特征在于，当所述压电式传感器识别到下雨之后，电动伸缩杆与超声波传感器同步下降，下降到电动伸缩杆的凸起端接触到外壳上舱中间第二限位器之后，停止下降；控制器控制超声波传感器发生超声波，监测距离会比实际路面水深多3cm，在将数据通过天线发送后台之前，将监测距离减去3cm获取真实的积水深度，进行积水深度监测；若在伸缩杆下降3cm之后的任意十五分钟内，检测的水深一直没有超过3cm，则认为无内涝积水或积水已经消退，电机带动电动伸缩杆上升，在伸缩杆突起物接触到外壳上舱顶部的第一限位器后，伸缩杆停止上升；停止积水深度监测，积压的漂浮物会随之漂走；所述任意十五分钟内是指任意的某时刻起的前十五分钟到某时刻。4.根据权利要求3所述无盲区的地埋式内涝积水监测仪，其特征在于，所述压电式传感器采用冲击测量原理来判断是否下雨；雨滴在降落过程中受到雨滴重量和空气阻力的作用，到达地面时速度为恒定速度v，雨滴的重量为m，根据冲击力P＝mv；雨滴的冲击力会使压电传感器表面产生轻微形变，从而使其输出电压值发生变化，不同冲击力会产生不同的电压值变化；设定标准雨滴所产生的电压值变化为Vd，当压电传感器监测的电压变化值超过Vd时，判断为下雨；当电压变化之小于Vd时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张进朝，吕梁景，陈然，
申请(专利权)人：深圳市东深电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：