【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水位监测，尤其涉及一种适用于低水位的水位测量装置、水位监测系统及控制方法。
技术介绍
1、水位数据是水文测验中最为基础和重要的观测要素之一，通过对水位的测量，我们可以全面了解水体的动态变化情况，准确评估水资源的状况。此外，水位的监测对于地下水渗流、堤坝渗流安全、管流和防洪等问题的研究也具有重要意义。准确的水位监测数据能够为相关研究提供科学依据，帮助深入了解水体的性质和动态变化，同时，掌握河段各个时段的水位变动情况，能有效评估河道状况，制定合理的整治方案，确保工程顺利实施。
2、水位尺作为一种用于河流、湖泊等水域水面高度测量的装置，在水利工程中具有重要的应用价值。凭借准确的水位测量数据，我们能够及时了解水体的变化情况，更好地保护水资源，有效预防水灾的发生，并为水利工程的规划和管理提供科学依据。
3、当河道的水位变幅较大时，需要在河道横断面不同间隔位置设立多个水尺，可衔接实现不同间隔位置水位的测量。但测量低水位的水尺一般都设立在主河道，容易遭受洪水冲刷影响，经常还没有度过丰水期就会发生倾斜、甚至冲走。而对于上下游受水库和水坝影响的河段，往往在丰水期也会因为调蓄作用出现极低水位。因此，常见的水尺无法满足低水位检测要求。现有技术对于低水位测量多采用定位杆（支架）架设折叠式副尺进行辅助测量，如中国技术专利cn205561975u公开的免涉水安装的折叠式临时水尺，或采用摇杆转动带动测量带（相当于副尺）从可伸缩连接杆（支架）向下运动以进行不同深浅水位测量，再如中国技术专利cn212807231u公开的一种
4、综上所述，低水位情况下水面与主水尺之间距离较远，现有技术采用支架折叠舒张副尺，适用范围小、且稳定性仍然较低。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种适用于低水位的河道水位测量装置、水位监测系统及控制方法，旨在用于低水位测量且适用范围广、稳定性高。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术解决方案是：
3、一种适用于低水位的水位测量装置，包括主水尺、槽体、槽盖、槽盖翻转装置、副水尺、副水尺翻转机构以及控制装置；该主水尺在使用时被固定安装在河道近岸；该槽体设置于主水尺的一侧且在使用时伸入到河道中并被固定于河道底面；该槽盖通过所述槽盖翻转装置可翻转地设置在所述槽体上方；该副水尺通过所述副水尺翻转机构可翻转地设置在所述槽体内；该控制装置与所述槽盖翻转装置及副水尺翻转机构电连接。
4、优选的，所述的槽体采用现场施工的方式，以水泥浇筑的形式铺设在河床底面，形成混凝土槽体；或者所述的槽体为箱体状槽体，在使用时将该箱体状槽体固定安装于河道底面。
5、优选的，所述的箱体状槽体通过转轴与所述主水尺连接，在该转轴处连接有可测量转轴转动角度的角度传感器。
6、优选的，所述的槽盖翻转装置为伸缩气缸或为电机驱动的电动铰链。
7、优选的，所述的副水尽翻转机构为伺服电机或者步进电机，所述副水尺上设置旋转轴，由该伺服电机或者步进电机通过旋转轴带动副水尺转动。
8、优选的，进一步设置有可带动所述的副水尺在所述槽体内移动的副水尺移动机构；所述的副水尺移动机构可以为丝杆螺母机构，该丝杆螺母机构的丝杆安装在所述槽体内，其一端连接有电机；所述副水尺固定安装在丝杆螺母机构的螺母上。
9、优选的，所述的主水尺为其上设有标尺的中空箱体；所述的副水尺移动机构可以包括丝杆螺母机构、传动轴及电机，该丝杆螺母机构的丝杆安装在所述槽体内，所述副水尺固定安装在丝杆螺母机构的螺母上，所述传动轴安装在主水尺的中空箱体内，所述电机与传动轴之间通过联轴器连接，所述丝杆螺母机构与传动轴之间则通过万向联轴器连接；所述控制装置及所述电机安装在一控制箱内，该控制箱固定安装在所述主水尺上并位于水位之上。
10、一种水位监测系统，包括上述适用于低水位的水位测量装置及监测终端；所述控制装置包括对所述槽盖翻转装置、副水尺翻转机构或副水尺移动机构进行控制的控制器、lora模块、gprs通信模块及电源；所述监测终端包括服务器及用户终端。
11、所述的水位监测系统的控制方法，包括如下步骤：
12、一、实时接收水位信号：通过lora模块实时接收来自附近已有电子水尺的水位信号；
13、二、判断是否达到预设低水位：将步骤一接收的水位信号的水位值与设定的低水位值进行对比，判断是否达到低水位；如果判断为低水位时进入步骤三，如果判断为高水位时进入步骤六；
14、三、判断是否有副水尺打开：当接收到的水位信号为低水位时，再判断当前状态是否有副水尺呈打开状态，如果判断否则进入步骤四，如果判断是则进入步骤五；
15、四、发出预警同时进入步骤五：当判断水位信号的水位高程低于预警值同时没有副水尺呈打开状态时，生成低水位预警信号，之后通过gprs网络将低水位预警信号发送到服务器，服务器可进一步再将该低水位预警信号发送给测流工作人员的手机终端或相关部门，以通知工作人员或相关部门到现场读取水位值；
16、五、启动副水尽之后返回到步骤一继续监测；
17、六、判断是否有副水尺打开：当接收到的水位信号为高水位时，再判断当前状态是否有副水尺呈打开状态；如果判断否则回到步骤一继续监控；如果判断是则使系统复位并回到步骤一，同时生成解除低水位预警信号，发送到服务器，服务器再将该信号发送给用户。
18、优选的，所述的步骤五中副水尽的启动根据所述水位测量装置的不同实施例以及运行状态，可以有如下几个方案：
19、方案一，对于仅设有一个副水尺且没有设置副水尺移动机构的实施例，直接由控制器控制槽盖翻转装置打开槽盖，之后控制副水尺翻转机构打开副水尺呈竖直状态；
20、方案二，对于设有多个副水尺且没有设置副水尺移动机构的实施例，由控制器控制槽盖翻转装置打开槽盖，之后控制所述的副水尺翻转机构打开所有的副水尺呈竖直状态；
21、方案三，对于设有多个副水尺且没有设置副水尺移动机构的实施例，根据所述水位信号的水位值以及各副水尺所在的水位高程范围值，判断哪个副水尺该水位值范围内，之后控制器控制槽盖翻转装置打开槽盖，然后控制所判断的副水尺位置的副水尺翻转机构打开该副水尺呈竖直状态；
22、方案四，对于设置有副水尺移动机构的实施例，根据所述水位信号的水位值以及槽体的安装角度，计算副水尺在哪个位置范围内可以测量到该水位值，获得副水尺的移动长度；然后先由控制器控制槽盖翻转装置打开槽盖，再控制副水尺移动机构将副水尺移动到该长度处，最后由副水尺翻转机构打开该副水尺呈竖直状态；
23、方案五，当已经有副水尺呈打开状态时，对上述方案三和方案四，如果计算所得的副水尺位置与原位置不一样，则：以新计算值控制相应位置的副水尺打开，对位置的副水尺闭合；或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：包括主水尺（1）、槽体（2）、槽盖（3）、槽盖翻转装置（4）、副水尺（5）、副水尺翻转机构（6）以及控制装置（7）；该主水尺（1）在使用时被固定安装在河道近岸；该槽体（2）设置于主水尺的一侧且在使用时伸入到河道中并被固定于河道底面；该槽盖（3）通过所述槽盖翻转装置（4）可翻转地设置在所述槽体（2）上方；该副水尺（5）通过所述副水尺翻转机构（6）可翻转地设置在所述槽体（2）内；该控制装置（7）与所述槽盖翻转装置（4）及副水尺翻转机构（6）电连接。
2.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的槽体（2）采用现场施工的方式，以水泥浇筑的形式铺设在河床底面，形成混凝土槽体；或者所述的槽体（2）为箱体状槽体，在使用时将该箱体状槽体固定安装于河道底面。
3.根据权利要求2所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的箱体状槽体通过转轴（21）与所述主水尺（1）连接，在该转轴（21）处连接有可测量转轴转动角度的角度传感器（22）。
4.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装
5.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的副水尽翻转机构（6）为伺服电机或者步进电机，所述副水尺（5）上设置旋转轴，由该伺服电机或者步进电机通过旋转轴带动副水尺（5）转动。
6.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：进一步设置有可带动所述的副水尺（5）在所述槽体（2）内移动的副水尺移动机构（8）；所述的副水尺移动机构（8）可以为丝杆螺母机构（81），该丝杆螺母机构的丝杆安装在所述槽体（2）内，其一端连接有电机；所述副水尺（5）固定安装在丝杆螺母机构（81）的螺母上。
7.根据权利要求6所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的主水尺（1）为其上设有标尺的中空箱体；所述的副水尺移动机构（8）可以包括丝杆螺母机构（81）、传动轴（82）及电机，该丝杆螺母机构的丝杆安装在所述槽体（2）内，所述副水尺（5）固定安装在丝杆螺母机构（81）的螺母上，所述传动轴（82）安装在主水尺（2）的中空箱体内，所述电机与传动轴（82）之间通过联轴器（83）连接，所述丝杆螺母机构（81）与传动轴（82）之间则通过万向联轴器（84）连接；所述控制装置（7）及所述电机安装在一控制箱（71）内，该控制箱固定安装在所述主水尺（1）上并位于水位之上。
8.一种水位监测系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任一所述的适用于低水位的水位测量装置及监测终端；所述控制装置（7）包括对所述槽盖翻转装置（4）、副水尺翻转机构（6）或副水尺移动机构（8）进行控制的控制器（72）、LORA模块（73）、GPRS通信模块（74）及电源（75）；所述监测终端（9）包括服务器（91）及用户终端（92）。
9.根据权利要求8所述的水位监测系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述的步骤五中副水尽的启动根据所述水位测量装置的不同实施例以及运行状态，可以有如下几个方案：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：包括主水尺（1）、槽体（2）、槽盖（3）、槽盖翻转装置（4）、副水尺（5）、副水尺翻转机构（6）以及控制装置（7）；该主水尺（1）在使用时被固定安装在河道近岸；该槽体（2）设置于主水尺的一侧且在使用时伸入到河道中并被固定于河道底面；该槽盖（3）通过所述槽盖翻转装置（4）可翻转地设置在所述槽体（2）上方；该副水尺（5）通过所述副水尺翻转机构（6）可翻转地设置在所述槽体（2）内；该控制装置（7）与所述槽盖翻转装置（4）及副水尺翻转机构（6）电连接。
2.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的槽体（2）采用现场施工的方式，以水泥浇筑的形式铺设在河床底面，形成混凝土槽体；或者所述的槽体（2）为箱体状槽体，在使用时将该箱体状槽体固定安装于河道底面。
3.根据权利要求2所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的箱体状槽体通过转轴（21）与所述主水尺（1）连接，在该转轴（21）处连接有可测量转轴转动角度的角度传感器（22）。
4.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的槽盖翻转装置（4）为伸缩气缸或为电机驱动的电动铰链。
5.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：所述的副水尽翻转机构（6）为伺服电机或者步进电机，所述副水尺（5）上设置旋转轴，由该伺服电机或者步进电机通过旋转轴带动副水尺（5）转动。
6.根据权利要求1所述的适用于低水位的水位测量装置，其特征在于：进一步设置有可带动所述的副水尺（5...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，邓淇耘，李铠峰，王宇欣，李文彧，刘涵，李宜润，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：
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