一種城市內澇路面水深流速測量裝置的制作方法

本實用新型涉及水利設備監測技術領域，尤其涉及一種城市內澇路面水深流速測量裝置。

背景技術：

隨著我國城市化推進，由暴雨引起的城市洪水頻繁發生，暴雨導致城市內澇，路面積水嚴重、水流流速較大，對城市正常交通以及人民生命財產安全帶來極大威脅，有必要對洪水流速、水深數據進行實時監測，實現水文數據采集，為城市防洪排澇、交通安全等提供參考依據。

目前測量水流流速水深的裝置基本上運用在河道方面，具體情況為：采用水文測量尺測水深或固定水文站站點讀取水深；采用投放式流速儀、手持式流速儀測量水流流速，或是非接觸式流速儀測量水流表面流速。城市路面內澇水深變化快、流速較大，人工直接測量不僅不便，而且安全存在隱患；如果像河道測量方式水深一樣，將裝置固定在路面上勢必會影響日常交通；同時，僅僅測量表面流速并不能真實反應水流內部的流速情況，精度不高。可見，現有的裝置用來測量路面洪水水流流速水深效率較低，而且大多數裝置不具備同時測量流速水深的功能，且同時具有兩者功能的裝置在河道測量時需要預先固定在測量河道內，因而并不能很好地適應于城市發生內澇積水時路面水流流速水深測量工作。

綜上所述，利用現有的測量河流流速水深的方法和裝置來測量城市內澇積水時路面水流流速水深，不僅操作不方便，而且工作人員的安全也受到一定的威脅，適用性較低。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種城市內澇路面水深流速測量裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種城市內澇路面水深流速測量裝置，包括底座和與底座密封連接的防水底座外殼以及在高度方向上設置在防水底座外殼上的空心防水支架；其中，在所述底座上、且位于防水底座外殼內安裝有無線傳輸設備、水深傳感器轉換器、單片機、流速傳感器轉換器和電源，另外，所述防水底座外殼上固定連接有水深傳感器；所述空心防水支架上連接有流速傳感器測桿，所述流速傳感器測桿向外的端部上通過旋轉支架支撐設置有流速傳感器；所 述流速傳感器的外部密封連接有圓筒外殼，所述圓筒外殼的尾部設置有圓筒外殼尾翼；對應所述流速傳感器在所述空心防水支架上設置有電子式水位開關，所述流速傳感器和水深傳感器均由電子式水位開關控制開關；所述電源通過導線分別與所述電子式水位開關、無線傳輸設備、水深傳感器轉換器、單片機、流速傳感器轉換器相連；所述流速傳感器與流速傳感器轉換器相連，所述水深傳感器與水深傳感器轉換器相連，所述流速傳感器轉換器和水深傳感器轉換器分別與所述單片機信號輸入端相連，所述單片機信號輸出端與所述無線傳輸設備相連，另外，所述城市內澇路面水深流速測量裝置的遠程端還包括一個信號接收顯示器。

優選地，所述空心防水支架不同高度段上均對應連接有流速傳感器測桿，所述每個流速傳感器測桿向外的端部上均通過旋轉支架支撐設置由流速傳感器；所述每個流速傳感器的外部均密封連接有圓筒外殼，所述每個圓筒外殼的尾部均設置有圓筒外殼尾翼；對應每個流速傳感器在所述空心防水支架相應高度段上均設置有電子式水位開關，所述每個流速傳感器由與之高度對應的電子式水位開關控制開關，所述水深傳感器由距離地面最近的電子式水位開關控制開關。

優選地，所述流速傳感器采用液壓式流速傳感器。

優選地，所述水深傳感器采用水深壓力傳感器。

優選地，所述電子式水位開關的高度高于所對應控制的流速傳感器的高度。

本實用新型的有益效果是，根據不同水流深度自動開關流速傳感器，自動化測量和遠程接收信息更加安全、高效；隨著水流方向的變化，可以自動調整測流方向；對于水流較深時，可同時測量同一位置不同深度的水流流速，取平均值計算增加測量數據的準確性；可以定點不間斷同時測量內澇路面水流流速水深；通過無線發射裝置將數據發送至遠程端接收，實現城市內澇路面流速水深的水文監測。

附圖說明

圖1是本實用新型城市內澇路面水深流速測量裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型城市內澇路面水深流速測量裝置的水流流速水深信號采集、處理、遠程傳輸并接收顯示示意圖。

其中：1.流速傳感器，2.水深傳感器，3.電子式水位開關，4.無線傳輸設備，5.水深傳感器轉換器，6.單片機，7.流速傳感器轉換器，8.電源，9.防水底座外殼，10.空心防水支架，11.流速傳感器測桿，12.底座，13.圓筒外殼，14.圓筒外殼尾翼，15.旋轉支架，16.信號接收顯示器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

如圖1-2所示，一種城市內澇路面水深流速測量裝置，包括底座12和與底座12密封連接的防水底座外殼9以及在高度方向上設置在防水底座外殼9上的空心防水支架10，其中在底座12上、且位于防水底座外殼9內安裝有無線傳輸設備4、水深傳感器轉換器5、單片機6、流速傳感器轉換器7和電源8，另外，防水底座外殼9上固定連接有水深傳感器2，空心防水支架10上連接有流速傳感器測桿11，其中流速傳感器測桿11向外的端部上通過旋轉支架15支撐設置有流速傳感器1，而流速傳感器1的外部密封連接有圓筒外殼13，圓筒外殼13的尾部設置有圓筒外殼尾翼14，對應流速傳感器1在空心防水支架10上設置有電子式水位開關3，流速傳感器1和水深傳感器2由電子式水位開關3控制開關，另外，該裝置的遠程端還包括一個信號接收顯示器16。

優選地，空心防水支架10不同高度段上均對應連接有流速傳感器測桿11，而每個流速傳感器測桿11向外的端部上均通過旋轉支架15支撐設置有流速傳感器；每個流速傳感器1的外部均密封連接有圓筒外殼13，每個圓筒外殼13的尾部設置有圓筒外殼尾翼14，對應每個流速傳感器1在空心防水支架10相應高度段上設置有電子式水位開關3，每個流速傳感器1與之高度對應的電子式水位開關3控制開關，水深傳感器2由距離地面最近的電子式水位開關3控制開關。

其中，底座12具有一定的重量以降低裝置的重心使得裝置在水流中保持穩定性；防水底座外殼9與底座12密封連接，可以起到保護內部裝置的作用，圓筒外殼13密封連接在流速傳感器1外部，一方面起到保護流速傳感器1作用，另一方面起固定圓筒外殼尾翼14作用；圓筒外殼尾翼14隨來流方向變化，在旋轉支架15配合作用下可保證流速傳感器1前端對著來流方向測量，增加測量準確性；電源8通過導線分別與電子式水位開關3、無線傳輸設備4、水深傳感器轉換器5、單片機6、流速傳感器轉換器7相連，實現電路的正常供電；電子式水位開關3分別與流速傳感器1、水深傳感器2相連，通過電子式水位開關3判別有無水流淹沒實現對應流速傳感器1、水深傳感器2的開關，具體地，流速傳感器1由與之高度對應的電子式水位開關3控制開關，水深傳感器2由距離地面最近的電子式水位開關3控制開關；流速傳感器1與流速傳感器轉換器7相連實現流速信號轉換；水深傳感器2與水深傳感器轉換器5相連實現水深信號轉換；流速傳感器轉換器7、水深傳感器轉換器5分別與單片機6信號輸入端相連，實現流速水深信號輸入；單片機6信號輸出端與無線傳輸設備4相連，實現流速水深信號輸出；遠程端的信號接收顯示器16接收來自無線傳輸設備4傳來的信號并顯示，實現信號輸出顯示。

本實用新型城市內澇路面水深流速測量裝置的工作過程為：

當電子式水位開關3感應有水流淹沒時自動接通，對應的流速傳感器1、水深傳感器2開始對水流流速水深信息進行采集；流速傳感器1將采集到的流速信號傳遞給流速傳感器轉換器7，水深傳感器2將采集到的水深信號傳遞給水深傳感器轉換器5；流速傳感器轉換器7和水深傳感器轉換器5將轉換后的流速水深信號分別傳遞給單片機6，單片機6將處理后的數據信息傳遞給無線傳輸設備4，進而通過無線傳輸設備4將數據信號傳送至遠端程端的信號接收顯示器16，實現城市內澇路面水深流速數據測量顯示。

優選地，在水流深度較高情況下，多個電子式水位開關3都會開啟，且多個電子式水位開關3對應控制的多個流速傳感器1同時采集不同深度處的水流流速信息，所采集的信號經流速傳感器轉換器7轉換并傳入單片機6，單片機6將同一時刻不同深度處所測多個流速取平均值計算，提高測流精度。

優選地，流速傳感器1采用液壓式流速傳感器。

優選地，水深傳感器2采用水深壓力傳感器。

優選地，電子式水位開關3的高度應略高于所對應控制的流速傳感器1，用以保證流速傳感器1工作時完全淹沒在水流中時才開始測量流速，減小測量誤差。

優選地，無線傳輸信號采用GMS/GPRS網絡信號進行傳輸。

本實用新型城市內澇路面水深流速測量裝置，采用無線傳輸方式、可實現自動化、不間斷測量。采用流速傳感器、水深傳感器采集水流信息，并通過單片機處理，采用無線傳輸的方式，將所測路段的水流流速水深數據傳送到遠程端的信號接收顯示器，并對所測數據給予顯示，實現路面內澇水流流速水深的數據準確采集。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。