一种便携式流量巡测自动采集装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及水利水文领域，具体而言，涉及一种便携式流量巡测自动采集装置及其实现方法。

背景技术

近年来国家实行最严格的水资源管理，并实施河长制，水利工程的建设改变了水系，这对水文测验提出了极高的要求，驻站监测已不能满足要求，新设站点数量大，投入也巨大，已不适应现代数据监测的要求，结合现代科学技术，对新设水文监测断面开展了巡测。所谓巡测即是通过巡回测量方式，对江河、湖泊、水库、渠道等自然水体或测流断面的水文要素(水深、流速、流量等)进行综合采集、显示、记录(或传送)的水文测量。

目前国内外巡测方法及设备多数采用船测或人工放绳桥测，且分内、外分段作业，工作效率较低，缺乏应急决策的时效性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式流量巡测自动采集装置及其实现方法，解决了现有技术中工作效率较低，缺乏应急决策的时效性问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种便携式流量巡测自动采集装置，包括流速仪、数据采集器和数据终端，所述流速仪通过测绳与所述数据采集器连接，所述数据采集器通过无线方式与所述数据终端相连；所述流速仪包括身架、旋桨和尾翼板，所述旋浆可转动设置于所述身架一端部，所述尾翼板固定连接于所述身架另一端部，所述身架上部设置有第一连接板，所述第一连接板通过绳钩与测绳相连，所述身架上设置有发讯器，所述发讯器与设置于所述测绳内部的信号线相连，用于接收旋浆转动产生的脉冲信号。

作为优选方案，所述身架下部设置有第二连接板，所述第二连接板通过绳钩连接有连杆，所述连杆下部通过第二螺栓固定连接有铅鱼，且所述铅鱼尾部具有铅鱼尾翼。

作为优选方案，所述无线方式为蓝牙或WIFI连接，所述数据终端通过2G、3G、4G、5G网络中的任一种方式与云端平台连接。

本发明还提供了一种便携式流量巡测自动采集装置的实现方法，包括如下步骤：S1，根据测绳上的刻度将流速仪放入水中，并判断入水状态；S2，水流推动流速仪上的旋浆转动产生脉冲信号，流速仪上的发讯器接收脉冲信号并通过测绳发送至数据采集器；S3，根据所述脉冲信号，所述数据采集器获取原始数据，并将所述原始数据发送至数据终端；S4，所述数据终端接收原始数据，并根据流速公式，获取测流数据。

作为优选方案，所述流速公式为V＝K*(N/T)+C，其中，V为测流数据，K为旋浆水力螺距，N为T时间段内脉冲信号数，T为测量时间，C为流速仪常数。

作为优选方案，在步骤S1中，所述判断入水状态具体为：通过数据采集器检测测绳两端的电阻，当测绳两端电阻从无穷大转为设定阻值时，输出入水状态。

作为优选方案，在步骤S1之前，还包括检测数据采集器的电池电量，具体为：数据采集器开机，通过AD采集电池的电压值，判断当前电量门限，向蜂鸣器输出控制信号；当电量处于80％-100％时，蜂鸣器响一声；当电量处于60％-80％时，蜂鸣器响两声；当电量低于60％时，蜂鸣器响三声。

作为优选方案，在步骤S4之后，还包括：所述数据终端将测流数据发送至云端平台以获取流计表，同时将测流数据存储至本地。

作为优选方案，数据终端的通信模块动态监测当前的无线网络状况，无网络时，将测流数据存储至数据终端中，并将其设置未发送标志，网络恢复后，通信模块扫描所述未发送标志，并将其对应的测流数据发送至云端平台。

作为优选方案，所述获取流计表的步骤为：在检测区域设定多根垂线，并在每根垂线上设定多个垂线测点，依次检测垂线上的每个垂线测点，所有垂线测点完成后，进行下一根垂线检测，所有垂线检测完成后，获取流计表。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本装置技术先进、功能齐全、体积小巧、携带方便、操作简单，改变了传统巡测内、外分段作业流量数据无法及时获得的弊端，提高了测流效率和水平，具有傻瓜式单人操作巡测流量的特点，填补了非专业人员巡测流量的空白，适合水文、水利及环保等专业监测部门使用。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为本发明实施例的便携式流量巡测自动采集装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的流速仪的结构示意图；

图3为本发明实施例的便携式流量巡测自动采集装置的实现方法的流程示意图；

图4为本发明实施例的获取流计表的流程示意图。

图中标号：1身架、2旋桨、3第一连接板、4尾翼板、5铅鱼、6发讯器、7信号线、8测绳、9绳钩、10连杆、11第一螺栓、12铅鱼尾翼、13第二螺栓、14第二连接板。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

根据本发明的一实施方式结合图1示出。一种便携式流量巡测自动采集装置，包括流速仪、数据采集器和数据终端，流速仪通过测绳与数据采集器连接，数据采集器通过无线方式与数据终端相连。数据终端为三防无线数据终端，具有防水防尘防摔功能，无线方式为蓝牙或WIFI连接。本发明实施例中，数据采集器通过蓝牙与数据终端相连；数据终端通过4G网络与云端平台连接，可以理解，也可以采用2G、3G、5G网络中的任一种方式连接。数据采集器的型号可选用SPN-180，数据终端的型号可选用MANN-8S。

如图2所示，流速仪包括身架、旋桨和尾翼板，旋浆可转动设置于身架一端部，尾翼板固定连接于身架另一端部，身架上部设置有第一连接板，第一连接板通过绳钩与测绳相连，身架上设置有发讯器，发讯器与设置于测绳内部的信号线相连。

身架下部设置有第二连接板，第二连接板通过绳钩连接有连杆，连杆下部通过第二螺栓固定连接有铅鱼，且铅鱼尾部具有铅鱼尾翼。

如图3所示，本发明还公开了一种便携式流量巡测自动采集装置的实现方法，包括如下步骤：

S1，测绳上具有刻度，根据测绳上的刻度将流速仪放入水中，并判断入水状态。在步骤S1中，判断入水状态具体为：通过数据采集器检测测绳两端的电阻，当测绳两端电阻从无穷大转为设定阻值时，输出入水状态。

S2，水流推动流速仪上的旋浆转动产生脉冲信号，流速仪上的发讯器接收脉冲信号并通过测绳发送至数据采集器。

S3，根据脉冲信号，数据采集器获取原始数据，并将原始数据发送至数据终端。原始数据包括旋浆水力螺距K，测量时间T，T时间段内脉冲信号数N，流速仪常数C。

S4，数据终端接收原始数据，并根据流速公式，获取测流数据。流速公式为V＝K*(N/T)+C，其中，V为测点流速，K为旋浆水力螺距，N为T时间段内脉冲信号数，T为测量时间，C为流速仪常数。

进一步的，在步骤S1之前，还包括检测数据采集器的电池电量，具体为：数据采集器开机，通过AD采集电池的电压值，判断当前电量门限，向蜂鸣器输出控制信号。

当电量处于80％-100％时，蜂鸣器响一声；当电量处于60％-80％时，蜂鸣器响两声；当电量低于60％时，蜂鸣器响三声。

更进一步的，在步骤S4之后，还包括：数据终端将测流数据发送至云端平台以获取流计表，同时将测流数据存储至本地。数据终端的通信模块动态监测当前的无线网络状况，无网络时，将测流数据存储至数据终端中，并将其设置未发送标志，网络恢复后，通信模块扫描未发送标志，并将其对应的测流数据发送至云端平台。

如图4所示，本发明实施例中，获取流计表的步骤为：在检测区域设定多根垂线，并在每根垂线上设定多个垂线测点，依次检测垂线上的每个垂线测点，所有垂线测点完成后，进行下一根垂线检测，所有垂线检测完成后，获取流计表。每个断面信息通过现场GPS定位快速调取。

综上所述，本发明公开了一种便携式流量巡测自动采集装置及其实现方法，其有益效果包括：测流数据在线实时传输至云端平台，改变了传统巡测内、外分段作业流量数据无法及时获得的弊端，提高了应急决策的时效性；测流数据自动录入、流量云端计算，改变了传统巡测人工录入和人工计算工作强度大、效率低下问题，减轻了巡测人员的作业要求；测流数据实时回传至云端平台，方便了流量数据的统一处理与整编；在传输信号中断时，数据终端具备固态存储功能，信号恢复时，测流数据自动上传到云端平台数据库中，防止测流数据丢失。测验工作简单化，对测验人员简单培训后就能上岗，解决单位技术人员不足的情况。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。