一种河道防洪预警用数据采集装置及采集方法与流程

本发明涉及防洪预警的，特别是涉及一种河道防洪预警用数据采集装置及采集方法。

背景技术：

1、河道洪水灾害具有突发性强、破坏性大的特点，精准的水文数据采集是实现有效防洪预警的前提，目前，河道防洪预警所采用的数据采集方式多基于浮子水位计，其原理是将浮子放置于水面，通过标尺、连杆、编码器等对浮子的高度位置进行测量，进而利用浮子随水位升降而改变的方式来间接反映水位高度变化，然而，该数据采集方式仅能获取水位这一维度信息，无法同步采集水的流速、泥沙含量等对洪水演变过程具有显著影响的关键参数，导致难以准确判断洪水等级与发展趋势，另外水面波浪、漂浮物等容易对浮子造成干扰，影响数据准确度。

技术实现思路

1、本发明中提供了一种河道防洪预警用数据采集装置及采集方法，可有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种河道防洪预警用数据采集装置，包括立柱、设置于所述立柱上的浮力测量单元及设置于所述浮力测量单元上的采集组，所述浮力测量单元用于测量所述采集组在水中的浮力；

4、所述采集组包括外筒、位于所述外筒内的活动体及用于对所述活动体所受作用力进行测量的测压单元一，所述活动体受到水流的推动作用并能够在所述外筒内移动。

5、在本发明的一些实施例中，所述活动体包括相对分布的两楔板，所述楔板上设置有用于承受水流推动的斜面，两所述斜面之间设置有窄缝。

6、在本发明的一些实施例中，所述活动体还包括位于两所述楔板之间的平板及用于对所述平板所受水的静压推动力进行测量的测压单元二，所述平板能够沿窄缝长度方向在两所述楔板之间移动；

7、在所述平板朝向所述窄缝的端部设置有扣节，各所述楔板背离水流的侧壁上均设置有导棱，所述扣节与两所述导棱滑动连接。

8、在本发明的一些实施例中，所述测压单元一包括开设在所述外筒的壁面内的储油室和设置于各所述楔板上的插板，所述插板沿所述楔板在所述外筒内的移动方向滑动插入所述储油室内，所述储油室内存储有油液，所述外筒的侧壁上设置有用于对所述储油室内的油压进行测量的油压计。

9、在本发明的一些实施例中，所述测压单元二包括支撑套管和活动柱，所述支撑套管设置于所述外筒的侧壁上，所述活动柱滑动穿过所述外筒，并且所述活动柱的一端滑动插入所述支撑套管内，所述活动柱的另一端与所述平板连接，并且所述平板能够在所述活动柱上滑动；

10、在所述支撑套管内设置有压力计，所述压力计与所述活动柱之间通过弹簧连接，且所述支撑套管内部气体压力为常压。

11、在本发明的一些实施例中，所述平板远离所述扣节的端部扣设有扣罩，且所述平板能够与所述扣罩滑动连接，所述扣罩用于阻挡水流对所述平板端部的冲击力，所述扣罩的侧壁上设置有横杆，所述横杆滑动安装于所述外筒上，且所述横杆的滑动方向与所述平板的滑动方向平行设置。

12、在本发明的一些实施例中，所述平板中空设置，且所述平板与所述扣罩相互连通，所述平板通过副管与所述支撑套管连通。

13、在本发明的一些实施例中，所述浮力测量单元包括连接柱和竖向滑动穿过所述连接柱的插柱，所述立柱穿过所述插柱，在所述插柱的内部设置有安装腔，所述安装腔内设置有用于连接连接柱和插柱的拉力计；

14、所述支撑套管与所述安装腔连通，所述连接柱上设置有与所述安装腔连通的气管。

15、在本发明的一些实施例中，所述插柱能够在所述立柱上移动，所述立柱上设置有螺纹，所述立柱与所述插柱通过螺纹相互连接，在所述连接柱的侧壁上设置有尾鳍；

16、所述立柱的顶部设置有平台，所述平台上设置有用于驱动所述立柱旋转的调节电机，所述气管与所述平台连接；

17、所述采集组的数量设置有两个，且两所述采集组分别位于所述尾鳍的两侧并均设置于所述浮力测量单元上。

18、一种河道防洪预警用数据采集方法，包括如下步骤：

19、将浮力测量单元和采集组放入河道水中，立柱对浮力测量单元和采集组进行吊装支撑；

20、利用浮力测量单元测量采集组所处水深位置时所受到的浮力；

21、通过测量的浮力值及采集组的体积计算采集组所处水深位置的水的密度，进而推断出水中的含沙量；

22、在沿垂直于水流方向，利用测压单元二测量平板所受水的静压力，通过静压力及采集组所处位置的水的密度计算采集组所处水深高度，从而测量水的涨幅；

23、利用测压单元一测量水流时水的动压对活动体产生的推动力，并根据水的密度，从而测量出水的流速。

24、本发明的有益效果为：

25、通过直接测量位于水下的采集组所受浮力值，从而可以测量出采集组周围的水的密度，便于对水中的含沙量进行快速测量，同时结合水流对采集组的推动力及采集组周围的水的密度，从而可以得出采集组周围的水的流速，便于对河道水的数据进行多重采集，提高数据多样性，便于准确判断洪水等级与发展趋势；由于水密度的测量只限定在采集组周围，因此可以便于对采集组周围水的流速进行测量，避免不同水位深度的密度不同时，影响测量准确度；由于浮力测量单元和采集组均位于水下，因此水面的浮动和漂浮物不会对数据采集工作造成干扰。

1.一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，包括立柱、设置于所述立柱上的浮力测量单元及设置于所述浮力测量单元上的采集组，所述浮力测量单元用于测量所述采集组在水中的浮力；

2.根据权利要求1所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述活动体包括相对分布的两楔板，所述楔板上设置有用于承受水流推动的斜面，两所述斜面之间设置有窄缝。

3.根据权利要求2所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述活动体还包括位于两所述楔板之间的平板及用于对所述平板所受水的静压推动力进行测量的测压单元二，所述平板能够沿窄缝长度方向在两所述楔板之间移动；

4.根据权利要求2所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述测压单元一包括开设在所述外筒的壁面内的储油室和设置于各所述楔板上的插板，所述插板沿所述楔板在所述外筒内的移动方向滑动插入所述储油室内，所述储油室内存储有油液，所述外筒的侧壁上设置有用于对所述储油室内的油压进行测量的油压计。

5.根据权利要求3所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述测压单元二包括支撑套管和活动柱，所述支撑套管设置于所述外筒的侧壁上，所述活动柱滑动穿过所述外筒，并且所述活动柱的一端滑动插入所述支撑套管内，所述活动柱的另一端与所述平板连接，并且所述平板能够在所述活动柱上滑动；

6.根据权利要求5所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述平板远离所述扣节的端部扣设有扣罩，且所述平板能够与所述扣罩滑动连接，所述扣罩用于阻挡水流对所述平板端部的冲击力，所述扣罩的侧壁上设置有横杆，所述横杆滑动安装于所述外筒上，且所述横杆的滑动方向与所述平板的滑动方向平行设置。

7.根据权利要求6所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述平板中空设置，且所述平板与所述扣罩相互连通，所述平板通过副管与所述支撑套管连通。

8.根据权利要求5所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述浮力测量单元包括连接柱和竖向滑动穿过所述连接柱的插柱，所述立柱穿过所述插柱，在所述插柱的内部设置有安装腔，所述安装腔内设置有用于连接连接柱和插柱的拉力计；

9.根据权利要求8所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，所述插柱能够在所述立柱上移动，所述立柱上设置有螺纹，所述立柱与所述插柱通过螺纹相互连接，在所述连接柱的侧壁上设置有尾鳍；

10.一种河道防洪预警用数据采集方法，采用上述权利要求1-9任一所述的一种河道防洪预警用数据采集装置，其特征在于，包括如下步骤：