一種基於雨水井蓋的內澇監測系統的製作方法

2023-06-25 12:24:41 6

本實用新型涉及一種基於雨水井蓋的內澇監測系統，屬於防洪防澇技術領域。

背景技術：

由於大部分城市水文、地理、氣象等數據尚不完備，致使內澇監測結果精度低，可靠性差，誤差大。同時，內澇監測模型中需要的來自自動雨量站監測的降水信息，由於採樣時間間隔長，瞬時性差，不能實時反應暴雨時造成的內澇現況。

目前我國內澇問題的治理也只是針對積水點的研究，而忽略了對整個排水系統的研究，無法有效地解決當前問題。針對目前城市內澇管理方面存在的突出問題，藉助數位化管理的手段來實現城市內澇防治遠程實時管理，提高城市內澇管理的針對性和精確性是城市內澇防治管理工作的必然要求。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基於雨水井蓋的內澇監測系統，大大節省經費、人力，改善了監控點器材易被盜的情況，實現了自動化、持續性、有效性的內澇監控目標。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種基於雨水井蓋的內澇監測系統，其特徵是，包括雨水井蓋，所述雨水井蓋上設有貫穿雨水井蓋的入水孔，所述雨水井蓋底部設有水流量傳感器、GPRS模塊和電箱，所述水流量傳感器的入水口正對入水孔下方，所述水流量傳感器與GPRS模塊相連接，並且所述水流量傳感器和GPRS模塊分別與電箱中的電路相連接 。

進一步地，所述水流量傳感器包括銅閥體、水流轉子組件、穩流組件和霍爾元件，所述銅閥體安裝在底板上，並且與雨水井蓋連接，所述水流轉子組件位於銅閥體入水口處，所述穩流組件位於銅閥體水流流通的中部，所述霍爾元件置於銅閥體側壁內。

進一步地，所述入水孔的底部安裝有濾網。

進一步地，所述電箱與水流量傳感器、GPRS模塊連接的電路外設有密封包裹層。

進一步地，所述雨水井蓋底部設有與水流量傳感器、GPRS模塊、電箱焊接的支架。

進一步地，所述電箱內設置有智能電路和鋰電池。

進一步地，所述雨水井蓋的材質為球墨鑄鐵。

進一步地，所述入水孔為橢圓孔。

本實用新型所達到的有益效果：

1.以往用於監測城市內澇的監測站點造價昂貴，極容易丟失，所以之前布控的內澇監測系統往往不了了之。本實用新型以雨水井蓋為基礎，利用市政規劃中雨水井常處於易積水點處的特點，節省了監控點的建造費用，內置的GPRS模塊，具有定位功能，可由上位監測計算機追蹤，改善了監控點器材易被盜的情況。

2.本實用新型使用GPRS模塊，通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道，提供中速的數據傳遞。突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統進行部分改造來實現分組交換，投入小的同時得到的用戶數據速率相當可觀。同時，由於不再需要現行無線應用所需要的中介轉換器，連接及傳輸都更方便容易。

3.本實用新型使用的GPRS模塊與其上位監測計算機群，組成了城市內澇在線監控與信息服務數位化系統，進一步形成城市防洪排澇和排水管網的綜合監管平臺。藉助該系統，相關防洪排澇部門可以全面掌握城市排水及內澇現狀、及時採取防洪排澇措施，可實現城市內澇的全方位監控和全局化管理。

4.本實用新型由上位監測計算機繪製出各（設備 ID）設備地點的「實時流量—時間」二維柱狀圖（以圓柱底面圓心的位置為時間值，圓柱高為實時流量）。從「實時流量—時間」圖上的某一流量大於預設閾值A的點開始，流量值沿「實時流量—時間」圖，連續且都大於預設閾值A。當持續時間超過預設時間B時。上位監測計算機發出預警信號。（由於各地地理條件不一，發生內澇時的積水深度不一，須經過水量平衡法或徑流係數法確定。故系統默認A=0.01m³/s，B=30s，且可自由設定）。原理簡單，實踐性強。能實時反映各監測點雨水井的過水情況，並及時發現雨水井堵塞的問題，消除隱患。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結構示意圖；

圖2為本實用新型部分細節圖；

圖3為水流傳感器的細節圖；

圖4為各監測點的監測情況示意圖及箭頭處的「實時流量—時間」二維柱狀圖。

圖中，1、雨水井蓋，2、入水孔，3、水流量傳感器，4、GPRS模塊，5、電箱，6、監測點，7、監測點的「實時流量—時間」二維柱狀圖，8、監測區域俯視圖，9、銅閥體，10、水流轉子組件，11、穩流組件，12、霍爾元件。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。

如圖1至圖4所示，一種基於雨水井蓋的內澇監測系統，包括雨水井蓋1，所述雨水井蓋1上設有貫穿雨水井蓋1的入水孔2，所述入水孔2為橢圓孔，所述入水孔2的底部安裝有濾網，防止雜物通過入水孔正下方的水流量傳感器3。

所述雨水井蓋1底部設有水流量傳感器3、GPRS模塊4和電箱5，所述水流量傳感器3的入水口正對入水孔2下方，所述水流量傳感器3與GPRS模塊4相連接，並且所述水流量傳感器3和GPRS模塊4分別與電箱5中的電路相連接 。

所述雨水井蓋1的材質為球墨鑄鐵，底部設有與水流量傳感器3、GPRS模塊4、電箱5焊接的支架，所述電箱5內設置有智能電路和鋰電池。所述電箱5與水流量傳感器3、GPRS模塊4連接的電路外設有密封包裹層。

所述水流量傳感器3包括銅閥體9、水流轉子組件10、穩流組件11和霍爾元件12，所述銅閥體9安裝在底板上，並且與雨水井蓋連接，所述水流轉子組件10位於銅閥體9入水口處，所述穩流組件11位於銅閥體9水流流通的中部，所述霍爾元件12置於銅閥體9側壁內。

使用方法：

1、將電箱5內電源打開，確認GPRS模塊4、水流量傳感器3處於工作狀態，監控系統顯示屏上顯示監控區域地圖、模擬城市內澇監測點、控制設備位置等，並可通過投影儀投影到顯示屏幕上。調度管理中心全天收集來自各個內澇監測點及控制設備的數據，將其存儲在資料庫中，並在地圖相應的位置顯示實時的水位、流量及設備工況等參數，相關防洪排澇工作人員可以直觀地了解到城市內澇監測點的狀況。

2、地面積水後，積水將由入水孔2流入雨水井，同時流過水流量傳感器3入水口。當水流過轉子組件時，磁性轉子轉動，並且轉速隨著流量成線性變化。霍爾元件輸出相應的脈衝信號反饋給控制器，由控制器判斷水流量的大小為a，記錄此時流量值對應的時間值b，並通過GPRS模塊4，將「實時流量—時間」信息發向上位監測計算機。

3、由上位監測計算機繪製出各（設備 ID）設備地點的「實時流量—時間」二維柱狀圖（以圓柱底面圓心的位置為時間值，圓柱高為實時流量）。從「實時流量—時間」圖上的某一流量大於預設閾值A的點開始，流量值沿「實時流量—時間」圖，連續且都大於預設閾值A。當持續時間超過預設時間B時，上位監測計算機發出預警信號。（由於各地地理條件不一，發生內澇時的積水深度不一，須經過水量平衡法或徑流係數法確定。故系統默認A=0.01m³/s，B=30s，且可自由設定）。系統接收到預計信號後，監控系統顯示屏上自動彈出報警提示框，使防洪排澇工作人員可以及時了解內澇監測點的狀況。當報警發生時和恢復時，監控系統通過 GPRS系統發送簡訊或電子郵件將報警信息通知相關防洪排澇工作人員，調度管理中心的防洪排澇工作人員也可以人工對報警信息進行發布。報警信息應當包括它的設備 ID、設備地點、設備名稱、報警描述、報警產生時間、報警消除時間、當前狀態及當前值等。每次報警信息都應存儲在資料庫中，報警記錄以表格的形式顯示出來，從終端計算機上可以查詢所有的報警記錄，並且可以列印所有報警記錄。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本實用新型的保護範圍。