一種地樁式水位監測裝置的製作方法

2024-04-01 11:58:05

本實用新型涉及水位監測領域，具體地說，涉及一種地樁式水位監測裝置。

背景技術：

近年來，我國受極端天氣的影響，各地均暴雨頻發，城市內澇問題日益嚴重，很多城市在下暴雨的時候出現道路被淹、車庫進水等非常嚴重的情況。在城市排水系統無法快速解決內澇問題的情況下，對可能存在的淹水地區進行及時的監控和預警就顯得十分重要。對發出預警的地區可以及時疏導交通，及時通知業主，避免災難再次發生。

現有的水位監測一般採用浮子式、壓力式、超聲波式或雷達式等傳感器，上述水位傳感器在實際應用過程中普遍存在安裝和維護複雜，施工難度大，造價高的問題。例如，現有超聲波水位計一般都安裝在待測位置上方，經常需要專門架設一個支撐杆，因此施工難度大，造價高並且維護不太方便。此外，由於超聲波在空氣中的傳播速度受溫度影響較大，需要設計溫度補償，結構相對複雜，成本較高。

技術實現要素：

為了克服上述缺點，本實用新型提供了一種安裝維護方便又不易受溫度影響的利用超聲波來測量水位的地樁式水位監測裝置。具體方案如下：

一種地樁式水位監測裝置，包括：

外筒體，該外筒體在安裝時固定在待監測水位的地面的安裝孔中；

內筒體，該內筒體具有一開口，所述內筒體可拆卸地套設安裝在所述外筒體內；

水位監測單元，該水位監測單元包括水位監測電路、與該水位監測電路電連接的兩個啟動觸點和一超聲波探頭，所述水位監測單元安裝在所述內筒體內；

以及密封蓋，該密封蓋與所述內筒體的開口密封配合而將所述水位監測單元密封在所述內筒體內；其中，所述密封蓋包括設置在內表面的一探頭固定槽以及兩個間隔開的啟動觸點安裝通孔，所述超聲波探頭安裝在所述探頭固定槽中，所述兩個啟動觸點分別密封安裝在所述兩個啟動觸點安裝通孔並外露於密封蓋的上表面，當出現積水時，該兩個啟動觸點連通，所述水位監測單元啟動，開始進行監測。

進一步地，所述外筒體具有較大直徑的上端部分、較小直徑的下部以及在其之間形成的支撐臺，所述支撐臺上設有若干螺紋孔，所述內筒體具有與所述外筒體相互配合的結構，組裝時所述內筒體插入所述外筒體並通過螺絲將所述內筒體固定到所述外筒體內。

進一步地，所述內筒體與所述外筒體之間形成環形空間，積水能進入該環形空間，以對所述水位監測單元進行散熱，確保其正常工作。

進一步地，所述密封蓋的上表面對應於所述探頭固定槽和/或所述啟動觸點安裝通孔的位置形成高於其它表面的區域塊，使得所述探頭和/或所述啟動觸點不易積沙造成誤判斷和/或所述監測單元不易被誤啟動。

進一步地，還包括一電路固定套筒，所述水位監測電路安裝在該電路固定套筒內，所述電路固定套筒再套設安裝在所述內筒體內。

進一步地，還包括電池和彈簧，所述彈簧和電池設置於所述內筒體的內底部與所述電路固定套筒的外底部之間，所述電池與所述水位監測電路電連接，從而給所述水位監測單元供電。

進一步地，還包括一安裝環和至少一個密封墊圈，所述密封蓋的上表面外周形成匹配該安裝環的環形安裝部，所述密封墊圈墊設於所述密封蓋與所述內筒體之間，通過所述安裝環緊固連接安裝而使所述密封蓋與所述內筒體的開口密封配合。

進一步地，所述安裝環的厚度與所述環形安裝部的深度相同，從而所述安裝環與所述密封蓋形成一平整表面。

進一步地，所述水位監測單元還包括通信模塊，用於與遠程數據中心進行通信和數據交換。

本實用新型採用上述技術方案，具有的有益效果是：

1、安裝維護方便，僅需在選定安裝點鑽一個比外筒體尺寸稍大的安裝孔，而後往安裝孔內放入適量速幹水泥槳，再將水位監測裝置放入安裝孔內，壓平至路面，即完成水位監測裝置安裝，即水位監測裝置像地樁一樣安裝路面。當需要維護時或當監測點經過城市改造後不再內澇而選擇移裝水位監測裝置時，只需將內筒體取出，外筒體留於原處即可。

2、智能變頻監測，遇水智能啟動，超低功耗待機，待機時長大於2年。水位監測裝置配備有大容量可充電鋰電池，並且在外部沒有積水的情況下，處於完全靜默，關閉通信，關閉傳感器等無需開啟的電路模塊，進入超低功耗待機狀態，當外部有積水時才啟動進入監測狀態。智能水位監測模塊對持續監測到的水位進行數據分析，判斷水位變化趨勢從而智能改變監測頻率，當積水水位長時間保持在某一水平則降低監測頻率，當水位急速上漲或下降則增加監測頻率。

3、遠程通信，積水實時監測，主動上報伺服器。

附圖說明

圖1 示出了根據本實用新型實施例的地樁式水位監測裝置的整體示意圖；

圖2示出了圖1所示的地樁式水位監測裝置的立體分解圖；

圖3示出圖1所示的地樁式水位監測裝置的水位檢測單元的原理框圖。

具體實施方式

為進一步說明各實施例，本實用新型提供有附圖。這些附圖為本實用新型揭露內容的一部分，其主要用以說明實施例，並可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式以及本實用新型的優點。圖中的組件並未按比例繪製，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。

現結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。參照圖1、2和3，地樁式水位監測裝置1可包括在安裝時像地樁一樣固定在待監測水位的地面中的外筒體10、可拆卸地安裝在外筒體10內的內筒體20、安裝在內筒體20內的水位監測單元30以及密封蓋40。外筒體10包括較大直徑的上端部分11、較小直徑的下部12以及在其之間形成支撐臺13，並且支撐臺13上設有若干螺紋孔14，雖然在本實施例中，在周向均勻間隔開設置了4個螺紋孔，但螺紋孔14的數量不作限制。內筒體20具有與外筒體10類似且相互配合的結構，即同樣具有較大直徑的上端部分21、較小直徑的下部22以及在其之間形成的支撐臺23，支撐臺23上也設置有與螺紋孔14對應的若干螺紋孔24。此外，上端部分21的頂端還設有凸緣25，凸緣25的外徑與外筒體10的上端部分11的外徑相同。組裝時內筒體20的下部21插入外筒體10的下部11中，內筒體20通過支撐臺23的下表面支撐在外筒體10的支撐臺13的上表面上，並使螺紋孔14和24對齊然後將螺釘或螺栓（未示出）插入螺紋孔14和24並鎖緊，完成內筒體20固定安裝在外筒體10內。這裡僅示出外筒體10和內筒體20之間的一種優選配合安裝結構，但其之間的配合結構不限於此。內筒體20與外筒體10之間形成環形空間，積水可以進入該環形空間，以對所述水位監測單元進行散熱，確保其正常工作。

水位監測單元30可包括水位監測電路31、與該水位監測電路31電連接的兩個啟動觸點32和一超聲波探頭33。密封蓋40與內筒體20的開口密封配合而將水位監測單元30密封在內筒體10內。密封蓋40包括設置在內表面的探頭安裝槽41以及間隔開設置的啟動觸點安裝通孔42。超聲波探頭33安裝在探頭安裝槽41中，兩個啟動觸點32分別安裝在兩個啟動觸點安裝通孔42中並外露於密封蓋40的上表面。密封蓋40的上表面對應於探頭固定槽41和/或啟動觸點安裝通孔42的位置形成高於其它表面的區域塊，即積沙槽43，使得所述探頭和/或所述啟動觸點不易積沙造成誤判斷和/或所述監測單元不易被誤啟動。

此外，水位監測裝置1還可包括一安裝環70和至少一個密封墊圈（未示出）。密封蓋40的上表面外周形成匹配該安裝環70的環形安裝部45，所述密封墊圈墊設於密封蓋40與內筒體20之間，通過安裝環70緊固連接安裝而使密封蓋40與內筒體20的開口密封配合。在本實施例中，環形安裝部45和安裝環70上分別設有與內筒體20的螺紋孔24一致的螺紋通孔44和74。這樣只需通過四根螺釘或螺栓即可實現將外筒體10、內筒體20、密封蓋40和安裝環70固定安裝在一起。其中，安裝環70的厚度與環形安裝部45的深度相同，從而安裝環70與密封蓋40形成一平整表面。

此外，水位監測裝置1還可包括一電路固定套筒50，電路固定套筒50具有與內筒體20匹配安裝的結構，其上端具有凸緣51，凸緣51設置與內筒體20的螺紋孔24一致的螺紋孔54。水位監測電路30安裝在電路固定套筒50內，而電路固定套筒50再套設安裝在內筒體20內並通過。這種結構便於安裝維護。

此外，水位監測裝置1還包括電池60和彈簧（未示出），彈簧和電池設置於內筒體20的內底部與電路固定套筒50的外底部之間，以將電池固定在內筒體20內。電池60與水位監測電路31電連接，從而給水位監測單元30供電。優選地，電池60是容量大於13000mAh、12V的可充電鋰電池。

此外，水位監測裝置1還包括遠程通信模塊80，遠程通信模塊80與水位檢測單元30電連接，用於與遠程數據中心進行通信和數據交換。遠程通信模塊80是現有技術，這裡就不再進行進一步描述。

此外，水位監測裝置1還包括智能水位監測模塊，該智能水位監測模塊嵌入在水位監測裝置1的微處理器中。所述智能水位監測模塊對持續監測到的水位進行數據分析，判斷水位變化趨勢從而智能改變監測頻率，當積水水位長時間保持在某一水平則降低監測頻率，當水位急速上漲或下降則增加監測頻率。

現簡要說明一下水位監測裝置的安裝及工作原理。在選定安裝點鑽一個比外筒體尺寸稍大的安裝孔，而後往安裝孔內放入適量速幹水泥槳，再將水位監測裝置放入按孔內，壓平至路面，即完成水位監測裝置安裝。當需要維護時或當監測點經過改造後不再內澇而選擇移裝水位監測裝置時，只需將內筒體取出，外筒體留於原處即可。在安裝完成後，水位監測裝置處於超低功耗待機狀態，即此時遠程通信、檢測電路、探頭等被關閉。當積水將啟動觸點導通時，水位監測裝置啟動進入監測狀態。同時，智能水位監測模塊對持續監測到的水位進行數據分析，判斷水位變化趨勢從而智能改變監測頻率，當積水水位長時間保持在某一水平則降低監測頻率，當水位急速上漲或下降則增加監測頻率。監測到的水位可以通過遠程通信模塊傳輸至遠程數據中心進行進一步處理。

儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範圍。