一種淤積及水位監測儀及其應用方法
【專利摘要】本發明涉及一種淤積及水位監測儀及其應用方法，屬于水利行業水下淤積自動監測技術領域。技術方案：淤積及水位監測儀包含監測主機（6）和淤積及水位傳感器（8），淤積及水位傳感器為長條狀，沿長度方向分布多個電極（7）。長條狀的淤積及水位傳感器的長度方向垂直向下布置，測量每個電極的電容值；根據各個電極電容值不同，以及各個電極之間的間距，實時得出淤積厚度。本發明可同時監測水位與淤積，即監測水面又同時監測水底，可以長時間的無需人工干預的監測淤泥的厚度、水位的高度，在分析淤泥的沉積規律、水位的變化情況，以及測算庫容或水流量。本發明準確性高、實時性強、安放簡單、后期維護量小。
【專利說明】
一種淤積及水位監測儀及其應用方法
技術領域
[0001 ] 本發明涉及一種淤積及水位監測儀及其應用方法，屬于水利行業水下淤積自動監測技術領域。
【背景技術】
[0002]對于淤積厚度的監測，目前尚沒有可以簡單易行、低成本、長時間連續的監測方法。在眾多領域或場合，監測淤泥沉積的速度及厚度，具有十分重要的意義，例如:水庫水深及淤積厚度監測、河道水位及淤積厚度監測、農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度監測、管道淤積厚度監測等等，依靠普通設備或者人力監測，非常困難，而且淤積會造成監測設備無法工作，如何實現簡單、低成本的淤積自動監測，是該領域一大難題。
【發明內容】
[0003]本發明目的是提供一種淤積及水位監測儀及其應用方法，對多種場合下實現水下淤積自動監測，準確性高、實時性強、安放簡單、后期維護量小，解決【背景技術】中存在的問題。
[0004]本發明的技術方案是:
一種淤積及水位監測儀，包含:淤積及水位傳感器和監測主機，淤積及水位傳感器為長條狀，沿長度方向分布多個電極，電極之間的間隔越小，檢測精度越高(例如:電極之間的間隔為2.5毫米);所述的電極由電路板制成。
[0005]淤積及水位傳感器正面為多個電極，電極作為電容測量點；淤積及水位傳感器反面為電容測量電路及可擴展串行通訊總線，電容測量電路及可擴展串行通訊總線做成集成電路芯片，集成電路芯片與監測主機連接;所有的電極，均分別連接淤積及水位傳感器背面的集成電路芯片，集成電路芯片將電極檢測到的周圍介質的介電常數上傳至監測主機。
[0006]所述的電極，利用空氣、水、淤泥的介電常數差異進行電容值測量。電極在一定距離內感知周圍介質的介電常數er，所述周圍介質的介電常數εΓ為:空氣:I，水:81，淤泥:30?80，淤積沉積物:5?30。所述的電極由電路板制成，是在長條狀的電路板的正面，沿長度方向制出平行排列的多個電極，可以排列I排以上。
[0007]所述的淤積及水位傳感器，設置在開口的外殼內，外殼為與淤積及水位傳感器匹配的長條狀，淤積及水位傳感器的正面朝向外殼的開口，淤積及水位傳感器正面的表面設有防水防護層，防水防護層外面還設有防污層，防污層為不易沾染污物的聚四氟乙烯或特
[0008]所述監測主機包含單片機、鋰電池、無線通訊模塊，單片機分別連接鋰電池、無線通訊模塊，單片機還連接淤積及水位傳感器;無線通訊模塊通過遠程通訊網絡與上位監測計算機匹配連接。
[0009]所述無線通訊模塊可以是現地無線通訊模塊或遠程無線通訊模塊，或者現地無線通訊模塊與遠程無線通訊模塊二者兼有。
[0010]所述鋰電池可以外接電源。
[0011 ]所述淤積及水位監測儀還可以監測水深。
[0012]本發明的監測主機、電容測量電路及可擴展串行通訊總線、介電常數er、防污層材料，為公知技術或市面上可以買得到的公知材料，或者按要求自行組裝。
[0013]—種淤積及水位監測儀的應用方法，使用上述淤積及水位監測儀進行檢測，將淤積及水位監測儀布置在需要監測的位置，長條狀的淤積及水位傳感器的長度方向垂直向下布置，淤積及水位傳感器上的電極接通電源，在需要監測的位置深度方向上，測量每個電極的電容值;根據各個電極電容值不同，以及各個電極之間的間距，實時得出淤積厚度。
[0014]本發明方法可以在下列領域或場所使用:
1、應用于水庫水深及游積厚度監測
一種淤積及水位監測儀用于水庫水深及淤積厚度的監測方法，采用上述淤積及水位監測儀實現，水庫應用的特點是:水深變化可由幾米達上百米，淤積變化可由幾米達十幾米，在水庫應用中，淤積及水位監測儀中還包含與單片機連接的靜壓式水位傳感器、與單片機通過防水電纜連接的水面浮子，水面浮子內匹配有監測主機的單片機、無線通訊模塊和鋰電池;淤積及水位傳感器的外殼為長條狀，下重上輕，在投入到水庫中時確保垂直下沉，監測主機設置在水面浮子中，靜壓式水位傳感器用于測水深；另設水位計檢測水庫水位及當地大氣壓力，經數據融合可以監測庫淤標高，從而實現自動校準水位/庫容曲線，由于水庫底部各點淤積厚度不同，淤積及水位監測儀在同一水庫中設置多個測點。
[0015]具體步驟如下:
①淤積及水位傳感器通過防水電纜與水面浮子連接，水面浮子內匹配有監測主機，防水電纜長度應保證最大水深時，淤積及水位傳感器還能逐漸穿過淤泥和淤積直達水庫底部；
②淤積及水位傳感器的外殼應有足夠重量，底部尖狀，下重上輕，在投入到水庫中時確保垂直下沉，進入淤泥和淤積時較輕的上部依靠浮力保證垂直不歪斜；
③淤積及水位傳感器投入水庫后下沉，逐漸穿過水庫底部的淤泥和淤積到達庫底，并在這一過程中定時監測當時的水深、淤泥和淤積的厚度，并將每次監測的數據送入監測主機的單片機存儲；
④管理部門上位監測計算機通過遠程通訊網絡與監測主機的無線通訊模塊匹配連接，根據事先設定，單片機定時將相關數據送到水面浮子中的無線通訊模塊上傳，相關數據包含:淤積及水位監測儀編號、已記錄的水深、淤泥和淤積的厚度、電池電量、時間日期等；
⑤管理部門將上傳的數據，經與水庫水位計以及當地大氣壓力等相關數據進行數據融合，可得到該測點的水深、淤泥和淤積的標高，計算并繪出確切的水位/庫容曲線，得到準確的水庫容量，并為何時清淤提供依據；
⑥管理部門可打開水面浮子，更換電池或通訊卡，進行維護。
[0016]積極效果:
所述的淤積及水位監測儀應用于水庫水深及淤積厚度監測，可以在水庫表面任意點直接投放，淤積及水位監測儀傳感器在逐漸沉入淤積直到庫底的過程中，通過水庫水位計的數據融合，始終監測水庫水位和庫底淤積的標高，當最終達到庫底進入穩定時，可以計算出:庫底標高、庫底淤積的標高、庫底淤泥的厚度及變化、水庫水位和實際庫容，這種分層的監測數據，通過多點投放，可對整個庫區構成一個整體的、完整的分布圖型。
[0017]、應用于河道水位及淤積厚度監測
一種淤積及水位監測儀用于河道水位及淤積厚度的監測方法，采用上述淤積及水位監測儀實現，在河道應用中，通常會有漂浮物的刮掛，所以在河道中應設置板狀物，板狀物順水流設置，固定在河底，淤積及水位監測儀垂直設置在板狀物的后沿，絕大多數的漂浮物會刮掛在板狀物迎水面的前沿，從而減少漂浮物對淤積及水位監測儀測量精度的影響。
[0018]包括以下步驟:
①在河道中順水流方向將板狀物牢固的固定在河底，河道底部固定物可以是水泥基礎，板狀物的高度應高于河道最高水位，必要時，板狀物頂部加裝行船避讓標識，板狀物的寬度應大于河道中最常見漂浮物的長度；
②在板狀物順水流的下游方向的后沿，垂直設置淤積及水位監測儀，這樣和水中的漂浮物被板狀物順水流的上游方向的前沿阻擋，或順水漂走，就不會影響到淤積及水位監測儀的監測數據的精度；
③由于同一監測斷面的河底淤積厚度不同，可以在河道同一監測斷面設置多個淤積及水位傳感器，從而生成該監測斷面的淤積曲線；
④淤積及水位監測儀定時監測河道的水位、淤泥和淤積的標高，并將每次監測的數據存儲；
⑤管理部門上位監測計算機通過遠程通訊網絡與監測主機的無線通訊模塊匹配連接，根據事先設定，單片機定時將相關數據送到水面浮子中的無線通訊模塊上傳，相關數據包含:淤積及水位監測儀編號、已記錄的水深、淤泥和淤積的厚度、電池電量、時間日期等；
⑥管理部門上位監測計算機將接收到的數據信息進一步處理，從而實現對河道的水位、淤泥和淤積的自動監測；
⑦管理部門可直接更換電池、通訊卡等進行日常維護，或在設備故障時直接進行維修或更換，為減小維護量，還可采用太陽能供電。
[0019]積極效果:
所述的淤積及水位監測儀應用于河道水位及淤積厚度監測，可以在河道同一監測斷面設置多個淤積及水位監測儀，從而生成該監測斷面的淤積曲線，管理部門可判斷淤積變化趨勢，為河流調控提供依據，板狀物固定方式避開河道漂浮物帶來的干擾，使得系統可靠性大大提尚O
[0020]3、應用于農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度監測
一種淤積及水位監測儀用于農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度的監測，其布設方法和用法與在河道應用中相同。
[0021]不同之處在于:在計量渠道應用中，根據測定的計量渠道的淤積厚度率定出不同淤積下的水位/流量關系曲線，從而提高計量精度。
[0022]包括以下步驟:
①農業灌溉渠道中，一段有坡度的、平直的、有唯一確定水位/流量關系曲線的渠道叫做“計量渠道”，但是，這“唯一確定的水位/流量關系曲線”會隨著渠道底部淤積的出現而改變，通過重新校準，找到該淤積條件下的水位/流量關系曲線，是提高計量渠道計量精度的重要手段； ②因為計量渠道也會有漂浮物，所以在渠道中順水流方向將板狀物牢固的固定在河底，渠道底部固定物可以是水泥基礎，板狀物的高度應高于渠道最高水位，板狀物的寬度應大于渠道中最常見漂浮物的長度;淤積及水位監測儀定時監測計量渠道的水位和淤積的標高，并將每次監測的數據存儲；
③按照“渠道量水規范”的要求，利用流速/面積法，重新校準該淤積條件下的水位/流量關系曲線，校準該計量渠道各種淤積條件下的水位/流量關系曲線，并輸入到管理部門的上位監測計算機；
④管理部門的上位監測計算機通過遠程公網監測淤積及水位監測儀定時采集的計量渠道的水位和淤積的標高，通過計量渠道該淤積條件下的水位/流量關系曲線，準確的計算出該計量渠道的流量；
⑤管理部門的上位監測計算機通過監測淤積及水位監測儀數據和該計量渠道各種淤積條件下的水位/流量關系曲線實現水量的精確計量。
[0023]積極效果:
所述的淤積及水位監測儀應用于農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度監測，充分考慮了渠道漂浮物的干擾，淤積對流量計量精度的影響等因素，提出不同淤積條件下不同水位/流量關系曲線這一新概念，通過同時監測計量渠道水位及淤積厚度，可以實現淤積條件下的精確計量，這對節水型社會意義重大。
[0024]本發明的積極效果:所述的淤積及水位監測儀可同時監測水位與淤積，即監測水面又同時監測水底，所實現的自動監測方法在水利行業具有廣泛的用途和不可限量的應用前景，可以長時間的無需人工干預的監測淤泥的厚度、水位的高度，在分析淤泥的沉積規律、水位的變化情況，以及測算庫容或水流量。本發明準確性高、實時性強、安放簡單、后期維護量小。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明實施例淤積及水位監測儀結構示意圖；
圖2是本發明實施例淤積及水位傳感器示意圖；
圖3是本發明實施例淤積及水位傳感器及外殼截面示意圖；
圖4是本發明實施例監測介質內分層結構示意圖；
圖5是本發明實施例河道、渠道淤積示意圖；
圖6是本發明實施例一水庫淤積監測應用示意圖；
圖7是本發明實施例二、三河道、渠道淤積監測應用示意圖；
圖8是本發明實施例二、三河道、渠道淤積監測應用側視示意圖；
圖中:空氣1、水2、淤泥3、淤積4、外殼5、監測主機6、電極7、淤積及水位傳感器8、防水防護層9、防污層10、單片機11、鋰電池12、無線通訊模塊13、靜壓式水位傳感器14、水面浮子15、防水電纜16、上位監測計算機17、基礎18、板狀物19、遠程通訊網絡20。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖，通過實施例對本發明做進一步說明。
[0027]參照附圖，一種淤積及水位監測儀，包含監測主機6和淤積及水位傳感器8，淤積及水位傳感器為長條狀，沿長度方向分布多個電極7，電極之間的間隔越小，檢測精度越高(例如:電極之間的間隔為2.5毫米);所述的電極由電路板制成。
[0028]淤積及水位傳感器正面為多個電極7，電極作為電容測量點;淤積及水位傳感器反面為電容測量電路及可擴展串行通訊總線，電容測量電路及可擴展串行通訊總線做成集成電路芯片，集成電路芯片與監測主機連接;所有的電極，均分別連接淤積及水位傳感器背面的集成電路芯片，集成電路芯片將電極檢測到的周圍介質的介電常數上傳至監測主機6。
[0029]所述的電極，利用空氣1、水2、淤泥3、淤積4的介電常數差異進行電容值測量。電極在一定距離內感知周圍介質的介電常數er，所述周圍介質的介電常數εΓ為:空氣:I，水:81，淤泥:30?80，淤積沉積物:5?30。所述的電極由電路板制成，是在長條狀的電路板的正面，沿長度方向制出平行排列的多個電極，可以排列I排以上。
[0030]所述的游積及水位傳感器8，設置在開口的外殼5內，外殼為與游積及水位傳感器匹配的長條狀，淤積及水位傳感器的正面朝向外殼的開口，淤積及水位傳感器正面的表面設有防水防護層9，防水防護層外面還設有防污層10，防污層為不易沾染污物的聚四氟乙烯或特氟龍。
[0031]所述監測主機6包含單片機11、無線通訊模塊13、鋰電池12，單片機分別連接鋰電池、無線通訊模塊，單片機還連接淤積及水位傳感器;無線通訊模塊13通過遠程通訊網絡20與上位監測計算機17匹配連接。
[0032]所述無線通訊模塊可以是現地無線通訊模塊或遠程無線通訊模塊或兼有。
[0033]所述淤積及水位監測儀還可以監測水深。
[0034]—種淤積及水位監測儀的應用方法，使用上述淤積及水位監測儀進行檢測，將淤積及水位監測儀布置在需要監測的位置，長條狀的淤積及水位傳感器的長度方向垂直向下布置，淤積及水位傳感器上的電極接通電源，在需要監測的位置深度方向上，測量每個電極的電容值;根據各個電極電容值不同，以及各個電極之間的間距，實時得出淤積厚度。
[0035]本發明方法可以在下列領域或場所使用:
實施例一，參照附圖6，應用于水庫水深及淤積厚度監測。
[0036]—種淤積及水位監測儀用于水庫水深及淤積厚度的監測方法，采用上述淤積及水位監測儀實現，水庫應用的特點是:水深變化可由幾米達上百米，淤積變化可由幾米達十幾米，在水庫應用中，淤積及水位監測儀中還包含與單片機連接的靜壓式水位傳感器14、與單片機通過防水電纜16連接的水面浮子15，水面浮子內匹配有監測主機的單片機、無線通訊模塊和鋰電池;淤積及水位傳感器的外殼為長條狀，下重上輕，在投入到水庫中時確保垂直下沉，監測主機設置在水面浮子中，靜壓式水位傳感器用于測水深;另設水位計檢測水庫水位及當地大氣壓力，經數據融合可以監測庫淤標高，從而校準水位/庫容曲線，由于水庫底部淤積厚度不同，淤積及水位監測儀在同一水庫中設置多個測點。
[0037]具體步驟如下:
①淤積及水位傳感器通過防水電纜與水面浮子連接，水面浮子內匹配有監測主機，防水電纜長度應保證最大水深時，淤積及水位傳感器還能逐漸穿過淤泥和淤積直達水庫底部；
②淤積及水位傳感器的外殼應有足夠重量，底部尖狀，下重上輕，在投入到水庫中時確保垂直下沉，進入淤泥和淤積時較輕的上部依靠浮力保證垂直不歪斜； ③淤積及水位傳感器與外殼一起投入水庫后下沉，逐漸穿過水庫底部的淤泥和淤積到達庫底，并在這一過程中定時監測當時的水深、淤泥和淤積的厚度，并將每次監測的數據送入監測主機的單片機存儲；
④管理部門上位監測計算機17通過遠程通訊網絡20與監測主機的無線通訊模塊匹配連接，根據事先設定，單片機定時將相關數據送到水面浮子中的無線通訊模塊上傳，相關數據包含:淤積及水位監測儀編號、已記錄的水深、淤泥和淤積的厚度、電池電量、時間日期等;
⑤管理部門將上傳的數據，經與水庫水位計以及當地大氣壓力等相關數據進行數據融合，可得到該測點的水深、淤泥和淤積的標高，計算并繪出確切的水位/庫容曲線，得到準確的水庫容量，并為何時清淤提供依據；
⑥管理部門可打開水面浮子，更換電池或通訊卡，進行維護。
[0038]積極效果:
所述的淤積及水位監測儀應用于水庫水深及淤積厚度監測，可以在水庫表面任意點直接投放，淤積及水位傳感器在逐漸沉入淤積直到庫底的過程中，通過水庫水位計的數據融合，始終監測水庫水位和庫底淤積的標高，當最終達到庫底進入穩定時，可以計算出:庫底標高、庫底淤積的標高、庫底淤泥的厚度及變化、水庫水位和實際庫容，這種分層的監測數據，通過多點投放，可對整個庫區構成一個整體的、完整的分布圖型。
[0039]實施例二，參照附圖7。應用于河道水位及淤積厚度監測。
[0040]一種淤積及水位監測儀用于河道水位及淤積厚度的監測方法，采用上述淤積及水位監測儀實現，在河道應用中，通常會有漂浮物的刮掛，所以在河道中應設置板狀物19，板狀物順水流設置，固定在河底，淤積及水位監測儀垂直設置在板狀物的后沿，絕大多數的漂浮物會刮掛在板狀物迎水面的前沿，從而減少漂浮物對淤積及水位監測儀測量精度的影響。
[0041 ] 包括以下步驟:
①在河道中順水流方向將板狀物19牢固的固定在河底，河道底部固定物可以是水泥基礎18，板狀物的高度應高于河道最高水位，必要時，板狀物頂部加裝行船避讓標識，板狀物的寬度應大于河道中最常見漂浮物的長度；
②在板狀物順水流的下游方向的后沿，垂直設置淤積及水位監測儀，這樣和水中的漂浮物被板狀物順水流的上游方向的前沿阻擋，或順水漂走，就不會影響到淤積及水位監測儀的監測數據的精度；
③由于同一監測斷面的河底淤積厚度不同，可以在河道同一監測斷面設置多個淤積及水位傳感器，從而生成該監測斷面的淤積曲線；
④淤積及水位監測儀定時監測河道的水位、淤泥和淤積的標高，并將每次監測的數據存儲；
⑤管理部門上位監測計算機通過遠程通訊網絡與監測主機的無線通訊模塊匹配連接，根據事先設定，單片機定時將相關數據送到水面浮子中的無線通訊模塊上傳，相關數據包含:淤積及水位監測儀編號、已記錄的水深、淤泥和淤積的厚度、電池電量、時間日期等；
⑥管理部門上位監測計算機將接收到的數據信息進一步處理，從而實現對河道的水位、淤泥和淤積的自動監測； ⑦管理部門可直接更換電池、通訊卡等進行日常維護，或在設備故障時直接進行維修或更換，為減小維護量，還可采用太陽能供電。
[0042]積極效果:
所述的淤積及水位監測儀應用于河道水位及淤積厚度監測，可以在河道同一監測斷面設置多個淤積及水位傳感器，從而生成該監測斷面的淤積曲線，管理部門可判斷淤積變化趨勢，為河流調控提供依據，板狀物固定方式避開河道漂浮物帶來的干擾，使得系統可靠性大大提尚O
[0043]實施例三，參照附圖7，應用于農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度監測。
[0044]一種淤積及水位監測儀用于農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度的監測，其布設方法和用法與在河道應用中相同。
[0045]不同之處在于:在計量渠道應用中，根據測定的計量渠道的淤積厚度率定出不同淤積下的水位/流量關系曲線，從而提高計量精度。
[0046]包括以下步驟:
①農業灌溉渠道中，一段有坡度的、平直的、有唯一確定水位/流量關系曲線的渠道叫做“計量渠道”，但是，這“唯一確定的水位/流量關系曲線”會隨著渠道底部淤積的出現而改變，通過重新校準，找到該淤積條件下的水位/流量關系曲線，是提高計量渠道計量精度的重要手段；
②因為計量渠道也會有漂浮物，所以在渠道中順水流方向將板狀物牢固的固定在河底，渠道底部固定物可以是水泥基礎，板狀物的高度應高于渠道最高水位，板狀物的寬度應大于渠道中最常見漂浮物的長度;淤積及水位監測儀定時監測計量渠道的水位和淤積的標高，并將每次監測的數據存儲；
③按照“渠道量水規范”的要求，利用流速/面積法，重新校準該淤積條件下的水位/流量關系曲線，校準該計量渠道各種淤積條件下的水位/流量關系曲線，并輸入到管理部門的上位監測計算機；
④管理部門的上位監測計算機通過遠程公網監測淤積及水位監測儀定時采集的計量渠道的水位和淤積的標高，通過計量渠道該淤積條件下的水位/流量關系曲線，準確的計算出該計量渠道的流量；
⑤管理部門的上位監測計算機通過監測淤積及水位監測儀數據和該計量渠道各種淤積條件下的水位/流量關系曲線實現水量的精確計量。
[0047]積極效果:
所述的淤積及水位監測儀應用于農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度監測，充分考慮了渠道漂浮物的干擾，淤積對流量計量精度的影響等因素，提出不同淤積條件下不同水位/流量關系曲線這一新概念，通過同時監測計量渠道水位及淤積厚度，可以實現淤積條件下的精確計量，這對節水型社會意義重大。
【主權項】
1.一種淤積及水位監測儀，其特征在于包含監測主機(6)和淤積及水位傳感器(8)，淤積及水位傳感器為長條狀，沿長度方向分布多個電極(7 )，所述的電極由電路板制成。2.根據權利要求1所述的淤積及水位監測儀，其特征在于:淤積及水位傳感器正面為多個電極(7)，電極作為電容測量點;淤積及水位傳感器反面為電容測量電路及可擴展串行通訊總線，電容測量電路及可擴展串行通訊總線做成集成電路芯片，集成電路芯片與監測主機連接;所有的電極，均分別連接淤積及水位傳感器背面的集成電路芯片，集成電路芯片將電極檢測到的周圍介質的介電常數上傳至監測主機(6)。3.根據權利要求1或2所述的淤積及水位監測儀，其特征在于:所述的淤積及水位傳感器(8)，設置在開口的外殼(5)內，外殼為與淤積及水位傳感器匹配的長條狀，淤積及水位傳感器的正面朝向外殼的開口，淤積及水位傳感器正面的表面設有防水防護層(9)，防水防護層外面還設有防污層(10)，防污層為不易沾染污物的聚四氟乙烯或特氟龍。4.根據權利要求1或2所述的淤積及水位監測儀，其特征在于:所述的電極，利用空氣、水、淤泥、淤積的介電常數差異進行電容值測量。5.根據權利要求1所述的淤積及水位監測儀，其特征在于:所述監測主機(6)包含單片機(11)、無線通訊模塊(13)、鋰電池(12)，單片機分別連接鋰電池、無線通訊模塊，單片機還連接淤積及水位傳感器;無線通訊模塊(13)通過遠程通訊網絡(20)與上位監測計算機(17)匹配連接。6.根據權利要求1所述的淤積及水位監測儀，其特征在于:所述的電極由電路板制成，是在長條狀的電路板的正面，沿長度方向制出平行排列的多個電極，可以排列I排以上。7.—種淤積及水位監測儀的應用方法，其特征在于:將權利要求1至5所限定的淤積及水位監測儀布置在需要監測的位置，長條狀的淤積及水位傳感器的長度方向垂直向下布置，淤積及水位傳感器上的電極接通電源，在需要監測的位置深度方向上，測量每個電極的電容值;根據各個電極電容值不同，以及各個電極之間的間距，實時得出淤積厚度。8.—種淤積及水位監測儀用于水庫水深及淤積厚度的監測方法，采用權利要求1-6所述方法中限定的淤積及水位監測儀實現，其特征在于:淤積及水位監測儀中還包含與單片機連接的靜壓式水位傳感器(14)、與單片機通過防水電纜(16)連接的水面浮子(15)，水面浮子內匹配有監測主機的單片機、無線通訊模塊和鋰電池;淤積及水位傳感器的外殼為長條狀，下重上輕，在投入到水庫中時確保垂直下沉，監測主機設置在水面浮子中，靜壓式水位傳感器用于測水深；另設水位計檢測水庫水位及當地大氣壓力，經數據融合監測庫淤標高，淤積及水位監測儀在同一水庫中設置多個測點； 具體步驟如下: ①淤積及水位傳感器通過防水電纜與水面浮子連接，水面浮子內匹配有監測主機，防水電纜長度應保證最大水深時，淤積及水位監測儀還能逐漸穿過淤泥和淤積直達水庫底部； ②淤積及水位傳感器的外殼應有足夠重量，底部尖狀，下重上輕，在投入到水庫中時確保垂直下沉，進入淤泥和淤積時較輕的上部依靠浮力保證垂直不歪斜； ③淤積及水位傳感器與外殼一起投入水庫后下沉，逐漸穿過水庫底部的淤泥和淤積到達庫底，并在這一過程中定時監測當時的水深、淤泥和淤積的厚度，并將每次監測的數據送入監測主機的單片機存儲； ④管理部門上位監測計算機通過遠程通訊網絡與監測主機的無線通訊模塊匹配連接，根據事先設定，單片機定時將相關數據送到水面浮子中的無線通訊模塊上傳，相關數據包含:淤積及水位監測儀編號、已記錄的水深、淤泥和淤積的厚度、電池電量、時間日期； ⑤管理部門將上傳的數據，經與水庫水位計以及當地大氣壓力等相關數據進行數據融合，得到該測點的水深、淤泥和淤積的標高，計算并繪出確切的水位/庫容曲線，得到準確的水庫容量，并為何時清淤提供依據。9.一種淤積及水位監測儀用于河道水位及淤積厚度的監測方法，采用權利要求1-6所述方法中限定的淤積及水位監測儀實現，其特征在于:在河道中應設置板狀物(19)，板狀物順水流設置，固定在河底，淤積及水位監測儀垂直設置在板狀物的后沿； 包括以下步驟: ①在河道中順水流方向將板狀物(19)牢固的固定在河底基礎(18 )上，板狀物的高度應高于河道最高水位，必要時，板狀物頂部加裝行船避讓標識，板狀物的寬度應大于河道中最常見漂浮物的長度； ②在板狀物順水流的下游方向的后沿，垂直設置淤積及水位監測儀； ③由于同一監測斷面的河底淤積厚度不同，在河道同一監測斷面設置多個淤積及水位監測儀，生成該監測斷面的淤積曲線； ④淤積及水位監測儀定時監測河道的水位、淤泥和淤積的標高，并將每次監測的數據存儲； ⑤管理部門上位監測計算機通過遠程通訊網絡與監測主機的無線通訊模塊匹配連接，根據事先設定，單片機定時將相關數據送到水面浮子中的無線通訊模塊上傳，相關數據包含:淤積及水位監測儀編號、已記錄的水深、淤泥和淤積的厚度、電池電量、時間日期； ⑥管理部門上位監測計算機將接收到的數據信息進一步處理，從而實現對河道的水位、淤泥和淤積的自動監測。10.—種淤積及水位監測儀用于農業灌溉計量渠道水位及淤積厚度的監測，采用權利要求1-6所述方法中限定的淤積及水位監測儀實現，其特征在于包括以下步驟: ①在渠道中順水流方向將板狀物牢固的固定在河底，板狀物的高度應高于渠道最高水位，板狀物的寬度應大于渠道中最常見漂浮物的長度;淤積及水位監測儀定時監測計量渠道的水位和淤積的標高，并將每次監測的數據存儲； ②按照“渠道量水規范”的要求，利用流速/面積法，重新校準該淤積條件下的水位/流量關系曲線，校準該計量渠道各種淤積條件下的水位/流量關系曲線，并輸入到管理部門的上位監測計算機； ③管理部門的上位監測計算機通過遠程公網監測淤積及水位監測儀定時采集的計量渠道的水位和淤積的標高，通過計量渠道該淤積條件下的水位/流量關系曲線，準確的計算出該計量渠道的流量； ④管理部門的上位監測計算機通過監測淤積及水位監測儀數據和該計量渠道各種淤積條件下的水位/流量關系曲線實現水量的精確計量。
【文檔編號】G08C17/02GK105823526SQ201610420704
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】張喜, 劉永昌, 于樹利, 張家銘
【申請人】唐山現代工控技術有限公司