一种水文监测装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113624210A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110970530.9(22)申请日2021.08.23(71)申请人中国水利水电科学研究院地址100038北京市海淀区复兴路甲一号(72)发明人葛金金彭文启张敏余杨张汶海渠晓东黄伟张海萍解莹(74)专利代理机构合肥市上嘉专利代理事务所(普通合伙)34125代理人郭华俊(51)Int.Cl.G01C13/00(2006.01)G01F23/40(2006.01)G01P5/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称一种水文监测装置(57)摘要本发明公开了一种水文监测装置，包括流速测量组件、水位测量组件和固定支架；所述固定支架固定设置；其中，所述固定支架上设有水平延伸至水面上的水平支撑杆；所述水位测量组件和所述流速测量组件均与所述水平支撑杆连接；所述流速测量组件用于测量所述水平支撑杆下方的水流速度；所述水位测量组件与所述水平支撑杆连接，所述流速测量组件用于测量所述水平支撑杆下方的水位；所述水平支撑杆的长度方向与待测点的河流长度方向垂直，且所述水位测量组件与所述流速测量组件之间的距离不小于0.5米。本发明结构简单且适合长期连续测量水流速度。CN113624210ACN113624210A权利要求书1/2页1.一种水文监测装置，包括流速测量组件(1)、水位测量组件(2)和固定支架(3)；所述固定支架(3)固定设置；其特征在于：所述固定支架(3)上设有水平延伸至水面上的水平支撑杆(4)；所述水位测量组件(2)和所述流速测量组件(1)均与所述水平支撑杆(4)连接；所述流速测量组件(1)用于测量所述水平支撑杆(4)下方的水流速度；所述水位测量组件(2)与所述水平支撑杆(4)连接，所述流速测量组件(1)用于测量所述水平支撑杆(4)下方的水位；所述水平支撑杆(4)的长度方向与待测点的河流长度方向垂直，且所述水位测量组件(2)与所述流速测量组件(1)之间的距离不小于0.5米。2.根据权利要求1所述的水文监测装置，其特征在于：所述流速测量组件(1)包括角度测量机构(11)、检测球(12)和悬置绳(13)；所述角度测量机构(11)固定安装在所述水平支撑杆(4)上；所述悬置绳(13)的一端与所述检测球(12)固定连接，另一端与所述角度测量机构(11)连接；所述检测球(12)为金属球；所述检测球(12)用于没入所述水平支撑杆(4)下方的水中，所述角度测量机构(11)用于测量所述悬置绳(13)与铅垂线的角度。3.根据权利要求2所述的水文监测装置，其特征在于：所述角度测量机构(11)包括刻度盘(111)和旋转销(112)，所述刻度盘(111)与所述水平支撑杆(4)连接；所述旋转销(112)与所述水平支撑杆(4)转动连接，所述刻度盘(111)与所述旋转销(112)同轴设置；所述悬置绳(13)与所述旋转销(112)一端的中心处连接。4.根据权利要求3所述的水文监测装置，其特征在于：还包括控制器(5)、联网模块(6)和角度传感器(7)；所述旋转销(112)通过所述角度传感器(7)与所述刻度盘(111)连接；所述控制器(5)与所述联网模块(6)和所述角度传感器(7)电连接；所述控制器(5)用于获取所述角度传感器(7)的测量结果，并通过所述联网模块(6)将所述测量结果输出至上位机，以计算出水流速度。5.根据权利要求4所述的水文监测装置，其特征在于：所述上位机计算水流速度的过程包括：根据所述角度传感器(7)的测量结果，按以下公式计算所述检测球(12)在水平方向上的受力大小；其中，F水平为检测时所述检测球(12)在受到的水流在水平方向上的冲击力；m为检测球(12)质量，π为圆周率，r为检测球(12)的半径，ρ为河水密度，g为重力加速度，θ为角度传感器(7)的检测结果；将检测球(12)在水平方向受到的冲击力输入预先设置的水流速度拟合模型中，以得出对应的水流速度。6.根据权利要求5所述的水文监测装置，其特征在于：所述检测球(12)为空心球，其密2CN113624210A权利要求书2/2页度介于2×103kg/m3与3×103kg/m3之间，所述检测球(12)的外周涂覆有耐腐蚀层。7.根据权利要求4‑6任一项所述的水文监测装置，其特征在于：所述旋转销(112)上设有同轴的第一绳孔(113)，所述第一绳孔(113)供所述悬置绳(13)穿过；所述旋转销(112)上还设有旋转杆(114)，所述旋转杆(114)与所述旋转销(112)垂直连接，所述旋转杆(114)上设有第二绳孔(115)，所述第二绳孔(115)与所述第一绳孔(113)连通；所述旋转杆(114)的一端与所述旋转销(112)固定连接，所述旋转