一種排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及傳感器和城市排水管網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種排水管網(wǎng)井 下在線監(jiān)測裝置，適用于在線監(jiān)測排水管網(wǎng)的污水水位、流量、流速、氣體濃度、空氣溫濕 度、以及井蓋防盜。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對于城市排水管網(wǎng)井下的監(jiān)測，沒有合適的污水水位、流量、流速、氣體濃 度、空氣溫濕度、以及井蓋防盜的監(jiān)測及信息發(fā)布手段，導(dǎo)致水務(wù)部門無法對排水管網(wǎng)的運(yùn) 行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，當(dāng)發(fā)生強(qiáng)降雨天氣時(shí)，無法合理的進(jìn)行排水調(diào)度，當(dāng)井下有毒有害 氣體濃度過高時(shí)，時(shí)常發(fā)生爆炸和室息事故，井蓋被盜事件也經(jīng)常發(fā)生?，F(xiàn)有技術(shù)僅僅對井 蓋的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對缺乏對城市下水道管道污水水位，下水道內(nèi)氣體濃度的監(jiān)測，以及排 污能力的預(yù)估，管理手段落后，以人工檢查為主，缺乏高效可行的數(shù)字化在線排水管網(wǎng)監(jiān)測 裝置。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的，在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測 裝置，將傾角傳感器，水位傳感器，氣體傳感器，溫濕度傳感器結(jié)合起來，將其安裝在井蓋正 下方，便于安裝和維護(hù)，且不易受到下水道內(nèi)惡劣環(huán)境的影響，結(jié)合現(xiàn)有的無線通信技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)的在線監(jiān)測。
[0004] 本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測裝置，包括MCU處理單元，其特征在于，還包括分別與MCU處理單元連接的GSM/GPRS模塊、水位傳感器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳 感器和GPS傳感器，還包括鋰電池以及與鋰電池連接的供電電路，供電電路分別與MCU處理 單元、GSM/GPRS模塊、水位傳感器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳感器和GPS傳感 器連接，
[0006] 所述的水位傳感器為超聲波液位傳感器；
[0007] 所述的激光氣體傳感器為TDLAS甲烷傳感器；
[0008] 所述的傾角傳感器為三軸加速度傳感器，
[0009] 整個(gè)排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測裝置固定在井蓋正下方，
[0010] 水位傳感器將水位數(shù)據(jù)傳輸給MCU處理單元，MCU處理單元將水位數(shù)據(jù)以及利用 水位數(shù)據(jù)獲得的流速數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS模塊對外傳輸。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0012] 1.能夠?qū)ε潘芫W(wǎng)井下的水位，流量，流速，氣體濃度，溫濕度，以及井蓋狀態(tài)進(jìn)行 在線實(shí)時(shí)的監(jiān)控，便于水務(wù)部門對排水管網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)管。
[0013] 2.采用超聲波水位傳感器實(shí)現(xiàn)非接觸水位測量能適應(yīng)于井下惡劣環(huán)境，不會因?yàn)?污水等導(dǎo)致設(shè)備損壞。
[0014] 3.采用激光氣體傳感器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)氣體濃度的測量能適應(yīng)與井下惡劣環(huán)境，不受水 蒸氣影響。
[0015] 4.采用傾角傳感器，防止井蓋被盜或者設(shè)備丟失。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例來對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0018] -種排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測裝置，原理框圖如圖1所示：包括GSM/GPRS模塊、MCU 處理單元、供電電路、聚合物鋰電池、水位傳感器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳 感器、GPS傳感器。
[0019] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述。
[0020] 如圖1所示：本實(shí)用新型的原理框圖，
[0021] 由聚合物鋰電池結(jié)合供電電路提供裝置所需的供電，MCU處理單元采集水位傳感 器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳感器、GPS傳感器的實(shí)時(shí)信息，通過GSM/GPRS模 塊將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0022] 聚合物鋰電池為可充電電池，由于井下環(huán)境惡劣，供電不方便，通過聚合物鋰電池 供電可以實(shí)現(xiàn)在排水管網(wǎng)井下無人維護(hù)工作1年及以上，減少人工維護(hù)環(huán)節(jié)，維護(hù)時(shí)只需 將電池更換充電即可，電池采用12V/10000mAh聚合物鋰電池。
[0023] 鋰電池與供電電路連接，供電電路將鋰電池的輸出的電壓轉(zhuǎn)換成MCU處理單元、 GSM/GPRS模塊、水位傳感器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳感器和GPS傳感器所 需的電壓并提供電能。
[0024] 水位傳感器采用超聲波液位傳感器或者雷達(dá)液位傳感器，實(shí)時(shí)采集排水管網(wǎng)內(nèi)的 水位數(shù)據(jù)，由于采用了非接觸測量，避免由于排水管網(wǎng)環(huán)境惡劣導(dǎo)致的設(shè)備損壞。
[0025] 另外，作為一種擴(kuò)展功能，根據(jù)曼寧公式和流速公式，MCU處理單元還可以通過當(dāng) 前的水位計(jì)算當(dāng)前的流速，實(shí)際使用時(shí)可以結(jié)合理論公式并結(jié)合實(shí)際測量進(jìn)行標(biāo)定。流速
[0026] 其中V表示流速，n表示管壁的粗糙程度具體，R表示水力半徑（輸水?dāng)嗔鞯倪^流 面積與水體接觸的邊長之比），I表示管道坡度。n可以根據(jù)管壁的粗糙程度和管道設(shè)計(jì)圖 紙確定，R和I通過實(shí)際測量即可得出。MCU處理單元得到流速數(shù)據(jù)，流速與時(shí)間的乘積即 可以得到流量信息。GSM/GPRS模塊上傳水位數(shù)據(jù)，流速數(shù)據(jù)，流量數(shù)據(jù)即可以對排水管道的 運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測。對排水管道的液位情況進(jìn)行預(yù)估，使管理人員能夠及時(shí)的進(jìn)行排水任 務(wù)安排防止內(nèi)澇產(chǎn)生。
[0027] 激光氣體傳感器基于本公司的TDLAS激光氣體傳感器，其能夠在惡劣的環(huán)境下工 作，氣室部分不帶電，不同的波長能夠測量不同的氣體成分，能區(qū)分水蒸氣和待測氣體，傳 統(tǒng)的NDIR和電化學(xué)傳感器在井下潮濕的環(huán)境下無法使用，本實(shí)用新型中使用的激光氣體 傳感器主要為IDLAS甲烷傳感器，能夠在線監(jiān)測井下甲烷的氣體濃度，防止發(fā)生爆炸事故。
[0028] 傾角傳感器采用三軸加速度傳感器，其正常狀態(tài)下平放置在裝置內(nèi)部，當(dāng)排水管 網(wǎng)的井蓋被打開，相應(yīng)安裝在其下部的裝置會發(fā)生傾斜，從而通過GSM/GPRS發(fā)送防盜報(bào)警 fg息。
[0029] 溫濕度傳感器用于監(jiān)測井內(nèi)溫濕度，對裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估。另外，作為一種 擴(kuò)展功能，當(dāng)溫濕度異常時(shí)，通過MCU控制單元可以直接將裝置斷電，防止裝置損壞。
[0030] GPS傳感器用于定位設(shè)備的地理位置，便于設(shè)備的管理和維護(hù)。
[0031] 以上實(shí)例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者同等替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的 精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測裝置，包括MCU處理單元，其特征在于，還包括分別與 MCU處理單元連接的GSM/GPRS模塊、水位傳感器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳 感器和GPS傳感器，還包括鋰電池以及與鋰電池連接的供電電路，供電電路分別與MCU處理 單元、GSM/GPRS模塊、水位傳感器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳感器和GPS傳感 器連接， 所述的水位傳感器為超聲波液位傳感器； 所述的激光氣體傳感器為IDLAS甲烷傳感器； 所述的傾角傳感器為三軸加速度傳感器， 整個(gè)排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測裝置固定在井蓋正下方， 水位傳感器將水位數(shù)據(jù)傳輸給MCU處理單元，MCU處理單元將水位數(shù)據(jù)以及利用水位 數(shù)據(jù)獲得的流速數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS模塊對外傳輸。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種排水管網(wǎng)井下在線監(jiān)測裝置，包括MCU處理單元，其特征在于，還包括分別與MCU處理單元連接的GSM/GPRS模塊、水位傳感器、激光氣體傳感器、傾角傳感器、溫濕度傳感器和GPS傳感器，還包括鋰電池以及與鋰電池連接的供電電路。本實(shí)用新型能夠?qū)ε潘芫W(wǎng)井下的水位，流量，流速，氣體濃度，溫濕度，以及井蓋狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)的監(jiān)控，便于水務(wù)部門對排水管網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)管。采用超聲波水位傳感器實(shí)現(xiàn)非接觸水位測量能適應(yīng)于井下惡劣環(huán)境，不會因?yàn)槲鬯葘?dǎo)致設(shè)備損壞。采用激光氣體傳感器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)氣體濃度的測量能適應(yīng)與井下惡劣環(huán)境，不受水蒸氣影響。采用傾角傳感器，防止井蓋被盜或者設(shè)備丟失。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN204788463
【申請?zhí)枴緾N201520339301
【發(fā)明人】劉高軍, 方軍偉, 舒來, 陳鵬, 陳銀, 張春萍, 周久
【申請人】武漢新烽光電科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月22日