用于隧洞水文监测的探测球制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于隧洞水文监测的探测球，包括球体、数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块；所述球体包括壳体，所述壳体设有若干探测孔；所述数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块设置在壳体内；所述数据处理模块分别与传感器模块、数据储存模块和通信模块数据连接，所述电源模块向数据处理模块、传感器模块、数据储存模块和通信模块供电。可以探测隧洞里整个水流过程水文数据。

Detecting ball for hydrologic monitoring of tunnel

The utility model provides a method for detecting ball tunnel hydrological monitoring data, including sphere, data processing module, sensor module, storage module, communication module and power supply module; the body comprises a shell, wherein the shell is provided with a plurality of probe hole; the data storage module, sensor module, data module, communication module and the power supply module is arranged in the casing; the data processing module is respectively connected with the sensor module, data storage module and data communication module, the power module to the data processing module, sensor module, data storage module and communication module power supply. Hydrological data can be detected throughout the tunnel.

【技术实现步骤摘要】
用于隧洞水文监测的探测球
本技术属于水文探测设备领域，尤其涉及一种用于隧洞水文监测的探测球。
技术介绍
水的需求在国内逐年扩大，其短缺已成为影响许多省份社会经济发展的重要制约因素。目前我国对于超长引水隧洞在引水过程中水流的动态监测技术尤为欠缺，因此水文探测的技术方向是备受关注的，对水文水资源高效探查及分析是山西境内解决水问题的重中之重。隧洞工程属于重要的混凝土结构工程，随着隧洞工程的完成并进入使用，隧洞的封闭构造造成内部情况及使用情况较为“隐蔽”，不易探测隧洞的引水过程情况，仅能从引水隧洞入口及出口获取水流的初始及最终状态的数据，这对隧洞引水过程的管理是极不到位的。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供一种可以探测隧洞里整个水流过程水文数据的传感器。本技术通过以下方式实现：一种用于隧洞水文监测的探测球，其特征在于，包括球体、数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块；所述球体包括壳体，所述壳体设有若干探测孔；所述数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块设置在壳体内；所述数据处理模块分别与传感器模块、数据储存模块和通信模块数据连接，所述电源模块向数据处理模块、传感器模块、数据储存模块和通信模块供电。进一步的，所述球体还包括外壁缓冲层、和内壁缓冲层；所述外壁缓冲层设置在壳体外壁；所述内壁缓冲层设置在壳体内壁；所述外壁缓冲层设有与探测孔相适配的外壁开孔；所述内壁缓冲层设有与探测孔相适配的内壁开孔。进一步的，所述壳体外侧设有环形平衡板。进一步的，所述外壁缓冲层包括第一缓冲层和第二缓冲层；所述第一缓冲层和第二缓冲层均采用减震材料。进一步的，传感器模块包括陀螺仪，加速度计、磁力计、温度传感器、湿度传感器、气压传感器中的一种或多种。进一步的，所述通信模块包括233MHz频段通信单元、433MHz频段通信单元、2.4GHz频段通信单元、GSM通信单元、GPS通信单元、北斗卫星通信单元或蓝牙通信单元的一种或几种。本技术的有益效果是，提供一种用于隧洞水文监测的探测球，将探测的传感器设备设置在于球体中，之后将球体投入隧洞河流中，让球体随河流漂流，进而监测到隧洞河流全程的水文数据。传感器设备包括数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块，可以在采集水文数据的同时，储存数据，并且通过通信模块及时向外部传送。包括多种传感器，可以一次采集多种数据。包括多种通信单元，可以有多种数据传送方式，减少环境的干扰因素。球体包括壳体、内部缓冲层和外部缓冲层，内部缓冲层和外部缓冲层，可以减轻球体在漂流过程中受到的撞击，避免内部传感设备的损坏。所述壳体设有若干探测孔；所述外壁缓冲层设有与探测孔相适配的外壁开孔；所述内壁缓冲层设有与探测孔相适配的内壁开孔。所述探测孔与传感器探头的形状相适配，可以根据需要装配不同的传感器。所述壳体外侧设有环形平衡板。可以增加浮力和减轻球体与隧洞壁的直接碰撞，也防止发生翻转，在落差过大的情况下也能起到缓冲作用。所述外壁缓冲层包括第一缓冲层和第二缓冲层；所述第一缓冲层和第二缓冲层均采用减震材料。可以进一步提高缓冲的效果。附图说明图1为本技术球体结构示意图。具体实施方式一种用于隧洞水文监测的探测球，包括球体1、数据处理模块2、传感器模块3、数据储存模块4、通信模块5和电源模块6；所述球体1包括壳体11，所述壳体11设有若干探测孔111；所述数据处理模块2、传感器模块3、数据储存模块4、通信模块5和电源模块6设置在壳体11内；所述数据处理模块2分别与传感器模块3、数据储存模块4和通信模块5数据连接，所述电源模块6向数据处理模块2、传感器模块3、数据储存模块4和通信模块5供电。所述传感器模块通过探测孔，将探测端伸出球体，从而探测球体外部的各种水文数据，探测后数据传送到数据处理模块，数据处理模块通过通信模块将数据向外部发送，并且储存到数据储存模块。而球体可以使整个探测球在河流中漂浮，并随河流漂流，从而使探测球可以探测到整段河流的水文数据，并且实时发送。所述球体1还包括外壁缓冲层12和内壁缓冲层13；所述外壁缓冲层12设置在壳体外壁；所述内壁缓冲层13设置在壳体内壁；所述外壁缓冲层12设有与探测孔111相适配的外壁开孔121；所述内壁缓冲层13设有与探测孔111相适配的内壁开孔131。所述壳体外侧设有环形平衡板7。所述外壁缓冲层12包括第一缓冲层123和第二缓冲层124；所述第一缓冲层211和第二缓冲层212均采用减震材料。球体包括壳体、内部缓冲层和外部缓冲层，内部缓冲层和外部缓冲层，可以减轻球体在漂流过程中受到的撞击，避免内部传感设备的损坏。所述壳体设有若干探测孔；所述外壁缓冲层设有与探测孔相适配的外壁开孔；所述内壁缓冲层设有与探测孔相适配的内壁开孔。所述探测孔与传感器探头的形状相适配，可以根据需要装配不同的传感器。只要探测孔与传感器的外型相适配，球体便可实现防水功能。为了达到防水效果，所述探测孔上设有防水套；所述防水套套设传感器单元上；所述传感器单元探测端穿过防水套。所述壳体外侧设有环形平衡板。可以增加浮力和减轻球体与隧洞壁的直接碰撞，也防止发生翻转，在落差过大的情况下也能起到缓冲作用。传感器模块3包括陀螺仪31，加速度计32、磁力计33、温度传感器34、湿度传感器35、气压传感器36中的一种或多种。本技术采用的传感器单元，各具备以下特点：陀螺仪为数字陀螺仪，可以得到球体的角速度，通过对角速度作积分，可得到倾角的值，采用数字陀螺仪对球体本身的X轴、Y轴、Z轴角速度数据进行采集。作为球体姿态的基础数据。在球体运行后，可以从姿态历史记录中还原球体在隧洞中的运动轨迹。加速度计采用数字加速度计，对球体本身的X轴、Y轴、Z轴加速度数据进行采集。作为球体姿态的基础数据。在球体运行后，可以从姿态历史记录中还原球体在隧洞中的运动轨迹。采用温度传感器可以设置至少3个，如本实施例图1所示，分别为位于水下的水温传感器341、空气中的气温传感器342以及设备内部的运行环境的温度传感器343。三种温度传感器均采用数字式温度传感器。其中：位于水下的水温传感器：主要用于检测隧道中水流中水的实时温度。位于空气中的温度传感器主要为了检测隧道中未被水覆盖区域的实时温度。位于设备内部的温度传感器，主要是为了检测设备内部的运行环境的实时温度，以保证设备在适当的温度环境下工作，保证设备系统的正常运行。湿度传感器用于监测球体工作环境的湿度，也可以用于监测水上环境的湿度。气压传感器采用数字气压传感器。一般来说数字传感器功耗也较低。各种传感器的探测点均可通过探测孔伸出球体外部，探测外部环境的各种数据。所述通信模块5包括233MHz频段通信单元、433MHz频段通信单元、2.4GHz频段通信单元、GSM通信单元、GPS通信单元、北斗卫星通信单元或蓝牙通信单元的一种或几种。上述个通信单元各有如下特点：1.233MHz频段通信单元：基于233MHz中心频段，一种水利电力行业专用频段，其特点是传输距离远，远程通讯能力好，在空旷可视距内最远传输距离可以达几公里，为隧洞水纹探测仪提供远程通讯的一种手段。2.433MHz频段通信单元：基于433MHz中心频段，是国内开放的无线远程通讯频段，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于隧洞水文监测的探测球，其特征在于，包括球体、数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块；所述球体包括壳体，所述壳体设有若干探测孔；所述数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块设置在壳体内；所述数据处理模块分别与传感器模块、数据储存模块和通信模块数据连接，所述电源模块向数据处理模块、传感器模块、数据储存模块和通信模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种用于隧洞水文监测的探测球，其特征在于，包括球体、数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块；所述球体包括壳体，所述壳体设有若干探测孔；所述数据处理模块、传感器模块、数据储存模块、通信模块和电源模块设置在壳体内；所述数据处理模块分别与传感器模块、数据储存模块和通信模块数据连接，所述电源模块向数据处理模块、传感器模块、数据储存模块和通信模块供电。2.根据权利要求1所述探测球，其特征在于，所述球体还包括外壁缓冲层、和内壁缓冲层；所述外壁缓冲层设置在壳体外壁；所述内壁缓冲层设置在壳体内壁；所述外壁缓冲层设有与探测孔相适配的外壁开孔；所述内壁缓冲层...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘博，李慧勇，樊灏，荣榕，党乐，徐佳，刘志鹏，韩永佳，张越胜，章和盛，吕棚棚，
申请(专利权)人：山西省水利水电科学研究院，北京圣世信通科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14