一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及测压管水位监测技术领域，具体为一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统及方法，包括：周期设置模块、数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块和显示终端；通过所述周期设置模块利用人工输入的形式设置测压管水位监测系统的测量周期；通过所述数据采集模块采集水库的水位和测压管的管口高程，并将其发送至所述数据存储模块；通过所述数据存储模块储存人工输入的周期和所有采集的数据；通过所述数据分析模块得出测压管的水位高程，并对数据进行分析，同时判断数据是否异常后，将数据发送至所述显示终端；通过所述显示终端显示水库和测压管的水位过程线及差值变化图，并对异常数据进行报警处理；进一步提高了测压管水位监测的精确性。水位监测的精确性。水位监测的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统及方法


[0001]本专利技术涉测压管水位监测及
，具体为一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统及方法。

技术介绍

[0002]在我国，修建水库可以调节河流径流，改善库区气候，减小温差、增加空气湿度，它在防洪、航运、发电、灌溉、水产养殖、旅游等方面有重要的意义；然而，水库的建立仍对自然环境有一定的弊端，当大型水库建成蓄水之后，由于巨大的水压力施加于库区岩基，加之水压入岩隙降低了岩石界面的摩檫力，可能导致基础岩体结构变动诱发地震，因此，对水库水压的监测存在重要的作用。
[0003]测压管可以更好的监测水库内水的压力，避免水库里水的压力过大而造成水库的破裂和损坏等问题，然而现阶段，监测测压管水位的主要设备是压力式传感器和利用浮子原理开发的水位监测设备，因压力传感器长期浸在水中，使用寿命较短且监测数据精准度不高，而水位监测设备常出现卡阻现象，影响监测效果，监测精度也不高，且主要监测环节为人工，增加了人力资源。
[0004]所以，人们需要一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统及方法来解决上述问题，利用检测机器人采集分析数据，提高其智能性，利用激光测距仪测量数据提高水位监测的精确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统，所述系统包括：周期设置模块、数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块和显示终端；
[0007]通过所述周期设置模块利用人工输入的形式设置测压管水位监测系统的测量周期；
[0008]通过所述数据采集模块采集水库的水位和测压管的管口高程，并将其发送至所述数据存储模块；
[0009]通过所述数据存储模块储存人工输入的周期和所有采集的数据；
[0010]通过所述数据分析模块得出测压管的水位高程，并对数据进行分析，同时判断数据是否异常后，将数据发送至所述显示终端；
[0011]通过所述显示终端显示水库和测压管的水位过程线及差值变化图，并对异常数据进行报警处理。
[0012]进一步的，所述周期设置模块利用人工输入的形式设置测压管水位监测系统的测量周期，通过输入水库水位采集周期和测压管高程考证周期，实现对水库水位与测压管水
位高程的定期检测：若输入的水库采集周期为一天，则系统每天对水库的水位进行检测；若输入的测压管高程考证周期为一年，则系统每一年对测压管高程进行考证，从而减小对测压管水位计算的误差。
[0013]进一步的，所述数据采集模块包括水库水位采集单元和测压管高程采集单元；所述水库水位采集单元用于利用激光测距仪测量水库的水位；所述测压管高程采集单元用于采集应用于水库的每一根测压管的管口高程。
[0014]进一步的，所述数据存储模块储存人工输入的周期和所有采集的数据。
[0015]进一步的，所述数据分析模块包括水位分析单元、过程线形成单元、差值计算单元和异常分析单元；所述水位分析单元用于根据水库的水位计算出每一根测压管的水位高程并记录水库水位的采集次数，当次数到达一定阈值时，进入所述过程线形成单元；所述过程线形成单元用于通过建立XY轴坐标并根据水库的水位值和每一根测压管的水位值分别形成水位过程线图；所述差值计算单元用于将测压管的水位数据进行对比，形成差值变化图，并将对比出的数据发送至所述异常分析单元；所述异常分析单元用于判断数据是否发生异常，若所述差值计算单元计算出的差值大于所设阈值，则数据发生异常；若所述差值计算单元计算出的差值小于所设阈值，则数据为正常。
[0016]进一步的，所述显示终端包括显示器和报警器；所述显示器用于显示水库和测压管的水位过程线及差值变化图；所述报警器用于对测压管水位高程异常数据进行报警处理：通过利用指示灯对数据发生异常时进行报警处理，若数据异常，则说明水库水量大致使水压过大，进入了危险状态，此时，指示灯亮红灯并在显示器上显示“危险”；
[0017]所述显示器包括水位过程线显示单元和差值变化显示单元；所述水位过程线显示单元用于显示水库和每一根测压管的水位过程线图；所述差值变化显示单元用于显示测压管内水位高程的差值变化图。
[0018]进一步的，所述周期设置模块、数据采集模块、数据存储模块和数据分析模块安装于检测机器人上，检测机器人将采集和分析后的数据通过无线传输的方式发送至所述显示终端。
[0019]一种基于激光测距仪的测压管水位监测方法，包括以下步骤：
[0020]S1：利用人工输入的形式设置测压管水位监测系统的测量周期；
[0021]S2：采集水库的水位和测压管的管口高程；
[0022]S3：储存人工输入的周期和所有采集的数据；
[0023]S4：计算测压管的水位高程，并对数据进行分析，同时判断数据是否发生异常；
[0024]S5：显示水库和测压管的水位过程线及差值变化图，并对异常数据进行报警处理。
[0025]进一步的，在步骤S1中：通过利用人工输入的形式在检测机器人上输入水库水位的采集周期和测压管高程的考证周期，从而实现对水库水位与测压管水位高程的定期检测；通过设置水库水位采集周期，更有利于对水位进行监测；通过设置测压管高程的考证周期，更有利于在测量测压管水位时减小其误差。
[0026]进一步的，在步骤S2中：利用激光测距仪定期采集水库的水位值为A＝{a
f
},f＝1,2,
…
,τ，其中，f表示水库水位的采集次数；并利用注水试验定期采集n根测压管的管口高程：设定一根测压管管口高程为h＝{μ
f
},f＝1,2,
…
,γ，其中f表示测压管管口高程的采集次数，那么n根测压管的管口高程形成数据集H＝{h
i
},i＝1,2,
…
,n；其中，所述注水试验属
于本领域技术人员的常规技术手段，因此，并未做出过多的赘述。
[0027]进一步的，在步骤S3中：储存人工输入的水库水位及测压管高程的测量周期和所有采集的数据。
[0028]进一步的，在步骤S4中：为了计算出每一根测压管的水位高程，并对水库的水位值和测压管的水位高程进行分析，形成水位过程线和差值变化图，
[0029]首先计算出每一根测压管的水位高程：利用激光测距仪测出每一根测压管管口至水面的距离：设定某一根测压管管口到水位的距离为x，那么n根测压管管口到水面的距离形成数据集X＝{x
i
},i＝1,2,
…
,n；将采集到的测压管管口高程与测压管管口到水位的距离做差值比较，从而形成n根测压管的水位高程集合：Y＝{y
i
＝h
i
‑
x
i
},i＝1,2,
…
,n；
[0030]接着判断水库水位的采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统，其特征在于：所述系统包括：周期设置模块、数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块和显示终端；通过所述周期设置模块利用人工输入的形式设置测压管水位监测系统的测量周期；通过所述数据采集模块采集水库的水位和测压管的管口高程，并将其发送至所述数据存储模块；通过所述数据存储模块储存人工输入的周期和所有采集的数据；通过所述数据分析模块得出测压管的水位高程，并对数据进行分析，同时判断数据是否异常后，将数据发送至所述显示终端；通过所述显示终端显示水库和测压管的水位过程线及差值变化图，并对异常数据进行报警处理。2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统，其特征在于：所述数据采集模块包括水库水位采集单元和测压管高程采集单元；所述水库水位采集单元用于利用激光测距仪测量水库的水位；所述测压管高程采集单元用于采集应用于水库的每一根测压管的管口高程。3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统，其特征在于：所述数据分析模块包括水位分析单元、过程线形成单元、差值计算单元和异常分析单元；所述水位分析单元用于根据水库的水位计算出每一根测压管的水位高程并记录水库水位的采集次数，当次数到达一定阈值时，进入所述过程线形成单元；所述过程线形成单元用于通过建立XY轴坐标并根据水库的水位值和每一根测压管的水位值分别形成水位过程线图；所述差值计算单元用于将测压管的水位数据进行对比，形成差值变化图，并将对比出的数据发送至所述异常分析单元；所述异常分析单元用于判断数据是否发生异常，若所述差值计算单元计算出的差值大于所设阈值，则数据发生异常。4.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统，其特征在于：所述显示终端包括显示器和报警器；所述显示器用于显示水库和测压管的水位过程线及差值变化图；所述报警器用于对测压管水位高程异常数据进行报警处理；所述显示器包括水位过程线显示单元和差值变化显示单元；所述水位过程线显示单元用于显示水库和每一根测压管的水位过程线图；所述差值变化显示单元用于显示测压管内水位高程的差值变化图。5.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的测压管水位监测系统，其特征在于：所述周期设置模块、数据采集模块、数据存储模块和数据分析模块安装于检测机器人上，检测机器人将采集和分析后的数据通过无线传输的方式发送至所述显示终端。6.一种基于激光测距仪的测压管水位监测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：利用人工输入的形式设置测压管水位监测系统的测量周期；S2：采集水库的水位和测压管的管口高程；S3：储存人工输入的周期和所有采集的数据；S4：计算测压管的水位高程，并对数据进行分析，同时判断数据是否发生异常；S5：显示水库和测压管的水位过程线及差值变化图，并对异常数据进行报警处理。7.根据权利要求6所述的一种基于激光测距仪的测压管水位监测方法，其特征在于：在步骤S1中：通过利用人工输入的形式在检测机器人上输入水库水位的采集周期和测压管高
程的考证周期，从而实现对水库水位与测压管水位高程的定期检测。8.根据权利要求6所述的一种基于激光测距仪的测压管...

【专利技术属性】
技术研发人员：付兵，张杰，王海伟，韦勇，付雨晨，王伟，章成伟，顾康，赵有春，朱傲，刘伟，曹正严，
申请(专利权)人：江苏省洪泽湖堤防管理所，
类型：发明
国别省市：