本发明专利技术提供一种排水管网水位测量装置及方法，包括测量方法和测量装置本体，所述测量装置本体包括外壳、压力传感器、雷达波发射和接收器、激光发射和接收器，所述外壳的内部设置有电池仓，所述电池仓的侧边安装有雷达面板，所述雷达面板的上方设置有雷达波发射和接收器，所述外壳的中间安装有控制中心和无线通信模块，所述无线通信模块的侧边安装有激光发射和接收器，该排水管网水位测量装置及方法使用雷达和激光互补覆盖测量位置有无垃圾的工况；在设备淹没或者达到非接触式盲区的时候切换为压力测量确保设备全天候测量，只需要在井口安装本设备外挂压力水位计，能够确保施工人员安全，且不易挂垃圾。且不易挂垃圾。且不易挂垃圾。
【技术实现步骤摘要】
一种排水管网水位测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及水文监测设备
，具体为一种排水管网水位测量装置及方法。
技术介绍
[0002]目前城市排水管网运行水位实时反应出管网运行的健康状况，同时水位的准确性也与管网通过的流量息息相关，水位实时监测对城市管网运行有着重要作用，排水管网由于环境比较复杂，因此部分污水管网检查井表面汇聚了大量的漂浮垃圾，使用雷达水位计时由于没有良好的反射面雷达面，反射效果差，数据测量误差大；同时当水流湍急时出现浪花，使用激光水位计时没有稳定的激光反射面，数据测量会受到浪花的干扰；使用压力水位计时，需要施工人员下入排水管道安装，由于排水管网存在有毒气体，不利于施工人员的人身安全，因此现有方案中难以满足多种环境下的排水管网水位测量需求。
技术实现思路
[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种排水管网水位测量装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术能够确保水位测量装置在所有工况下均能测量准确数据，同时确保施工人员安全。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种排水管网水位测量装置，包括测量装置本体，所述测量装置本体包括外壳、压力传感器、雷达波发射和接收器、激光发射和接收器，所述外壳的内部设置有电池仓，所述电池仓的侧边安装有雷达面板，所述雷达面板的上方设置有雷达波发射和接收器，所述外壳的中间安装有控制中心和无线通信模块，所述无线通信模块的侧边安装有激光发射和接收器，所述外壳的外侧通过信号线与压力传感器进行连接。
[0005]进一步的，所述雷达波发射和接收器的底端安装有雷达天线，所述控制中心控制雷达波发射和接收器向测量区域发射雷达波。
[0006]进一步的，所述控制中心通过计算雷达波的发射和接收时间差来计算出发射装置和水面之间的距离进一步计算出水位值。
[0007]进一步的，所述雷达波发射和接收器、激光发射和接收器之间通过互补的形式进行启动测量，且雷达波发射和接收器、激光发射和接收器以及压力传感器均通过电线与控制中心部分电性连接。
[0008]一种排水管网水位测量方法，该测量方法使用上述的测量装置本体，主要包括以下步骤：通过雷达波发射和接收器对待测环境中的水位进行测量；检测到井内有漂浮物时自动切换到激光测量；检测到水位到达激区以及设备被淹没时切换到压力测量。
[0009]进一步的，通过雷达波发射和接收器进行测量的过程中，雷达波经过雷达天线后形成较小的发射角度，并穿过雷达面板后发射到水面，经过反射再次被雷达波发射和接收器接收。
[0010]进一步的，雷达测量通过根据检测到的数据出现大幅度跳动判断为出现垃圾进行
阻挡，并进行后续切换激光测量的过程。
[0011]进一步的，所述激光测量过程中，控制激光发射和接收器发射激光波，激光波经过水面漂浮的垃圾反射后被激光发射和接收器接收，通过计算激光波发射到接收的时间测量出水位测量装置到水面的距离，从而计算出水位。
[0012]进一步的，激光测量过程中，当水位上涨至激光或雷达测量盲区时控制中心切换到压力传感器，通过感知到压力传感器的压强计算出水位值。
[0013]进一步的，控制中心整理测量出的数据，当雷达水位计出现数据波动大于设置的阈值一(可手动修改)，触发激光水位计开启测量，关闭雷达水位计；当激光水位计出现数据波动大于设置的阈值二(可手动修改)，触发雷达水位计开启测量，关闭激光水位计；若雷达水位计与激光水位计连续出现数据波动可判断设备被水淹没，雷达水位计与激光水位计到达测试盲区，触发压力水位计开启测量。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术的一种排水管网水位测量装置及方法，包括测量方法以及测量装置本体，所述测量装置本体包括雷达波发射和接收器；2、雷达天线；3、雷达面板；4、控制中心；5、激光发射和接收器；6、压力传感器；7、无线通信模块；8、电池仓；9、外壳。
[0015]1.该排水管网水位测量装置及方法使用雷达和激光互补覆盖测量位置有无垃圾的工况；在设备淹没或者达到非接触式盲区的时候切换为压力测量确保设备全天候测量。
[0016]2.该排水管网水位测量装置及方法只需要在井口安装本设备外挂压力水位计，确保施工人员安全，不易挂垃圾，使测量环境更加整洁，降低了测量的难度。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一种排水管网水位测量装置的外形的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术一种排水管网水位测量装置的内部结构正视图；
[0019]图3为本专利技术一种排水管网水位测量装置内部的结构安装图；
[0020]图中：1、雷达波发射和接收器；2、雷达天线；3、雷达面板；4、控制中心；5、激光发射和接收器；6、压力传感器；7、无线通信模块；8、电池仓；9、外壳。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0022]请参阅图1至图3，本专利技术提供一种技术方案：一种排水管网水位测量装置及方法，该方法主要采用雷达、激光测量互补的形式进行测量，在井内没有漂浮垃圾时使用雷达测量，在水位测量装置检查到井内有漂浮物时切换到激光测量，水位到达激区以及设备被淹没时切换到压力测量，确保水位测量装置在所有工况下均能测量准确数据，同时确保施工人员安全。
[0023]其中测量装置部分包括雷达波发射和接收器1、雷达天线2、雷达面板3、控制中心4、激光发射和接收器5、压力传感器6和无线通信模块7。其中控制中心4控制雷达波发射和接收器1发射雷达波，雷达波经过雷达天线2后形成较小发射角度的雷达波，并穿过雷达面板3后发射到水面，反射再次被雷达波发射和接收器1接收，控制中心4通过计算雷达波的发射和接收时间差来计算出发射装置和水面之间的距离进一步计算出水位值：
[0024][0025]其中C
电
为雷达波传播速度，Δt1为雷达水位计通过测量电磁波的发射和接收时间差，H
雷达
为雷达发射装置和水面之间的距离。
[0026]当雷达波探测到水面有垃圾的时候控制中心4接收到垃圾反射回来的雷达波(此时雷达数据出现大幅度跳动)自动切换到激光测量控制激光发射和接收器5发射激光波，激光波经过水面漂浮的垃圾反射后被激光发射和接收器5接收，通过计算激光波发射到接收的时间测量出水位测量装置到水面的距离，从而计算出水位：
[0027][0028]其中C
光
为激光传播速度，Δt2为激光发射器通过激光波的发射和接收时间差，H
激光
为激光发射装置和水面之间的距离。
[0029]当水位上涨至激光或雷达测量盲区时控制中心4切换到压力传感器6，通过感知到压力传感器6的压强计算出水位值：
[0030][0031]其中P为压力水位计的压力值，ρ为水的密度(1000Kg/m3)，g为重力加速度(9.8N/Kg)，H
压
为压力水位计和水面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种排水管网水位测量装置，包括测量装置本体，其特征在于：所述测量装置本体包括外壳(9)、压力传感器(6)、雷达波发射和接收器(1)、激光发射和接收器(5)，所述外壳(9)的内部设置有电池仓(8)，所述电池仓(8)的侧边安装有雷达面板(3)，所述雷达面板(3)的上方设置有雷达波发射和接收器(1)，所述外壳(9)的中间安装有控制中心(4)和无线通信模块(7)，所述无线通信模块(7)的侧边安装有激光发射和接收器(5)，所述外壳(9)的外侧通过信号线与压力传感器(6)进行连接。2.根据权利要求1所述的一种排水管网水位测量装置，其特征在于：所述雷达波发射和接收器(1)的底端安装有雷达天线(2)，所述控制中心(4)控制雷达波发射和接收器(1)向测量区域发射雷达波。3.根据权利要求2所述的一种排水管网水位测量装置，其特征在于：所述控制中心(4)通过计算雷达波的发射和接收时间差来计算出发射装置和水面之间的距离，进一步计算出水位值。4.根据权利要求1所述的一种排水管网水位测量装置，其特征在于：所述雷达波发射和接收器(1)、激光发射和接收器(5)之间通过互补的形式进行启动测量，且雷达波发射和接收器(1)、激光发射和接收器(5)以及压力传感器(6)均通过电线与控制中心(4)部分电性连接。5.一种排水管网水位测量方法，其特征在于：该测量方法使用如权利要求1所述的测量装置本体，主要包括以下步骤：通过雷达波发射和接收器(1)对待测环境中的水位进行测量；检测到井内有漂浮物时自动切换到激光测量；检测到水位到...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈银，武治国，张春萍，崔立冬，张武，薛世兵，徐凯，
申请(专利权)人：武汉新烽光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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