【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智慧水务工程，具体为一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计。
技术介绍
1、排水管网系统作为城市发展中重要的基础设施建设工程，不仅发挥着收集和输送雨水、城市生活污水及工业废水的重要作用，同时也肩负着城市的水环境污染防治、排涝防洪等重要职责。排水管道系统中几乎所有的问题都与管道内的过流特性息息相关，即水体在排水管道中的输运过程。对于城市排水管道来说，由于历史因素、气候变化和设计成本的原因，不可能将管道设计为管径较大且淤积影响不显著的管道体系，因此在城市排水管道中出现淤积是近期乃至很长一段时间内存在的事实。管道淤积主要有两个原因，一是由雨水径流冲刷进入排水管道的固体颗粒沉积；二是污水管道中悬浮物质的沉降。淤积的存在会降低管道的容量进而减小管道输运能力，甚至可能造成管道的堵塞，管道淤积对管道运行和维护等各方面带来诸多问题，因此，对排水管道淤积情况的摸排与监测工作变得至关重要。
2、泥位计，即用于泥位监测的监测设备，目前行业内多采用雷达泥位计或超声波泥位计，且一般用于污水处理厂的澄清池，设备安装点位环境干扰小，原理是先设定雷达或超声波泥位计距池底高度，再通过雷达或超声波探测污泥与水的界面高度，通过算法运算获得泥位高度。但此种设备并不适用于城市排水管道或渠道等复杂情况下的应用，且排水管道中流动的水体会对雷达或超声波泥位计产生干扰，难以获得准确的泥位数据，传统的测量原理与测量设备均难以适用市政排水管道的泥位监测，我国行业内对排水管网泥位的实时监测技术手段几乎处于空白阶段，尚缺少有效的监测技术措施。
>技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，该泥位计以多普勒光学流速分析仪为基础，通过调整激光焦距测量泥/水分界面位置，即测量管道内流速为n的水与流速为0的泥面的交汇面位置，最后通过焦距调整量，比例计算管道内泥位厚度，以避免现有泥位计无法测量流动状态液面下泥位厚度的问题；具体
技术实现思路
如下：
2、一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，该泥位计包括挂架及泥位计枪机，其中挂架固设在检查井内部，该挂架上水平扭转并倾角调节支撑泥位计枪机；
3、泥位计枪机包括壳体，以及布设在壳体内部的多普勒光学测距单元和气液烘干冲洗单元，其中壳体固设在挂架上，壳体内部的多普勒光学测距单元通过透镜调节激光焦点以识别管道内的泥水分界面，且多普勒光学测距单元的光输出端由气液烘干冲洗单元进行烘干冲洗。
4、优选的，多普勒光学测距单元包括光筒，该光筒内部由光输入端向光输出端依次设置有激光发射接收装置、固定凸透镜、活动凸透镜及泥位计外置镜片，且光筒的内部设有调焦电机、调焦齿轮、调焦齿条杆、固定座及活动座；
5、调焦电机固设在光筒的光输入端内部，该调焦电机的动力输出端通过调焦齿轮啮合连接调焦齿条杆；调焦齿条杆轴向滑动贴合在光筒的弧面内壁上，该调焦齿条杆的中段滑动穿透固定座，且调焦齿条杆的端部固定连接活动座；
6、固定座上固接固定凸透镜；活动座上固接活动凸透镜。
7、优选的，气液烘干冲洗单元包括水冲洗系统及空气烘干系统；水冲洗系统及空气烘干系统的介质输出端分别通过独立的连管向泥位计外置镜片喷淋气液；
8、水冲洗系统的介质输入端设有加压水泵，该加压水泵固设在壳体内部，且加压水泵上连通有穿透壳体的加水孔；
9、空气烘干系统吸取壳体内部的用电设备散热，并将热空气喷至泥位计外置镜片以进行烘干除雾，该空气烘干系统包括空气泵，该空气泵固设在泥位计枪机的壳体内部，且空气泵的进气端连通有环绕型抽气管，空气泵的排气端连通连管；环绕型抽气管的进气端布设在壳体内部的用电设备外周并抽取带有设备运行热量的空气。
10、优选的，连管内设有加压组件，该加压组件包括内管、外管及弹簧活塞，其中内管一端连通加压水泵或空气泵，外管一端连通有喷头；内管的介质输出端轴向延伸至外管内部并径向开设有多个轴向间隔设置的管道通孔，该内管的内部轴向弹性顶撑连接有弹性封堵多个管道通孔的弹簧活塞。
11、优选的，挂架包括井壁架及枪机架，其中井壁架的一端固设在检查井的内壁上，井壁架的另一端在水平面上旋转挂接枪机架，且枪机架的底部在竖直方向上仰角调节挂载泥位计枪机。
12、优选的，井壁架包括固定板、支撑杆及固定盘，其中固定板通过膨胀螺栓固定在检查井的井壁上，固定板的一侧沿检查井内径向固设有多根支撑杆；支撑杆的末端以水平姿态固接固定盘。
13、优选的，枪机架包括连接盘、转盘、侧向挂杆及翻转挂板，其中连接盘螺栓固接井壁架的固定盘，连接盘的中部轴向穿透并周向旋转连接转盘；转盘的底面上对称固设有多根侧向挂杆，该侧向挂杆的底部旋转挂接翻转挂板。
14、优选的，侧向挂杆的上部固设有水平转向电机，侧向挂杆的下部转动连接有仰角调整齿轮；连接盘的底面上同轴固设有固定齿，该固定齿中部的光轴段周向旋转并轴向限位挂接转盘，且固定齿底部的齿牙段与水平转向电机的动力输出端啮合连接；翻转挂板的两侧设有翻转云台，该翻转云台与仰角调整齿轮啮合连接。
15、优选的，壳体内部还设有控制器、蓄电池及超声波传感器；控制器与超声波传感器、挂架、多普勒光学测距单元及气液烘干冲洗单元电连接；蓄电池为控制器、超声波传感器、挂架、多普勒光学测距单元及气液烘干冲洗单元供电。
16、本专利技术的优点和技术效果是：
17、（1）本专利技术的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，通过激光聚焦探测排水管道泥位高度，避免了流动的浑浊水体对设备造成的干扰，监测精度高；
18、（2）本专利技术的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，可自动调整水平旋转角度与竖直倾角，可通过螺旋发射的激光聚焦点路径监测排水管道内不同高度多个点位的泥位高度，为管道维护部门提供更多的监测数据，从而为淤泥清除与管道疏通工作提供数据支撑；
19、（3）本专利技术的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，具有镜头水、气双重清洗功能，通过有压水、有压气体的先后冲洗，保障镜头清洁，即使应用于排水管道等复杂环境条件下，依旧可避免激光传输受到污水的干扰；
20、（4）本专利技术的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，可将控制器与蓄电池运行过程中产生的热量抽提，用于镜头的清洁与加热除雾，不仅可以降低泥位计内部的温度，还可以防止镜头产生水雾，实现了能源的二次利用、低碳环保；
21、（5）本专利技术的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，还配置了超声波传感器，可测量管道内水流液位，有助于排水管道维护部门结合泥位情况，判断管道内的实际水流流量与液位，功能多样，实用性强。
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1.一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：该泥位计包括挂架及泥位计枪机，其中挂架固设在检查井内部，该挂架上水平扭转并倾角调节支撑泥位计枪机；
2.根据权利要求1所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述多普勒光学测距单元包括光筒，该光筒内部由光输入端向光输出端依次设置有激光发射接收装置、固定凸透镜、活动凸透镜及泥位计外置镜片，且光筒的内部设有调焦电机、调焦齿轮、调焦齿条杆、固定座及活动座；
3.根据权利要求2所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述气液烘干冲洗单元包括水冲洗系统及空气烘干系统；所述水冲洗系统及空气烘干系统的介质输出端分别通过独立的连管向泥位计外置镜片喷淋气液；
4.根据权利要求3所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述连管内设有加压组件，该加压组件包括内管、外管及弹簧活塞，其中内管一端连通加压水泵或空气泵，外管一端连通有喷头；所述内管的介质输出端轴向延伸至外管内部并径向开设有多个轴向间隔设置的管道通孔，该内管的内部轴向弹性顶撑连接有弹性封堵多个
5.根据权利要求1所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述挂架包括井壁架及枪机架，其中井壁架的一端固设在检查井的内壁上，井壁架的另一端在水平面上旋转挂接枪机架，且枪机架的底部在竖直方向上仰角调节挂载泥位计枪机。
6.根据权利要求5所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述井壁架包括固定板、支撑杆及固定盘，其中固定板通过膨胀螺栓固定在检查井的井壁上，固定板的一侧沿检查井内径向固设有多根支撑杆；所述支撑杆的末端以水平姿态固接固定盘。
7.根据权利要求5所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述枪机架包括连接盘、转盘、侧向挂杆及翻转挂板，其中连接盘螺栓固接井壁架的固定盘，连接盘的中部轴向穿透并周向旋转连接转盘；所述转盘的底面上对称固设有多根侧向挂杆，该侧向挂杆的底部旋转挂接翻转挂板。
8.根据权利要求7所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述侧向挂杆的上部固设有水平转向电机，侧向挂杆的下部转动连接有仰角调整齿轮；所述连接盘的底面上同轴固设有固定齿，该固定齿中部的光轴段周向旋转并轴向限位挂接转盘，且固定齿底部的齿牙段与水平转向电机的动力输出端啮合连接；所述翻转挂板的两侧设有翻转云台，该翻转云台与仰角调整齿轮啮合连接。
9.根据权利要求1所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述壳体内部还设有控制器、蓄电池及超声波传感器；所述控制器与超声波传感器、挂架、多普勒光学测距单元及气液烘干冲洗单元电连接；所述蓄电池为控制器、超声波传感器、挂架、多普勒光学测距单元及气液烘干冲洗单元供电。
...【技术特征摘要】
1.一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：该泥位计包括挂架及泥位计枪机，其中挂架固设在检查井内部，该挂架上水平扭转并倾角调节支撑泥位计枪机；
2.根据权利要求1所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述多普勒光学测距单元包括光筒，该光筒内部由光输入端向光输出端依次设置有激光发射接收装置、固定凸透镜、活动凸透镜及泥位计外置镜片，且光筒的内部设有调焦电机、调焦齿轮、调焦齿条杆、固定座及活动座；
3.根据权利要求2所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述气液烘干冲洗单元包括水冲洗系统及空气烘干系统；所述水冲洗系统及空气烘干系统的介质输出端分别通过独立的连管向泥位计外置镜片喷淋气液；
4.根据权利要求3所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述连管内设有加压组件，该加压组件包括内管、外管及弹簧活塞，其中内管一端连通加压水泵或空气泵，外管一端连通有喷头；所述内管的介质输出端轴向延伸至外管内部并径向开设有多个轴向间隔设置的管道通孔，该内管的内部轴向弹性顶撑连接有弹性封堵多个管道通孔的弹簧活塞。
5.根据权利要求1所述的一种具有多点位监测功能的高精度激光泥位计，其特征在于：所述挂架包括井壁架及枪机架，其中井壁架的一端固设在检查井的内壁上，井壁架的另一端在水平面上旋转挂接枪机架，且枪机架的底部在竖直方向上仰...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩正，谢志远，吴凡松，张良，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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