【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水位检测装置、系统及方法。适用于水利水电工程领域。
技术介绍
1、现有的水文监测装置整个装置安装于岸边平台，其上的雷达水位计检测水位信息，并将信息传送至云平台。整个装置由蓄电池供电，太阳能电池板为蓄电池充电以补充电量。
2、现有水文监测装置造价较高，装置的定期维护花费也较大，无论是装置的购入费用还是后期维护成本都较高。
3、现有水文监测装置对于安装环境的要求较高，水文监测站的底部与地面连接需要一定相对平坦的空间。如在较为陡峭的水库，或周边障碍物密集，土质较为松软的水库，无法保证该装置安装条件。且在极端天气，该水文监测站容易损坏。
4、现有水文监测装置的供能不够稳定。采用太阳能电池板，在光照充足地区可行。如果位于多阴雨地区，或是位于林木茂盛，易遮挡光照地区，太阳能电池板的供电可能不可行。
5、大多数水库都处于离城区较远的偏僻地带，条件比较艰苦，尤其是一些山区，电力的输送都很成问题。现已有的大多数需要供能的装置在这类环境都无法有效工作。供能问题便是最为重要的环节。在没有电能供给的情况下，市面上出现最多的便是风能太阳能等能源，但是风能和太阳能都与天气状况和环境有极大的关系。并不是所有水库所在的地区都可以满足充足的光照和风能以提供检测装置正常工作。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种水位检测装置、系统及方法。
2、本专利技术所采用的技术方案是：一种水位检测装置，其特征在于
3、漂浮球外壳，其内部具有中空腔室；
4、储能单元，安装于所述漂浮球外壳的中空腔室内，用于将漂浮球外壳在水面上随波流摇摆产生的动能转化为势能后进行存储；
5、发电单元，安装于所述漂浮球外壳的中空腔室内，用于利用所述储能单元存储的势能转化为电能；
6、控制单元，安装于所述漂浮球外壳的中空腔室内，具有拉绳，拉绳一端连接控制单元，另一端穿过漂浮球外壳连接固定机构；
7、当漂浮球外壳在浮力作用下对拉绳的拉力大于预设值时，触发控制单元动作，控制单元控制所述储能单元释放存储的势能，将势能通过所述发电单元转化为电能；
8、信号单元，安装于所述漂浮球外壳的中空腔室内，用于利用所述发电单元产生的电能向漂浮球外壳外发送信号。
9、所述储能单元，包括：
10、摆陀锤，用于在所述漂浮球外壳在水面上随波流摇摆时产生摆动；
11、游丝，用于存储势能；
12、能量转化机构，用于将摆陀锤摆动的动能转化为游丝的弹性势能。
13、所述能量转化机构，
14、包括：
15、第一齿轮，经第一转轴与所述摆陀锤同轴相连，能随摆陀锤同步转动；
16、第二齿轮，与所述第一齿轮啮合，该第二齿轮经与其同轴布置的第二转轴连接所述游丝的内端；
17、限位机构，用于限制所述第二齿轮仅能沿收紧所述游丝方向转动，并能在所述控制单元控制下接触限制。
18、所述限位机构采用棘轮机构，该棘轮机构经所述第一转轴与所述第一齿轮、摆陀锤同轴相连。
19、所述发电单元，包括：
20、第三齿轮，与所述第一齿轮啮合；
21、发电模块，其输入端经第三转轴同轴连接所述第三齿轮。
22、所述控制单元包括复位弹簧和所述拉绳，复位弹簧和拉绳均接于所述棘轮机构中棘爪的靠棘轮端；
23、当漂浮球外壳在浮力作用下对拉绳的拉力大于预设值时，棘爪在拉绳拉力作用下与棘轮分离；当漂浮球外壳在浮力作用下对拉绳的拉力小于预设值时，棘爪在复位弹簧作用下复位，与棘轮配合。
24、所述漂浮球外壳上装有警示信号发生器，该警示信号发生器与所述发电单元电路连接。
25、所述固定机构具有竖向布置的安装槽，安装槽宽度与所述漂浮球外壳尺寸适配，安装槽两侧槽边上均制有竖向布置的导向槽；所述漂浮球外壳外具有与导向槽适配的导向凸起；所述拉绳于安装槽的下端连接。
26、一种水位检测系统，其特征在于：具有集中器和若干所述的水位检测装置，该若干水位检测装置分别布置于各预设重要水位位置，水位检测装置内信号单元能与集中器无线通讯连接。
27、一种基于所述水位检测系统的水位检测方法，其特征在于，包括：
28、当水位上升至某一预设重要水位位置时，该预设重要水位位置对应的水位检测装置中漂浮球外壳随水位上升至拉绳拉直位置，水位继续上升时漂浮球外壳的排水体积增加，漂浮球外壳的浮力增大；
29、当漂浮球外壳当漂浮球外壳在浮力作用下对拉绳的拉力大于预设值时，触发控制单元动作，控制单元控制所述储能单元释放存储的势能，将势能通过所述发电单元转化为电能；
30、当发电单元有电能产生时，信号单元通电，向集中器发送信号，表明目前水位到达该水位检测装置对应的预设重要水位位置。
31、本专利技术的有益效果是：本专利技术基于水库水域面积宽广，在风的作用下，水面的波流十分充足的特点，通过储能单元将漂浮球外壳在水面上随波流摇摆产生的动能转化为势能后进行存储，拉绳和控制单元配合，在漂浮球外壳在浮力作用下对拉绳的拉力大于预设值时，触发控制单元动作，控制单元控制储能单元释放存储的势能，将势能通过所述发电单元转化为电能，从而使信号单元有电能向外发送信号，外界接收到该信号后可知水位已到达该水位检测装置对应水位。
32、本漂浮于水库水面，将因波流产生摇摆的动能储存于发条中，供能充足且稳定，能量的损耗也极低，可以满足无供能地区的长久使用，正常工作。
33、本专利技术所需的装置元件易获得且价格低廉，制造价格比市面上现有的装置都要低。且后续的使用几乎不再需要维护，与已有装置相比，操作简单且维护成本极低。
34、本专利技术适用于所有水库，对于使用环境无太大要求，且安装使用简单便捷，固定于水库的岸边，漂浮于水面即可，无需特殊的安装场地。
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1.一种水位检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于，所述储能单元，包括：
3.根据权利要求2所述的水位检测装置，其特征在于，所述能量转化机构，包括：
4.根据权利要求3所述的水位检测装置，其特征在于，所述限位机构采用棘轮机构，该棘轮机构经所述第一转轴与所述第一齿轮、摆陀锤同轴相连。
5.根据权利要求3或4所述的水位检测装置，其特征在于，所述发电单元，包括：
6.根据权利要求4所述的水位检测装置，其特征在于，所述控制单元包括复位弹簧和所述拉绳，复位弹簧和拉绳均接于所述棘轮机构中棘爪的靠棘轮端；
7.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于，所述漂浮球外壳上装有警示信号发生器，该警示信号发生器与所述发电单元电路连接。
8.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于，所述固定机构具有竖向布置的安装槽，安装槽宽度与所述漂浮球外壳尺寸适配，安装槽两侧槽边上均制有竖向布置的导向槽；所述漂浮球外壳外具有与导向槽适配的导向凸起；所述拉绳于安装槽的下端连接。
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