一種水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及流域面源污染徑流監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種水力發(fā)電式徑 流自動(dòng)監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，流域面源污染是水體污染的重要來源，流域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、居民生活污水 通過地表徑流的方式排入地表水體，導(dǎo)致重要湖泊、水庫等富營養(yǎng)化，區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下 降等問題。通過面源徑流污染監(jiān)測，可W明確不同條件下面源污染的程度，從而針對相應(yīng)的 防治措施。
[0003] 常規(guī)的流域面源污染的徑流監(jiān)測是在流域產(chǎn)生降雨并形成地表徑流時(shí)，由監(jiān)測人 員攜帶水質(zhì)儀、流速儀等趕到現(xiàn)場進(jìn)行測量和記錄。由于流域位置偏遠(yuǎn)，導(dǎo)致面源徑流監(jiān)測 不及時(shí)，如要求監(jiān)測人員提前趕赴現(xiàn)場等待，則加大了人力和財(cái)力的投入。同時(shí)，傳統(tǒng)的降 雨量數(shù)據(jù)來源于當(dāng)?shù)貧庀蠡颦h(huán)保部口，其監(jiān)測點(diǎn)位置與流域位置具有空間差異，導(dǎo)致降雨 量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。另一方面，人工的徑流流量讀數(shù)也會(huì)產(chǎn)生誤差，因此，研究一種實(shí)時(shí)、精確 的流域面源污染徑流的自動(dòng)監(jiān)測裝置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程傳輸，對于流域面源污 染防控具有重要意義。已有的一些徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置大都采取太陽能電池板的方式進(jìn)行設(shè) 備的野外供電，該方式在遇到雨季時(shí)難W給設(shè)備提供足夠的電能，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 因此，需要通過其他的途徑為設(shè)備提供電能。
[0004] 綜上所述，如何在克服已有流域面源污染徑流難W實(shí)時(shí)監(jiān)測、監(jiān)測誤差較大，較大 的人力投入等問題的同時(shí)，最大限度解決設(shè)備在野外的供電需求，節(jié)約裝置用電，成為目前 需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置，其目的 在于通過水力產(chǎn)生的電能為裝置供電，為裝置進(jìn)行徑流水質(zhì)和流量的自動(dòng)監(jiān)測提供除了太 陽能W外的能源保障，本發(fā)明在進(jìn)行徑流監(jiān)測時(shí)，流入的水流帶動(dòng)裝置內(nèi)部的水輪機(jī)，水輪 機(jī)帶動(dòng)水力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，電流控制器對產(chǎn)生的電流進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對裝置的蓄電 池進(jìn)行穩(wěn)定的充電，可W提供除了太陽能發(fā)電板W外的電能來源。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置，包括徑流 入口套，控制模塊，雨量計(jì)，多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，沖洗連接孔，格柵，排沙日，水輪機(jī)，水力發(fā) 電機(jī)，電流控制器，蓄電池，太陽能發(fā)電板，散熱防護(hù)罩，流速計(jì)，液位傳感器和殼體;所述殼 體為空屯、管狀結(jié)構(gòu)，包括第一空屯、管、第二空屯、管和第Ξ空屯、管;所述第一空屯、管和所述第 Ξ空屯、管呈水平狀，所述第二空屯、管呈斜坡狀且分別與所述第一空屯、管和所述第二空屯、管 連接;所述徑流入口套設(shè)置在所述第一空屯、管中未與所述第二空屯、管連接的那一端，且與 所述第一空屯、管密封連接;所述控制模塊設(shè)置在所述第一空屯、管外，用于對徑流進(jìn)行監(jiān)測 并對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸;所述雨量計(jì)設(shè)置在所述第一空屯、管外，用于對降雨量進(jìn) 行監(jiān)測;所述多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀設(shè)置在所述第一空屯、管內(nèi)，用于對經(jīng)過徑流入口流入的徑 流進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測;所述格柵設(shè)置在所述第一空屯、管內(nèi)，且位于所述多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀后方 和所述雨量計(jì)的下方，用于對流入的徑流中的砂石進(jìn)行攔截，防止水輪機(jī)受到砂石的損害； 所述雨量計(jì)與所述格柵通過沖洗連接孔相通;所述排沙口設(shè)置在所述格柵的下方;所述水 輪機(jī)設(shè)置在所述第Ξ空屯、管內(nèi)，且靠近所述第Ξ空屯、管與所述第二空屯、管連接的那一端； 所述散熱防護(hù)罩設(shè)置在所述第Ξ空屯、管外，所述水力發(fā)電機(jī)、所述電流控制器和所述蓄電 池均位于所述散熱防護(hù)罩內(nèi)部;所述太陽能發(fā)電板位于所述散熱防護(hù)罩的上方，所述太陽 能發(fā)電板用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并通過所述電流控制器產(chǎn)生穩(wěn)定的電流對所述蓄電池 供電；所述流速計(jì)和所述液位傳感器均設(shè)置在所述第Ξ空屯、管內(nèi)且靠近出口處，所述流速 計(jì)用于監(jiān)測流速;所述液位傳感器用于監(jiān)測徑流液面高度。
[0007] 更進(jìn)一步地，徑流入口套由高強(qiáng)度、伸縮性好的材料制成，可在其材料彈性形變內(nèi) 適應(yīng)不同形狀及大小的徑流排水口。
[0008] 更進(jìn)一步地，所述控制模塊的外殼為堅(jiān)固、防腐蝕材料制成。
[0009] 更進(jìn)一步地，殼體底部的截面為矩形、正方形或直角朝下的等腰直角Ξ角形。
[0010] 更進(jìn)一步地，流速計(jì)和所述液位傳感器均通過設(shè)置在殼體內(nèi)部的數(shù)據(jù)線與所述控 制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0011] 更進(jìn)一步地，控制模塊，所述雨量計(jì)，所述多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，所述流速計(jì)和所述 液位傳感器均通過設(shè)置在所述殼體內(nèi)部的電源線由所述蓄電池供電。
[0012] 更進(jìn)一步地，在徑流監(jiān)測時(shí)，流入的水流帶動(dòng)所述水輪機(jī)，所述水輪機(jī)帶動(dòng)水力發(fā) 電機(jī)產(chǎn)生電流，所述電流控制器對產(chǎn)生的電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到對所述蓄電池進(jìn)行穩(wěn)定 的充電。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本裝置除了太陽能W外的電力來源。
[0013] 更進(jìn)一步地，當(dāng)完成徑流監(jiān)測后，連接所述雨量計(jì)和所述格柵的所述沖洗連接孔 打開，排沙口也同時(shí)打開，所述雨量計(jì)中的雨水從沖洗連接孔流到格柵，實(shí)現(xiàn)對格柵的沖 洗，砂石通過排沙口排出。
[0014] 更進(jìn)一步地，可通過所述控制模塊設(shè)置徑流監(jiān)測的最低工作闊值(比如，可設(shè)置雨 量記錄的數(shù)值高于5毫米，液位傳感器有讀數(shù)時(shí)長超過5分鐘），那么當(dāng)雨量計(jì)記錄的數(shù)值達(dá) 到5毫米，且液位傳感器有讀數(shù)時(shí)間達(dá)到5分鐘時(shí)，多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀和所述流速計(jì)才開始 運(yùn)行，最大限度地排除人為干擾的同時(shí)節(jié)省能源。
[0015] 本發(fā)明通過水力產(chǎn)生的電能為裝置提供除了太陽能W外的電力;為防止裝置的水 輪機(jī)受到砂石損壞，設(shè)置格柵進(jìn)行防護(hù);為了使格柵不堵塞，利用雨量計(jì)里的雨水對格柵 上附著的砂石進(jìn)行清理;蓄電池、電流控制器、發(fā)電機(jī)運(yùn)些發(fā)熱單元由堅(jiān)固防腐蝕的散熱防 護(hù)罩提供保護(hù);控制模塊除了進(jìn)行監(jiān)測程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與遠(yuǎn)程傳輸W外，還可W設(shè)置本 裝置的最低工作闊值，從而盡可能節(jié)省裝置能耗。W上設(shè)計(jì)為本裝置盡可能地進(jìn)行徑流的 野外無人值守自動(dòng)監(jiān)測提供保障。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置中控制模塊的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置中殼體底部橫截面圖， 其中：（a)為矩形截面，（b)為正方形截面，（C)為直角朝下的等腰直角Ξ角形截面。
[0019] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置中數(shù)據(jù)線路布置示意 圖。
[0020] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置中電源線路布置示意 圖。
[0021] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0023] 本發(fā)明設(shè)及一種水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置，主要用于流域面源污染的徑流自 動(dòng)監(jiān)測。具體地，提供了一種水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置;在裝置進(jìn)行徑流監(jiān)測時(shí)，流入 裝置的水流帶動(dòng)裝置內(nèi)部的水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)水力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，電流控制器對產(chǎn)生 的電流進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對裝置的蓄電池進(jìn)行穩(wěn)定的充電，從而使裝置獲得除了太陽能發(fā)電 板W外的電能來源。
[0024] 本發(fā)明提供了 一種水力發(fā)電式徑流自動(dòng)監(jiān)測裝置，裝置包括徑流入口套，控制模 塊，雨量計(jì)，多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，沖洗連接孔，格柵，排沙口，水輪機(jī)，水力發(fā)電機(jī)，電流控制 器，蓄電池，太陽能發(fā)電板，散熱防護(hù)罩，流速計(jì)，液位傳感器，殼體。所述的徑流入口套，控 制模塊，雨量計(jì)，多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，沖洗連接孔，格柵，排沙口，水輪機(jī)，水力發(fā)電機(jī)，電流 控制器，蓄電池，太陽能發(fā)電板，散熱防護(hù)罩，流速計(jì)，液位傳感器均與殼體相連。其中，徑流 入口套，控制模塊，雨量計(jì)，多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，沖洗連接孔，格柵，排沙口位于裝置上部分； 徑流入口套由高強(qiáng)度、伸縮性好的材料制成，可在其材料彈性形變內(nèi)適應(yīng)不同形狀及大小 的徑流排水口，徑流入口套通過密封方法與殼體相連;控制模塊具備徑流監(jiān)測程序設(shè)計(jì)、數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)傳輸功能，控制模塊外殼為堅(jiān)固、防腐蝕材料制成，操作人員可通過裝置的控 制模塊設(shè)置徑流監(jiān)測的最低工作闊值，即裝置的雨量計(jì)記錄的數(shù)值在達(dá)到設(shè)計(jì)值，同時(shí)液 位傳感器的讀數(shù)持續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)長時(shí)，裝置的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀和流速計(jì)才開始運(yùn)行，最大限 度地排除人為干擾的同時(shí)節(jié)省能源。雨量計(jì)位于殼體上方，可對降雨量進(jìn)行監(jiān)測；多參數(shù)水 質(zhì)儀位于殼體上部的內(nèi)部，可對流入裝置的徑流進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測;格柵位于多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測 儀后方、雨量計(jì)的下方，格柵與雨量計(jì)通過沖洗連接孔相通。格柵可對流入裝置的徑流中的 砂石進(jìn)行攔截;排沙口位于格柵下方，當(dāng)本裝置完成每一次徑流監(jiān)測后，連接雨量計(jì)和格柵 的沖洗連接孔打開，排沙口亦同時(shí)打開，雨量計(jì)中的雨水從沖洗連接孔流到格柵，砂石則通 過排沙口排出本裝置，實(shí)現(xiàn)對格柵的沖洗。水輪機(jī)，水力發(fā)電機(jī)，電流控制器，蓄電池，太陽 能發(fā)電板，散熱防護(hù)罩，流速計(jì)，液位傳感器位于裝置下部分。其中，水輪機(jī)位于殼體內(nèi)部下 方，水力發(fā)電機(jī)、電流控制器和蓄電池均位于散熱防護(hù)罩內(nèi)部，徑流監(jiān)測時(shí)，流入裝置的水 流帶動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)水力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，電流控制器對產(chǎn)生的電流進(jìn)行控制，從 而實(shí)現(xiàn)對蓄電池進(jìn)行穩(wěn)定地充電；太陽能發(fā)電板位于散熱防護(hù)罩上方，太陽能發(fā)電板把太 陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過電流控制器產(chǎn)生穩(wěn)定的電流對蓄電池供電。散熱防護(hù)罩用堅(jiān)固、防腐 蝕、散熱性好的材料制成，從而確保、散熱防護(hù)罩內(nèi)的、水力發(fā)電機(jī)、電流控制器和蓄電池能 順利散熱，保證正常工作;流速計(jì)和液位傳感器位于殼體內(nèi)部接近出口處，用來對徑流的流 速和液面高度進(jìn)行監(jiān)測。雨量計(jì)，多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，蓄電池，流速計(jì)和液位傳感器均通過 殼體內(nèi)部的數(shù)據(jù)線與控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？刂颇K，雨量計(jì)，多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，流速 計(jì)和液位傳感器均通過殼體內(nèi)部的電源線由蓄電池供電。
[0025] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過水力產(chǎn)生的電能為裝置提供除了太陽能W外的電力；設(shè)置 格柵對水輪機(jī)進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)，為了使格柵不堵塞，利用雨量計(jì)里的雨水對格柵上附著的砂 石進(jìn)行清理;蓄電池、電流控制器、發(fā)電機(jī)運(yùn)些發(fā)熱單元由堅(jiān)固防腐蝕的散熱防護(hù)罩提供保 護(hù)和散熱的需要;控制模塊除了進(jìn)行監(jiān)測程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與遠(yuǎn)程傳輸W外，還可W設(shè)置 本裝置的最低工作闊值，從而盡可