一种水利施工管理用的监测装置及其使用方法与流程

本发明涉及水利施工监测技术领域，更具体地说，涉及一种水利施工管理用的监测装置及其使用方法。

背景技术：

水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程，水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要，只有修建水利工程才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要，水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物，以实现其目标，然而在施工过程中河流的状态是不可控的，水位会随着天气、温度、气压等不可抗力而发生不同的变化，若是水位超过警戒值则无法继续进行水利施工，要迅速令工作人员撤离施工现场等待水位回归警戒值以下，现有的方法大多是采用水位测量尺对水位进行监测，并通过安排定时的巡查达到监测水位的效果，这样不仅较为的费时费力而且会产生空档期，无法保障第一时间发生水位的异变，这对水利施工工作人员是极大的安全威胁，可若是使用监控摄像头来对水位测量尺进行观测又会极大的消耗设备的购置成本，而且安装起来也是一项费时费力的工作，现有的解决方案中均是采用浮板配合浮板顶起触发装置来实现在到达预警水位后的报警系统电性导通报警，例如cn210181772u，但是该类解决方案中均存在一个技术缺陷是：只能够对警戒水位进行报警，而对于中途的其他水位则无法进行警报提醒，而其他水位在部分实际作业场景中例如蓄水灌溉或者水情动态监控，需要多个位置的水位监测，此外在到达警戒水位后，接触开关持续作用，进行长时间的不必要持续的报警，此外在水位退去后无法进行开关复位，同样也会造成报警过长时间持续进行，造成不必要的浪费，此外在警戒水位退去后也无法进行二次警报。鉴于此，我们提出一种水利施工管理用的监测装置及其使用方法。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种水利施工管理用的监测装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2.技术方案

一种水利施工管理用的监测装置，包括底座，所述底座底面四角处固设有四个插柱，所述底座底面相对于插柱两侧的位置对称固设有两个插板，所述插板内侧壁下部与插柱外壁之间固设有压缩弹簧，所述底座顶面中部插设有测量柱，所述测量柱内部前侧开设有水槽，所述水槽两侧对称开设有两个入水口，所述入水口外侧端嵌设有滤网，所述水槽前壁中部嵌设有玻璃板，所述测量柱前壁左端相对于玻璃板左侧的位置呈线性等间距开设有多个刻度槽，所述测量柱前壁右端相对于玻璃板右侧的位置开设有凹槽，所述凹槽后壁呈线性等间距固设有多个托板，，所述托板两侧外壁分别与凹槽两侧内壁连接固定，多个所述托板的位置与多个所述刻度槽位置一一对应；

所述测量柱内部相对于水槽后部上侧的位置开设有空腔，所述空腔底面中部固设有电源箱，所述电源箱输出端通过导线a连接有电极块a，所述空腔前壁中部贯穿设有转轴，所述转轴后端固设有电极块b，所述电极块b为两侧夹角呈直角的倒z字型结构，该z字型结构体的两个朝向电极块a或电极块b的其中一个端部做弧形过渡处理，在电极块a或者电极块b上的对应该弧形过渡的z字型结构体端部做一圆弧形凹槽，该圆弧形凹槽具有一渐变曲率，所述转轴前端贯穿空腔前壁延伸至水槽内部并与测量柱转动连接，在该电极块b的底部与电源箱的顶部之间连接有一复位弹簧，所述转轴环形外壁左侧下端呈四分之一弧形等间距固设有多个齿柱a，所述水槽内部左侧设有顶杆，所述顶杆后壁上端固设有滑块，所述水槽后壁相对于滑块的位置开设有滑槽，所述顶杆右壁上端相对于齿柱a的位置呈线性等间距交替设有多个下陷段和多个凸起段，其中下陷段为在顶杆杆体上开设弧形凹槽，凸起段内为固设在顶杆上的多个齿柱b，所述顶杆下端固设有浮板；

所述空腔前壁左端与电极块a对称的位置固设有电极块c，所述电极块c后侧上方设有电动机，所述电动机与电极块c之间连接有导线b，所述电动机输出端贯穿空腔顶面延伸至外部并连接有空心块，所述测量柱顶面相对于空心块前侧以及空心块右侧的位置均固设有固定座，所述固定座逆时针方向外壁内侧端通过铰接轴铰接有敲击板，所述铰接轴外壁呈对称结构套设有两个扭力弹簧，所述电动机后壁与空腔后壁连接固定，所述空心块为金属制成的十字型柱体结构，所述敲击板为l型结构，所述敲击板内侧端部与空心块外壁撞击配合，所述扭力弹簧内外两端分别与敲击板外壁以及固定座外壁连接固定。

所述底座为梯形台结构，所述插柱为倒圆锥结构，所述插板为上大下小的二分之一圆弧度的弧形结构，所述插板内侧壁下端为斜面结构，所述测量柱底面尺寸大小与底座顶面尺寸大小相适配。

所述水槽底面位置与底座顶面位置平齐，所述托板为前高后低的倾斜结构，所述托板两侧外壁分别与凹槽两侧内壁连接固定，多个所述托板的位置与多个所述刻度槽位置一一对应。

所述电极块a前壁与空腔前壁右端连接固定。

所述滑块与滑槽均为t型结构，所述滑块与滑槽滑动配合，所述齿柱a与齿柱b啮合连接，所述浮板呈内部中空的长方体结构，所述浮板前后外壁以及顶杆前后外壁均分别与玻璃板后壁以及水槽后壁滑动接触，所述浮板两端分别与水槽两侧内壁间隙配合。

一种水利施工管理用的监测装置的使用方法，包括以下步骤：

s1、工作人员在水利施工开始前可将本装置沿着河道表面中部的位置插入水中，通过四个圆锥状插柱以及八个内壁下端呈斜面的插板可将底座牢固固定在河床上；

s2、测量柱没入水中后在水压作用下水流会沿着入水口进入水槽，水中的杂质则会被滤网隔绝，继而水槽内部的液面高度会与河流水面高度保持一致，工作人员便可通过刻度槽读出此刻水面高度参数；

s3、当水面高度即将抵达警戒值时水面会与浮板相接触，之后水面若是再次升高便会对浮板产生托力，浮板上升的同时会将顶杆沿着滑块与滑槽滑动配合方向向上顶起，齿柱b便会通过齿柱a带动转轴转动；

s4、待水面位置到达警戒值时转轴恰好会旋转度，电极块b随之旋转度使得电极块b的两个弧形过渡处理的端部分别与两侧的电极块a以及电极块c的圆弧形凹槽相接触，此刻通过电极块a、电极块b、电极块c构成了电源箱与电动机之间的通路，随即电动机便会带动空心块做顺时针转动，这一过程中空心块会沿着铰接轴方向拨动敲击板发生偏转，而在扭力弹簧的回弹力作用下敲击板也会不断的回转并与空心块外壁凹陷位置发生撞击，由于空心块为金属制成，故此撞击中会发出较大的声音提示工作人员。由于圆弧形凹槽为非恒定的曲率设计且转轴和顶杆凸起段上均设置有多个相啮合的齿柱a/齿柱b，因此电极块b的两个弧形过渡处理的端部与两侧的圆弧形凹槽发生接触后，随着转轴的继续旋转电极块b的两个弧形过渡处理的端部与两侧的圆弧形凹槽发生脱离接触导致电连接通路关闭，从而进行持续一端时间而并非持续的警报；在水位上升的过程中，由于顶杆右壁上端相对于齿柱a的位置呈线性等间距交替设有多个下陷段和多个凸起段，因此顶杆带动转轴转动、复位的循环动作，该过程中电极块b发生旋转/复位，从而实现电连接通路的通断循环；

s5、如果水位从预警值下降，则顶杆带动转轴反向转动，从而使得电极块b的两个弧形过渡处理的端部与两侧的圆弧形凹槽再次发生接触，进行再次警报。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1.本发明中通过倒z字形的异形电性切换连接杆和电连接器件上非恒定的曲率凹槽，以及设置有交替分布的凸起段和下陷段的顶杆，使得在水位报警中同时实现三个功能：不同水位处的多次报警/到达预警水位和脱离预警水位时均能够报警/在上述两种情况下的较长时间报警而非传统的持续报警。

2.本发明设有浮板，测量柱没入水中后在水压作用下水流会沿着入水口进入水槽，当水面高度即将抵达警戒值时水面会与浮板相接触，之后水面若是再次升高便会对浮板产生托力，浮板上升的同时会将顶杆沿着滑块与滑槽滑动配合方向向上顶起，齿柱b便会通过齿柱a带动转轴转动，待水面位置到达警戒值时转轴恰好会旋转90度，电极块b随之旋转90度并分别与两侧的电极块a以及电极块b相接触，此刻通过电极块a、电极块b、电极块c构成了电源箱与电动机之间的通路，随即电动机便会带动空心块做顺时针转动，这一过程中空心块会沿着铰接轴方向拨动敲击板发生偏转，而在扭力弹簧的回弹力作用下敲击板也会不断的回转并与空心块外壁凹陷位置发生撞击，由于空心块为金属制成，故此撞击中会发出较大的声音提示工作人员注意，利用这样的设计能够有效的对水位产生监测效果，无需工作人员长期驻守或观测，极大的节省了劳力的损耗，而且较之定时巡查的方法而言，本装置无疑更加的便捷且不存在空挡，实用性强。

3.本发明设有插柱与插板，工作人员在水利施工开始前可将本装置沿着河道表面中部的位置插入水中，通过四个圆锥状插柱以及八个内壁下端呈斜面的插板可将底座牢固固定在河床上，插板在插入土壤内部时会受到河床表面对其向中部的压力，当其插入土层后便会在压缩弹簧的作用下向外扩张在土层内产生张力，通过这样的结构不仅可以极大的加强本装置与河床之间的固定强度，还有效的减低了本装置的固定难度，使得工作人员安装本装置时更加的轻松快捷。

4.本发明的底座为梯形台结构，本装置安装到水中后，水流穿过入水口进入水槽时其内的杂质会被滤网隔绝在外，因水槽底面与底座顶面平齐故此杂质会沿着底座的斜面滑到底座外侧方的位置，避免杂质在入水口处产生堆积造成堵塞。

5.本发明设有托板，进入水槽内部水的液面高度会与河流水面高度保持一致，工作人员便可透过玻璃板处观察水槽内部的水面高度并通过水位与刻度槽相对位置读出此刻水面的高度参数，以此便可记录下该处河道水位变化的参数为水利施工提供数据支持，而且当水位高过托板前端时会沿着托板流入其与凹槽后壁之间的槽内，这样一来工作人员即使不长时间的观测也能轻松的获取特定时段内的最高水位数据，便捷度高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的测量柱顶面剖视结构示意图；

图3为本发明的水槽上部以及空腔内部结构示意图；

图4为本发明的空心块剖视结构示意图；

图5为本发明的底座分解结构示意图。

图中标号说明：1、底座；2、插柱；3、插板；4、压缩弹簧；5、测量柱；6、水槽；7、入水口；8、滤网；9、玻璃板；10、刻度槽；11、凹槽；12、托板；13、空腔；14、电源箱；15、导线a；16、电极块a；17、转轴；18、电极块b；19、齿柱a；20、顶杆；21、滑块；22、滑槽；23、齿柱b；24、浮板；25、电极块c；26、电动机；27、导线b；28、空心块；29、固定座；30、铰接轴；31、敲击板；32、扭力弹簧。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-5,本发明提供一种技术方案：

一种水利施工管理用的监测装置，包括底座1，所述底座1底面四角处固设有四个插柱2，所述底座1底面相对于插柱2两侧的位置对称固设有两个插板3，所述插板3内侧壁下部与插柱2外壁之间固设有压缩弹簧4，所述底座1顶面中部插设有测量柱5，所述测量柱5内部前侧开设有水槽6，所述水槽6两侧对称开设有两个入水口7，所述入水口7外侧端嵌设有滤网8，所述水槽6前壁中部嵌设有玻璃板9，所述测量柱5前壁左端相对于玻璃板9左侧的位置呈线性等间距开设有多个刻度槽10，所述测量柱5前壁右端相对于玻璃板9右侧的位置开设有凹槽11，所述凹槽11后壁呈线性等间距固设有多个托板12，，所述托板12两侧外壁分别与凹槽11两侧内壁连接固定，多个所述托板12的位置与多个所述刻度槽10位置一一对应；

所述测量柱5内部相对于水槽6后部上侧的位置开设有空腔13，所述空腔13底面中部固设有电源箱14，所述电源箱14输出端通过导线a15连接有电极块a16，所述空腔13前壁中部贯穿设有转轴17，所述转轴17后端固设有电极块b18，所述电极块b18为两侧夹角呈直角的倒z字型结构，该z字型结构体的两个朝向电极块a16或电极块b18的其中一个端部做弧形过渡处理，在电极块a16或者电极块b18上的对应该弧形过渡的z字型结构体端部做一圆弧形凹槽，该圆弧形凹槽具有一渐变曲率，所述转轴17前端贯穿空腔13前壁延伸至水槽6内部并与测量柱5转动连接，在该电极块b18的底部与电源箱14的顶部之间连接有一复位弹簧，所述转轴17环形外壁左侧下端呈四分之一弧形等间距固设有多个齿柱a19，所述水槽6内部左侧设有顶杆20，所述顶杆20后壁上端固设有滑块21，所述水槽6后壁相对于滑块21的位置开设有滑槽22，所述顶杆20右壁上端相对于齿柱a19的位置呈线性等间距交替设有多个下陷段和多个凸起段，其中下陷段为在顶杆20杆体上开设弧形凹槽，凸起段内为固设在顶杆20上的多个齿柱b23，所述顶杆20下端固设有浮板24；

所述空腔13前壁左端与电极块a16对称的位置固设有电极块c25，所述电极块c25后侧上方设有电动机26，所述电动机26与电极块c25之间连接有导线b27，所述电动机26输出端贯穿空腔13顶面延伸至外部并连接有空心块28，所述测量柱5顶面相对于空心块28前侧以及空心块28右侧的位置均固设有固定座29，所述固定座29逆时针方向外壁内侧端通过铰接轴30铰接有敲击板31，所述铰接轴30外壁呈对称结构套设有两个扭力弹簧32，所述电动机26后壁与空腔13后壁连接固定，所述空心块28为金属制成的十字型柱体结构，所述敲击板31为l型结构，所述敲击板31内侧端部与空心块28外壁撞击配合，所述扭力弹簧32内外两端分别与敲击板31外壁以及固定座29外壁连接固定。

具体的，底座1为梯形台结构，插柱2为倒圆锥结构，插板3为上大下小的二分之一圆弧度的弧形结构，插板3内侧壁下端为斜面结构，测量柱5底面尺寸大小与底座1顶面尺寸大小相适配，工作人员在水利施工开始前可将本装置沿着河道表面中部的位置插入水中，通过四个圆锥状插柱2以及八个内壁下端呈斜面的插板3可将底座1牢固固定在河床上，插板3在插入土壤内部时会受到河床表面对其向中部的压力，当其插入土层后便会在压缩弹簧4的作用下向外扩张在土层内产生张力，通过这样的结构不仅可以极大的加强本装置与河床之间的固定强度，还有效的减低了本装置的固定难度。

进一步的，水槽6底面位置与底座1顶面位置平齐，测量柱5没入水中后在水压作用下水流会沿着入水口7进入水槽6，水流穿过入水口7进入水槽6时其内的杂质会被滤网8隔绝在外，因水槽6底面与底座1顶面平齐故此杂质会沿着底座1的斜面滑到底座1外侧方的位置，避免杂质在入水口7处产生堆积造成堵塞，托板12为前高后低的倾斜结构，托板12两侧外壁分别与凹槽11两侧内壁连接固定，多个托板12的位置与多个刻度槽10位置一一对应，进入水槽6内部水的液面高度会与河流水面高度保持一致，工作人员便可透过玻璃板9处观察水槽6内部的水面高度并通过水位与刻度槽10相对位置读出此刻水面的高度参数，以此便可记录下该处河道水位变化的参数为水利施工提供数据支持，而且当水位高过托板12前端时会沿着托板12流入其与凹槽11后壁之间的槽内，这样一来工作人员即使不长时间的观测也能轻松的获取特定时段内的最高水位数据，便捷度高。

再进一步的，电极块a16前壁与空腔13前壁右端连接固定，转轴17前端贯穿空腔13前壁延伸至水槽6内部并与测量柱5转动连接，电极块b18为两侧夹角呈直角的倒z字型结构。

更进一步的，滑块21与滑槽22均为t型结构，滑块21与滑槽22滑动配合，齿柱a19与齿柱b23啮合连接，浮板24呈内部中空的长方体结构，浮板24前后外壁以及顶杆20前后外壁均分别与玻璃板9后壁以及水槽6后壁滑动接触，浮板24两端分别与水槽6两侧内壁间隙配合，当水面高度即将抵达警戒值时水面会与浮板24相接触，之后水面若是再次升高便会对浮板24产生托力，浮板24上升的同时会将顶杆20沿着滑块21与滑槽22滑动配合方向向上顶起，齿柱b23便会通过齿柱a19带动转轴17转动，待水面位置到达警戒值时转轴17恰好会旋转90度，电极块b18随之旋转90度并分别与两侧的电极块a16以及电极块b18相接触，此刻通过电极块a16、电极块b18、电极块c25构成了电源箱14与电动机26之间的通路。

值得说明的是，电动机26后壁与空腔13后壁连接固定，空心块28为金属制成的十字型柱体结构，敲击板31为l型结构，敲击板31内侧端部与空心块28外壁撞击配合，扭力弹簧32内外两端分别与敲击板31外壁以及固定座29外壁连接固定，电动机26便会带动空心块28做顺时针转动，这一过程中空心块28会沿着铰接轴30方向拨动敲击板31发生偏转，而在扭力弹簧32的回弹力作用下敲击板31也会不断的回转并与空心块28外壁凹陷位置发生撞击，由于空心块28为金属制成，故此撞击中会发出较大的声音提示工作人员注意，利用这样的设计能够有效的对水位产生监测效果，无需工作人员长期驻守或观测，极大的节省了劳力的损耗，而且较之定时巡查的方法而言，本装置无疑更加的便捷且不存在空挡。

一种水利施工管理用的监测装置的使用方法，包括以下步骤：

s1、工作人员在水利施工开始前可将本装置沿着河道表面中部的位置插入水中，通过四个圆锥状插柱2以及八个内壁下端呈斜面的插板3可将底座1牢固固定在河床上；

s2、测量柱5没入水中后在水压作用下水流会沿着入水口7进入水槽6，水中的杂质则会被滤网8隔绝，继而水槽6内部的液面高度会与河流水面高度保持一致，工作人员便可通过刻度槽10读出此刻水面高度参数；

s3、当水面高度即将抵达警戒值时水面会与浮板24相接触，之后水面若是再次升高便会对浮板24产生托力，浮板24上升的同时会将顶杆20沿着滑块21与滑槽22滑动配合方向向上顶起，齿柱b23便会通过齿柱a19带动转轴17转动；

s4、待水面位置到达警戒值时转轴17恰好会旋转90度，电极块b18随之旋转90度使得电极块b18的两个弧形过渡处理的端部分别与两侧的电极块a16以及电极块c25的圆弧形凹槽相接触，此刻通过电极块a16、电极块b18、电极块c25构成了电源箱14与电动机26之间的通路，随即电动机26便会带动空心块28做顺时针转动，这一过程中空心块28会沿着铰接轴30方向拨动敲击板31发生偏转，而在扭力弹簧32的回弹力作用下敲击板31也会不断的回转并与空心块28外壁凹陷位置发生撞击，由于空心块28为金属制成，故此撞击中会发出较大的声音提示工作人员。由于圆弧形凹槽为非恒定的曲率设计且转轴17和顶杆20凸起段上均设置有多个相啮合的齿柱a/齿柱b，因此电极块b18的两个弧形过渡处理的端部与两侧的圆弧形凹槽发生接触后，随着转轴17的继续旋转电极块b18的两个弧形过渡处理的端部与两侧的圆弧形凹槽发生脱离接触导致电连接通路关闭，从而进行持续一端时间而并非持续的警报；在水位上升的过程中，由于顶杆20右壁上端相对于齿柱a19的位置呈线性等间距交替设有多个下陷段和多个凸起段，因此顶杆20带动转轴17转动、复位的循环动作，该过程中电极块b18发生旋转/复位，从而实现电连接通路的通断循环；

s5、如果水位从预警值下降，则顶杆20带动转轴17反向转动，从而使得电极块b18的两个弧形过渡处理的端部与两侧的圆弧形凹槽再次发生接触，进行再次警报。

因此本发明中通过倒z字形的异形电性切换连接杆和电连接器件上非恒定的曲率凹槽，以及设置有交替分布的凸起段和下陷段的顶杆，使得在水位报警中同时实现三个功能：不同水位处的多次报警/到达预警水位和脱离预警水位时均能够报警/在上述两种情况下的较长时间报警而非传统的持续报警。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。