一种水力发电式径流自动监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及流域面源污染径流监测技术领域，更具体地，设及一种水力发电式径 流自动监测装置。
【背景技术】
[0002] 目前，流域面源污染是水体污染的重要来源，流域内农业生产用水、居民生活污水 通过地表径流的方式排入地表水体，导致重要湖泊、水库等富营养化，区域生态环境质量下 降等问题。通过面源径流污染监测，可W明确不同条件下面源污染的程度，从而针对相应的 防治措施。
[0003] 常规的流域面源污染的径流监测是在流域产生降雨并形成地表径流时，由监测人 员携带水质仪、流速仪等赶到现场进行测量和记录。由于流域位置偏远，导致面源径流监测 不及时，如要求监测人员提前赶赴现场等待，则加大了人力和财力的投入。同时，传统的降 雨量数据来源于当地气象或环保部口，其监测点位置与流域位置具有空间差异，导致降雨 量数据产生误差。另一方面，人工的径流流量读数也会产生误差，因此，研究一种实时、精确 的流域面源污染径流的自动监测装置，实现监测数据的存储和远程传输，对于流域面源污 染防控具有重要意义。已有的一些径流自动监测装置大都采取太阳能电池板的方式进行设 备的野外供电，该方式在遇到雨季时难W给设备提供足够的电能，导致设备无法正常运转， 因此，需要通过其他的途径为设备提供电能。
[0004] 综上所述，如何在克服已有流域面源污染径流难W实时监测、监测误差较大，较大 的人力投入等问题的同时，最大限度解决设备在野外的供电需求，节约装置用电，成为目前 需要解决的技术问题。
【发明内容】
[000引针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种水力发电式径流自动监测装置，其目的 在于通过水力产生的电能为装置供电，为装置进行径流水质和流量的自动监测提供除了太 阳能W外的能源保障，本发明在进行径流监测时，流入的水流带动装置内部的水轮机，水轮 机带动水力发电机产生电流，电流控制器对产生的电流进行控制，从而实现对装置的蓄电 池进行稳定的充电，可W提供除了太阳能发电板W外的电能来源。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种水力发电式径流自动监测装置，包括径流 入口套，控制模块，雨量计，多参数水质监测仪，冲洗连接孔，格栅，排沙日，水轮机，水力发 电机，电流控制器，蓄电池，太阳能发电板，散热防护罩，流速计，液位传感器和壳体;所述壳 体为空屯、管状结构，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、管呈水平状，所述第二空屯、管呈斜坡状且分别与所述第一空屯、管和所述第二空屯、管 连接;所述径流入口套设置在所述第一空屯、管中未与所述第二空屯、管连接的那一端，且与 所述第一空屯、管密封连接;所述控制模块设置在所述第一空屯、管外，用于对径流进行监测 并对监测的数据进行存储和传输;所述雨量计设置在所述第一空屯、管外，用于对降雨量进 行监测;所述多参数水质监测仪设置在所述第一空屯、管内，用于对经过径流入口流入的径 流进行水质监测;所述格栅设置在所述第一空屯、管内，且位于所述多参数水质监测仪后方 和所述雨量计的下方，用于对流入的径流中的砂石进行拦截，防止水轮机受到砂石的损害； 所述雨量计与所述格栅通过冲洗连接孔相通;所述排沙口设置在所述格栅的下方;所述水 轮机设置在所述第Ξ空屯、管内，且靠近所述第Ξ空屯、管与所述第二空屯、管连接的那一端； 所述散热防护罩设置在所述第Ξ空屯、管外，所述水力发电机、所述电流控制器和所述蓄电 池均位于所述散热防护罩内部;所述太阳能发电板位于所述散热防护罩的上方，所述太阳 能发电板用于将太阳能转化为电能，并通过所述电流控制器产生稳定的电流对所述蓄电池 供电；所述流速计和所述液位传感器均设置在所述第Ξ空屯、管内且靠近出口处，所述流速 计用于监测流速;所述液位传感器用于监测径流液面高度。
[0007] 更进一步地，径流入口套由高强度、伸缩性好的材料制成，可在其材料弹性形变内 适应不同形状及大小的径流排水口。
[0008] 更进一步地，所述控制模块的外壳为坚固、防腐蚀材料制成。
[0009] 更进一步地，壳体底部的截面为矩形、正方形或直角朝下的等腰直角Ξ角形。
[0010] 更进一步地，流速计和所述液位传感器均通过设置在壳体内部的数据线与所述控 制模块进行数据传输。
[0011] 更进一步地，控制模块，所述雨量计，所述多参数水质监测仪，所述流速计和所述 液位传感器均通过设置在所述壳体内部的电源线由所述蓄电池供电。
[0012] 更进一步地，在径流监测时，流入的水流带动所述水轮机，所述水轮机带动水力发 电机产生电流，所述电流控制器对产生的电流进行控制，从而达到对所述蓄电池进行稳定 的充电。进而实现本装置除了太阳能W外的电力来源。
[0013] 更进一步地，当完成径流监测后，连接所述雨量计和所述格栅的所述冲洗连接孔 打开，排沙口也同时打开，所述雨量计中的雨水从冲洗连接孔流到格栅，实现对格栅的冲 洗，砂石通过排沙口排出。
[0014] 更进一步地，可通过所述控制模块设置径流监测的最低工作阔值(比如，可设置雨 量记录的数值高于5毫米，液位传感器有读数时长超过5分钟），那么当雨量计记录的数值达 到5毫米，且液位传感器有读数时间达到5分钟时，多参数水质监测仪和所述流速计才开始 运行，最大限度地排除人为干扰的同时节省能源。
[0015] 本发明通过水力产生的电能为装置提供除了太阳能W外的电力;为防止装置的水 轮机受到砂石损坏，设置格栅进行防护;为了使格栅不堵塞，利用雨量计里的雨水对格栅 上附着的砂石进行清理;蓄电池、电流控制器、发电机运些发热单元由坚固防腐蚀的散热防 护罩提供保护;控制模块除了进行监测程序设计、数据存储与远程传输W外，还可W设置本 装置的最低工作阔值，从而尽可能节省装置能耗。W上设计为本装置尽可能地进行径流的 野外无人值守自动监测提供保障。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例提供的水力发电式径流自动监测装置结构示意图。
[0017] 图2为本发明实施例提供的水力发电式径流自动监测装置中控制模块的结构示意 图。
[0018] 图3为本发明实施例提供的水力发电式径流自动监测装置中壳体底部横截面图， 其中：（a)为矩形截面，（b)为正方形截面，（C)为直角朝下的等腰直角Ξ角形截面。
[0019] 图4为本发明实施例提供的水力发电式径流自动监测装置中数据线路布置示意 图。
[0020] 图5为本发明实施例提供的水力发电式径流自动监测装置中电源线路布置示意 图。
[0021] 图6为本发明实施例提供的水力发电式径流自动监测装置的工作流程图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0023] 本发明设及一种水力发电式径流自动监测装置，主要用于流域面源污染的径流自 动监测。具体地，提供了一种水力发电式径流自动监测装置;在装置进行径流监测时，流入 装置的水流带动装置内部的水轮机，水轮机带动水力发电机产生电流，电流控制器对产生 的电流进行控制，实现对装置的蓄电池进行稳定的充电，从而使装置获得除了太阳能发电 板W外的电能来源。
[0024] 本发明提供了 一种水力发电式径流自动监测装置，装置包括径流入口套，控制模 块，雨量计，多参数水质监测仪，冲洗连接孔，格栅，排沙口，水轮机，水力发电机，电流控制 器，蓄电池，太阳能发电板，散热防护罩，流速计，液位传感器，壳体。所述的径流入口套，控 制模块，雨量计，多参数水质监测仪，冲洗连接孔，格栅，排沙口，水轮机，水力发电机，电流 控制器，蓄电池，太阳能发电板，散热防护罩，流速计，液位传感器均与壳体相连。其中，径流 入口套，控制模块，雨量计，多参数水质监测仪，冲洗连接孔，格栅，排沙口位于装置上部分； 径流入口套由高强度、伸缩性好的材料制成，可在其材料弹性形变内适应不同形状及大小 的径流排水口，径流入口套通过密封方法与壳体相连;控制模块具备径流监测程序设计、数 据存储，数据传输功能，控制模块外壳为坚固、防腐蚀材料制成，操作人员可通过装置的控 制模块设置径流监测的最低工作阔值，即装置的雨量计记录的数值在达到设计值，同时液 位传感器的读数持续设计时长时，装置的多参数水质监测仪和流速计才开始运行，最大限 度地排除人为干扰的同时节省能源。雨量计位于壳体上方，可对降雨量进行监测；多参数水 质仪位于壳体上部的内部，可对流入装置的径流进行水质监测;格栅位于多参数水质监测 仪后方、雨量计的下方，格栅与雨量计通过冲洗连接孔相通。格栅可对流入装置的径流中的 砂石进行拦截;排沙口位于格栅下方，当本装置完成每一次径流监测后，连接雨量计和格栅 的冲洗连接孔打开，排沙口亦同时打开，雨量计中的雨水从冲洗连接孔流到格栅，砂石则通 过排沙口排出本装置，实现对格栅的冲洗。水轮机，水力发电机，电流控制器，蓄电池，太阳 能发电板，散热防护罩，流速计，液位传感器位于装置下部分。其中，水轮机位于壳体内部下 方，水力发电机、电流控制器和蓄电池均位于散热防护罩内部，径流监测时，流入装置的水 流带动水轮机，水轮机带动水力发电机产生电流，电流控制器对产生的电流进行控制，从 而实现对蓄电池进行稳定地充电；太阳能发电板位于散热防护罩上方，太阳能发电板把太 阳能转化为电能，通过电流控制器产生稳定的电流对蓄电池供电。散热防护罩用坚固、防腐 蚀、散热性好的材料制成，从而确保、散热防护罩内的、水力发电机、电流控制器和蓄电池能 顺利散热，保证正常工作;流速计和液位传感器位于壳体内部接近出口处，用来对径流的流 速和液面高度进行监测。雨量计，多参数水质监测仪，蓄电池，流速计和液位传感器均通过 壳体内部的数据线与控制模块进行数据传输。控制模块，雨量计，多参数水质监测仪，流速 计和液位传感器均通过壳体内部的电源线由蓄电池供电。
[0025] 本发明的优点是:通过水力产生的电能为装置提供除了太阳能W外的电力；设置 格栅对水轮机进行防护，同时，为了使格栅不堵塞，利用雨量计里的雨水对格栅上附着的砂 石进行清理;蓄电池、电流控制器、发电机运些发热单元由坚固防腐蚀的散热防护罩提供保 护和散热的需要;控制模块除了进行监测程序设计、数据存储与远程传输W外，还可W设置 本装置的最低工作阔值，从而尽可