[发明专利]一种监测旱涝灾情与水质的传感装置及其使用方法

权利要求书

1.一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：包括有竖直埋置在河滩上的圆管杆，在位于河滩地面以上的圆管杆外壁上设有水位数码标尺，所述的圆管杆顶部高于河滩最高水位线，在所述圆管杆顶端安装有控制器、光伏板和天线，在位于河滩地面以下的圆管杆杆壁上设有等距排列的通水孔，在设有通水孔的这段圆管杆内壁上衬有滤水膜，且在设有通水孔的这段圆管杆外壁周边回填有细砂；围绕所述圆管杆的河滩地面上设有一圈栏杆，在所述栏杆内侧的河滩地面上回填有干旱开裂土层；在所述光伏板底面的上端安装有摄像头，所述摄像头镜头对准所述的水位数码标尺和干旱开裂土层；在位于河滩地面以上的圆管杆外壁上安装有透明度传感器、温度传感器一和电导率传感器一，所述的温度传感器一和电导率传感器一位于所述透明度传感器的上方；在所述的圆管杆内部设有竖直的测杆，所述测杆顶端固定于圆管杆的顶部，所述测杆为圆管形状，测杆与圆管杆内壁之间有空隙，在位于河滩地面以下的测杆上安装有多只干湿度传感器，在每只所述干湿度传感器的上部均安装有温度传感器二，在每只所述干湿度传感器的下部均安装有电导率传感器二。

2.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：所述的干旱开裂土层包括有上部粉土层、下部细砂层和周围回填细砂层，所述的上部粉土层等厚，上部粉土层顶面与河滩地面齐平。

3.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：所述的干湿度传感器包括有圆筒形器身，在所述器身表面设有基底层，在所述基底层上绕有螺旋的碳阻带，所述碳阻带为等宽等厚的发泡电阻薄层，在所述碳阻带上排列有等距的孔穴，在所述碳阻带的下缘设有凸起滴水条。

4.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：所述水位数码标尺的标尺面为圆弧面，围绕所述的圆管杆共有三幅水位数码标尺。

5.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：所述水位数码标尺的标尺面右半部分为目测识别的E型字符，所述E型字符为连续黑白两色相间的E字型，E型字符高均为5厘米，E型字符横竖笔画均为1厘米宽，且横笔画的间隔为1厘米；所述水位数码标尺的标尺面左半部分上部为一排阿拉伯数字，阿拉伯数字是以米为单位且保留小数点后1位的标尺值；所述水位数码标尺的标尺面左半部分中下部为三行四列的数码块，每个数码块为正方形方格，每个数码块的宽度、高度和间隔均相等；有数码的数码块均为黑色，没有数码的数码块均为白色，所述数码块之间的底色均为白色；所述的数码为二进制码，数码的码值是所述阿拉伯数字的标尺值；在所述水位数码标尺的两侧边缘和中间都有白色的区分条带，在整个水位数码标尺表面涂有反光涂层。

6.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：所述的透明度传感器上部为上激光发射器和上激光接收器，上激光发射器和上激光接收器同水平轴线；所述透明度传感器的中部为中激光发射器和中激光接收器，中激光发射器和中激光接收器同水平轴线；所述透明度传感器的下部为下激光发射器和下激光接收器，下激光发射器和下激光接收器同水平轴线；所述的上激光发射器与上激光接收器间距最大，所述的下激光发射器与下激光接收器间距最小，所述的中激光发射器与中激光接收器间距是上激光发射器与上激光接收器和下激光发射器与下激光接收器间距和的一半。

7.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：所述的电导率传感器一和电导率传感器二的基板上设有左电极块和右电极块，所述左电极块和右电极块均为凸起的椭圆形状，椭圆形状的长轴线均为铅垂线，所述的左电极块与右电极块之间有间隙。

8.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，其特征在于：在所述的透明度传感器、温度传感器一和电导率传感器一上均罩有网罩。

9.根据权利要求1所述一种监测旱涝灾情与水质的传感装置，具体使用包括以下步骤：

（1）准备工作：加工圆管杆和测杆，按监测土壤厚度在圆管杆的下部钻出通水孔，在有通水孔的圆管杆内壁上衬贴滤水膜；制作干湿度传感器、电导率传感器、温度传感器、透明度传感器、控制器和水位数码标尺；

（2）在河滩的监测点用钻机钻出竖向钻孔，把圆管杆铅直插入钻孔，把有通水孔部分的圆管杆埋于地下，在圆管杆的外侧回填细砂；

（3）在所述测杆上安装所有的干湿度传感器及电导率传感器二和温度传感器二，把测杆插入圆管杆内；按最高的干湿度传感器位于河滩地面处，把测杆顶端固定于圆管杆的顶部，让测杆悬挂于圆管杆内，在河滩地面以上的圆管杆外壁上安装水位数码标尺，在高于河滩地面处的圆管杆上安装透明度传感器、电导率传感器一、温度传感器一和网罩，在圆管杆顶端安装控制器、光伏板和天线；

（4）在圆管杆周围开挖干旱开裂土层的基坑，铺填细砂层，回填粉土层，在粉土层周围回填细砂后，再在回填细砂的外围围上栏杆；在光伏板底面的上部安装摄像头，把摄像头对准水位数码标尺和干旱开裂土层；把所有干湿度传感器、透明度传感器、电导率传感器一、二和温度传感器一、二的电缆均与控制器联接，把光伏板、天线、摄像头的电缆与控制器联接；

（5）打开控制器的电源，无论旱涝情况，温度传感器一和温度传感器二的输出水温或气温信号发送给控制器，摄像头拍摄监测点粉土层干裂或水况和水位数码标尺水位的图像发送给控制器，由控制器实时无线传输到岸上；当河滩上的水淹没透明度传感器处的电导率传感器一时，所有电导率传感器一各自输出河水或地下水的电导率信号给控制器，透明度传感器输出河水透明度信号给控制器，由控制器实时无线传输到岸上；当地下水只低于河滩地面处的干湿度传感器下部电导率传感器二时，控制器开启河滩地面处干湿度传感器的碳阻带电源，让碳阻带通电发热沁出孔穴内的水，待碳阻带内的水分逐渐蒸发至干燥，以及干湿度传感器上部温度传感器二传感的温度达到控制值后，控制器断开碳阻带的电源，碳阻带冷却吸收土内的水分，控制器测试碳阻带的电阻值，由控制器将表面土的干湿度信号实时无线传输到岸上；当地下无水时，控制器开启所有干湿度传感器的碳阻带电源，让碳阻带通电发热沁出孔穴内的水，待碳阻带内的水分逐渐蒸发至干燥，以及干湿度传感器上部温度传感器二传感的温度达到控制值后，控制器断开碳阻带的电源，碳阻带冷却吸收空气中的水分，控制器测试碳阻带的电阻值，由控制器实时无线传输地下不同深度土的干湿度信号到岸上，即进行了本发明一种旱涝灾情与水质传感装置监测河滩监测点旱涝灾情与水质状况的使用。