特開 2024-148088 河川水位監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024148088

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】河川水位監視システム

(51)【国際特許分類】

   G01C 13/00 20060101AFI20241009BHJP

   E02B 3/00 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

G01C13/00 P

E02B3/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023061007

(22)【出願日】2023-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】520204995

【氏名又は名称】上海海事大学

(74)【代理人】

【識別番号】100088063

【弁理士】

【氏名又は名称】坪内 康治

(72)【発明者】

【氏名】胡 天洋

(57)【要約】      （修正有）

【課題】河川の水位の高さの変化、水の流速の変化、水の透明度の変化のデータを同時に監視でき、さらに毎日水位の高さのデータの変化を記録できる河川水位監視システムを提供する。
【解決手段】河川水位監視システムであって、固定棒と、外部筐体と、バッテリとを含み、さらに水位記録機構と、データ送信回路と、透明度監視回路と、水流監視回路と、水位監視回路とを有し、固定棒の下端にストッパ棒が取り付けられ、水流監視回路に軸流水力発電機がセットして設置され、水位監視回路に水圧センサがセットして設置され、透明度監視回路にフォトダイオード及びフォトトランジスタがセットして設置され、フォトダイオード、フォトトランジスタ、軸流水力発電機、水圧センサは固定棒の下端に取り付けられ、バッテリ、データ送信回路、透明度監視回路、水流監視回路、水位監視回路、水位記録機構は筐体内に取り付けられ且つ電気的に接続される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定棒と、外部筐体と、バッテリとを含み、さらに水位記録機構と、データ送信回路と、透明度監視回路と、水流監視回路と、水位監視回路とを有し、固定棒の下端にストッパ棒が取り付けられ、水流監視回路に軸流水力発電機がセットして設置され、水位監視回路に水圧センサがセットして設置され、透明度監視回路にフォトダイオード及びフォトトランジスタがセットして設置され、フォトダイオード及びフォトトランジスタはガラス筐体内にそれぞれ取り付けられ、ガラス筐体、軸流水力発電機、水圧センサは固定棒の下端の片側にそれぞれ取り付けられ、バッテリ、データ送信回路、透明度監視回路、水流監視回路、水位監視回路、水位記録機構は外部筐体内に取り付けられ、前記透明度監視回路、水流監視回路、水位監視回路の信号出力端とデータ送信回路の多重信号入力端はそれぞれ電気的に接続され、水位監視回路の制御端と水位記録機構の信号入力端は電気的に接続されることを特徴とする河川水位監視システム。

【請求項2】

データ送信回路は電気的に接続されたワンチップマイコンモジュールと、ＧＰＲＳモジュールとを含むことを特徴とする請求項１に記載の河川水位監視システム。

【請求項3】

透明度監視回路は電気的に接続される３つの抵抗を含み、且つフォトダイオードとフォトトランジスタに接続されることを特徴とする請求項１に記載の河川水位監視システム。

【請求項4】

水位記録機構はモータ減速機構、ロール紙と、軸受座と、固定ハウジングと、描画機構と、制御回路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の河川水位監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、監視機器技術の分野に係り、特に河川水位監視システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の水位検知機器は、水面の高さの変化のみを監視することができ、水の流速及び水の透明度のデータを監視することができなく、監視されるデータが単一であり、遠隔業者は現場状況を具体的に知ることができなく、河川の安全管理に悪影響を与え、且つ河川周期水位を効果的に容易に分析することができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

従来の河川水位監視機器は、構造が限定されて背景のような弊害が存在することを解消するために、本発明は、河川の水位の高さの変化、水の流速の変化、水の透明度の変化のデータを同時に監視でき、さらに毎日水位の高さのデータの変化を記録できる河川水位監視システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明がその技術的課題を解決するために採用する技術的解決手段は以下のとおりである。

【0005】

河川水位監視システムであって、固定棒と、外部筐体と、バッテリとを含み、さらに水位記録機構と、データ送信回路と、透明度監視回路と、水流監視回路と、水位監視回路とを有し、前記固定棒の下端にストッパ棒が取り付けられ、前記水流監視回路に水力発電機がセットして設置され、水位監視回路に水圧センサがセットして設置され、透明度監視回路にフォトダイオード及びフォトトランジスタがセットして設置され、前記フォトダイオード及びフォトトランジスタはガラス筐体内にそれぞれ取り付けられ、ガラス筐体、軸流水力発電機、水圧センサは固定棒の下端の片側にそれぞれ取り付けられ、前記バッテリ、データ送信回路、透明度監視回路、水流監視回路、水位監視回路、水位記録機構は筐体内に取り付けられ且つ電気的に接続されることを特徴とする。

【0006】

さらに、前記透明度監視回路は電気的に接続される３つの抵抗を含み、且つフォトダイオードとフォトトランジスタに接続される。

【0007】

さらに、前記水位記録機構はモータ減速機構、ロール紙と、軸受座と、固定ハウジングと、描画機構と、制御回路とを含む。

【0008】

さらに、前記制御回路は電気的に接続されるタイミングスイッチと、抵抗と、リレーと、ＮＰＮトランジスタとを含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明は河川の水の透明度の変化のデータ、水の流速の変化のデータ、水位の高さの変化のデータを同時に監視でき、さらに水位の高さのデータの変化を記録する目的を実現することができ、河川を安全に管理するために有利な技術サポートを果たす。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の構造全体の概略図である。

【図2】本発明の構造全体の概略図である。

【図3】本発明の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１、２に示すように、河川水位監視システムであって、固定棒１と、外部筐体２と、バッテリＧ１とを含み、さらに水位記録機構７と、データ送信回路４と、透明度監視回路５と、水流監視回路６と、水位監視回路３とを有し、前記固定棒の下端にストッパ棒１０１が取り付けられ、ストッパ棒１０１の下端は尖ったテーパ状であり、前記水流監視回路に水力発電機Ｍがセットして設置され、水位監視回路に水圧センサＡ１がセットして設置され、透明度監視回路にフォトダイオードＶＬ及びフォトトランジスタＱ１がセットして設置され、前記フォトダイオードＶＬ及びフォトトランジスタＱ１は筐体５１内にそれぞれ取り付けられ、軸流水力発電機Ｍ、水圧センサＡ１は固定棒１の左下端にそれぞれ取り付けられ、且つストッパ棒１０１の上部に位置し、２つのガラス筐体５１は水力発電機Ｍの外部筐体の上端外に取り付けられる。

【0012】

図１、２、３に示すように、データ送信回路は回路基板配線を介して接続されたワンチップマイコンモジュールＡ２と、ＧＰＲＳモジュールＡ３とを含み、軸流水力発電機Ｍの正極電源出力端と１つのダイオードＶＤ１の正極はリード線を介して接続され、ダイオードＶＤ１の負極はバッテリＧ１の正極に接続される。透明度監視回路は回路基板配線を介して接続された３つの抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ８と、抵抗Ｒ９とを含み、それぞれフォトダイオードＶＬ、フォトトランジスタＱ１とリード線を介して接続される。水流監視回路は回路基板配線を介して接続された３つの抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ６とを含み、軸流水力発電機Ｍはリード線を介して接続される。水位監視回路は回路基板配線を介して接続された３つの抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ３とを含み、且つ水圧センサＡ１はリード線を介して接続される。

【0013】

図１、２、３に示すように、水位記録機構はモータ減速機構Ｍ１と、複数のロール紙７１と、軸受座７２と、鉄鋼材質固定ハウジング７３と、描画機構７４と、制御回路７５とを含み、モータ減速機構Ｍ１のハウジング後端に１つの矩形永久磁石７６が接着剤で接着して取り付けられ、軸受座７２は３セットを有し、そのうち２セットの軸受座７２は矩形中空固定ハウジング７３内の後端中央部の左右両側にそれぞれ取り付けられ、モータ減速機構Ｍ１の動力出力軸の下端に１本の接続棒７７が溶接され、接続棒７７の外側端に内径が接続棒７７の外径と一致する１本の紙スリーブ７８が可動に嵌着され、接続棒７７の下端は左端の第１の軸受座７２の軸受内輪内に可動に嵌着され、モータ減速機構Ｍ１は磁石７６を介して固定ハウジング７３の内後端の左側上部に吸引して取り付けられ、紙ロールの中央部に１本の軸棒７９が嵌着され、軸棒７９の下端は右端の第２の軸受座７２の軸受内輪内に可動に嵌着され、第３の軸受座７２の後端の外側に矩形永久磁石７２１が接着剤で接着して接続され、第３の軸受座は磁石７２１を介して固定ハウジング７３内の後端上部右側に吸引され、ロール紙の軸棒７９の上端は第３の軸受座７２の軸受内輪内に嵌着され、描画機構７４は固定ハウジング７３内の下端中央部に取り付けられる。描画機構は支持板７４１と、電磁石ＤＣと、鉄鋼材質可動ブロック７４２と、バネ７４３と、スライド棒７４４と、ペンスリーブ７４５とを含む。ペンスリーブはスリーブ７４５１と、描画ペン７４５２と、バネＡ７４５３とを含む。制御回路は回路基板の配線を介して接続されたタイミングスイッチＡ５と、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１と、リレーＫ１と、ＮＰＮトランジスタＱ２とを含む。

【0014】

図１、２、３に示すように、動作時に、フォトダイオードＶＬから発射された光線はガラス筐体５１を透過してフォトトランジスタＱ１の受光面に照射され、水がより透明であれば透過率が高く、フォトダイオードＶＬがフォトトランジスタＱ１の受光面に照射された光線が強くなり、フォトトランジスタＱ１のエミッタがワンチップマイコンモジュールＡ２に出力した３ピン電圧信号が高く、逆に低い。河川の水位が高いほど、水圧センサＡ１の３ピンが出力した電圧信号が相対的に高く、逆に低く、河川水の流速が速いほど、水力発電機Ｍから出力された電圧信号が相対的に高く、逆に低く、電圧信号がワンチップマイコンモジュールＡ２の３つの信号入力端に入力された後、ワンチップマイコンモジュールＡ２は入力された動的変化アナログ量の電圧信号をデジタル信号に変換してＧＰＲＳモジュールＡ３を介して無線移動ネットワークで遠隔伝送し、遠隔関係者は携帯電話を介して現場の河川水位、水圧、水透明度データを把握する。

【0015】

図１、２、３に示すように、タイミングスイッチＡ５が通電されて作動した後にその３、４ピンが所定の時間ごとに電源をリレーＫ１の正極電源入力端に出力し、モータ減速機構Ｍ１が通電されて作動した後に接続棒７７を介して紙スリーブ７８を反時計回りに回転させ、紙スリーブ７８は紙ロール７１を左に拡張して運動させ、描画ペン７４５２は巻き取られた紙ロール７１を延展し続ける前に連続的な波形図を描画し、水圧センサＡ１の３ピンが出力した電圧信号は抵抗Ｒ３を介して抵抗Ｒ１０の他端に入り、続いて抵抗Ｒ１０を介してＮＰＮトランジスタＱ２のベースに入り、水位の変化に伴う電流信号は電磁石ＤＣの電源入力端を行った後、電磁石ＤＣは異なる磁気作用力を生成し、水位が深いほど磁気が大きくなり、逆に小さい。動的変化電流は電磁石ＤＣに入った後、水位が深く、磁性が大きい場合、電磁石ＤＣは鉄鋼材質可動ブロック７４３を吸着して下向きに移動する距離が相対的に大きく、逆に相対的に小さく、このように、可動ブロックは描画ペンを駆動して上向き又は下向きに移動する時に延展し続けるロール紙の先端に波形図を継続的に描画する。

【図1】

【図2】

【図3】